使用 TLS 和 Python 进行身份验证

Question

我想为在 Raspberry Pi 上运行并像本地服务器一样工作的软件制作一个小更新脚本。这应该连接到网络中的主服务器以获取软件更新并验证软件的许可证。 为此，我设置了两个 python 脚本。我希望这些通过 TLS 套接字连接。然后客户端检查服务器证书，服务器检查它是否是授权客户端之一。我在this page 上使用twisted 找到了解决方案。

现在还有一个问题。我想知道哪个客户端（取决于证书）正在建立连接。有没有办法在 Python 3 中使用 twisted 做到这一点？

我对每个答案都很满意。

Answer 1

一句话：是的，这是完全可能的，所有必要的东西都是 移植到 python 3 - 我在我的 Mac 上测试了 Python 3.4 下的所有以下内容，它似乎 工作正常。

简短的回答是 "use twisted.internet.ssl.Certificate.peerFromTransport" 但鉴于需要进行大量设置才能达到目标 可能，我已经构建了一个完整的工作示例，您应该能够 尝试并以此为基础。

为了后代，您首先需要生成一些客户端证书 由同一 CA 签署。您可能已经这样做了，但其他人也可以 理解答案并自己尝试（这样我就可以测试我的 回答我自己;-))，他们需要一些这样的代码：

# newcert.py
from twisted.python.filepath import FilePath
from twisted.internet.ssl import PrivateCertificate, KeyPair, DN

def getCAPrivateCert():
    privatePath = FilePath(b"ca-private-cert.pem")
    if privatePath.exists():
        return PrivateCertificate.loadPEM(privatePath.getContent())
    else:
        caKey = KeyPair.generate(size=4096)
        caCert = caKey.selfSignedCert(1, CN="the-authority")
        privatePath.setContent(caCert.dumpPEM())
        return caCert

def clientCertFor(name):
    signingCert = getCAPrivateCert()
    clientKey = KeyPair.generate(size=4096)
    csr = clientKey.requestObject(DN(CN=name), "sha1")
    clientCert = signingCert.signRequestObject(
        csr, serialNumber=1, digestAlgorithm="sha1")
    return PrivateCertificate.fromCertificateAndKeyPair(clientCert, clientKey)

if __name__ == '__main__':
    import sys
    name = sys.argv[1]
    pem = clientCertFor(name.encode("utf-8")).dumpPEM()
    FilePath(name.encode("utf-8") + b".client.private.pem").setContent(pem)

使用这个程序，您可以像这样创建一些证书：

$ python newcert.py a
$ python newcert.py b

现在你应该有几个可以使用的文件了：

$ ls -1 *.pem
a.client.private.pem
b.client.private.pem
ca-private-cert.pem

然后你会想要一个使用这些证书之一的客户端，并发送一些 数据：

# tlsclient.py
from twisted.python.filepath import FilePath
from twisted.internet.endpoints import SSL4ClientEndpoint
from twisted.internet.ssl import (
    PrivateCertificate, Certificate, optionsForClientTLS)
from twisted.internet.defer import Deferred, inlineCallbacks
from twisted.internet.task import react
from twisted.internet.protocol import Protocol, Factory

class SendAnyData(Protocol):
    def connectionMade(self):
        self.deferred = Deferred()
        self.transport.write(b"HELLO\r\n")
    def connectionLost(self, reason):
        self.deferred.callback(None)


@inlineCallbacks
def main(reactor, name):
    pem = FilePath(name.encode("utf-8") + b".client.private.pem").getContent()
    caPem = FilePath(b"ca-private-cert.pem").getContent()
    clientEndpoint = SSL4ClientEndpoint(
        reactor, u"localhost", 4321,
        optionsForClientTLS(u"the-authority", Certificate.loadPEM(caPem),
                            PrivateCertificate.loadPEM(pem)),
    )
    proto = yield clientEndpoint.connect(Factory.forProtocol(SendAnyData))
    yield proto.deferred

import sys
react(main, sys.argv[1:])

最后，一个可以区分它们的服务器：

# whichclient.py
from twisted.python.filepath import FilePath
from twisted.internet.endpoints import SSL4ServerEndpoint
from twisted.internet.ssl import PrivateCertificate, Certificate
from twisted.internet.defer import Deferred
from twisted.internet.task import react
from twisted.internet.protocol import Protocol, Factory

class ReportWhichClient(Protocol):
    def dataReceived(self, data):
        peerCertificate = Certificate.peerFromTransport(self.transport)
        print(peerCertificate.getSubject().commonName.decode('utf-8'))
        self.transport.loseConnection()

def main(reactor):
    pemBytes = FilePath(b"ca-private-cert.pem").getContent()
    certificateAuthority = Certificate.loadPEM(pemBytes)
    myCertificate = PrivateCertificate.loadPEM(pemBytes)
    serverEndpoint = SSL4ServerEndpoint(
        reactor, 4321, myCertificate.options(certificateAuthority)
    )
    serverEndpoint.listen(Factory.forProtocol(ReportWhichClient))
    return Deferred()

react(main, [])

为简单起见，我们将重新使用 CA 自己的证书 服务器，但在更现实的情况下，您显然想要更多 适当的证书。

您现在可以在一个窗口中运行whichclient.py，然后在另一个窗口中运行python tlsclient.py a; python tlsclient.py b，并查看whichclient.py 打印输出 a 和b 分别通过commonName 识别客户端 证书主题中的字段。

这里需要注意的是，您最初可能希望将该调用 Certificate.peerFromTransport 转换为 connectionMade 方法；那不会 工作。 Twisted does not presently have a callback for "TLS handshake complete"; 希望它最终会，但在它发生之前，你必须等到你已经 从对等方接收到一些经过身份验证的数据，以确保握手已 完全的。对于几乎所有应用程序，这都很好，因为当您 已收到执行任何操作的指示（下载更新，在您的情况下） peer 必须已经发送了证书。