[原创]x.509证书在WCF中的应用(CS篇)
[原创]x.509证书在WCF中的应用(CS篇)
为什么要用x.509证书? WCF的服务端和客户端之间，如果不作任何安全处理(即服务端的<security mode="None">)，则所有传输的消息将以明文方式满天飞，在internet/intranet环境下无疑是很不安全的，这就是用证书的目的。(当然WCF还有其它安全机制，比如最常见的UserName方式，但通常每次都要从数据库读取用户名/密码信息进行验证，比较麻烦，开销也大，个人觉得还是证书最为方便)--关于x.509证书
的基本知识，可参见http://www.cnblogs.com/yjmyzz/archive/2008/08/19/1271171.html
大致原理(个人理解,可能不太准确): 正确设置服务端与客户端证书后，WCF的服务端启动时，需要利用服务端证书验证，如果验证通过将正常启动，否则报异常，同时客户端调用服务端方法时，也需要提供客户端证书，服务端接受到客户端证书后，验证客户端证书的有效性，如果通过，则允许客户端正常调用。
下面将逐步讲解如何使用:
1.制作证书
先进入到vs2008的命令行状态，即: 开始-->程序-->Microsoft Visual Studio 2008-->Visual Studio Tools-->Visual Studio 2008 命令提示
键入:
makecert -r -pe -n "CN=MyServer" -ss My -sky exchange
解释一下：makecert.exe是一个专门用来制作证书的小工具，上面一行的意思就是制作一个CN=MyServer的服务器证书，默认存储在CurrentUser\My这个位置，同时这个证书标识为可导出。(详细的
MakeCert参数可参见http://msdn.microsoft.com/zh-cn/bfsktky3(vs.80).aspx)
再输入:
makecert -r -pe -n "CN=MyClient" -ss My -sky exchange
生成客户端证书,证书生成好以后，可以在IE里查看到,IE-->工具-->Internet选项-->内容-->证书
同时如何管理已经安装的证书，可参见https://cloud.tencent.com/developer/article/1028343
2.wcf服务端
vs.net2008启动后，新建一个控制台应用程序-->(右击)添加-->新建项-->WCF服务-->命名为MyService.cs-->保存
保存后，系统会自动生成一个接口文件IMyService.cs
二个文件的内容如下: IMyService.cs
using System;
using System.ServiceModel;
namespace Server
{
// 注意: 如果更改此处的接口名称 "IMyService"，也必须更新 App.config 中对 "IMyService" 的引用。
[ServiceContract]
public interface IMyService
{
[OperationContract]
string Test();
}
}MyService.cs
using System;
using System.ServiceModel;
namespace Server
{
// 注意: 如果更改此处的类名 "MyService"，也必须更新 App.config 中对 "MyService" 的引用。
public class MyService : IMyService
{
public string Test()
{
Console.WriteLine("服务端输出：\n" + ServiceSecurityContext.Current.PrimaryIdentity.AuthenticationType);
Console.WriteLine(ServiceSecurityContext.Current.PrimaryIdentity.Name);
return "服务端时间：" + DateTime.Now.ToString();
}
}
}再来新建一个cs文件:CustomX509CertificateValidator.cs 内容先贴在下面
using System;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;
using System.IdentityModel.Tokens;
using System.IdentityModel.Selectors;
namespace Server
{
public class CustomX509CertificateValidator : X509CertificateValidator
{
public override void Validate(X509Certificate2 certificate)
{
Console.WriteLine(certificate.Subject);
Console.WriteLine(certificate.Thumbprint);
if (certificate.Thumbprint != "3E4D4B64A90810B6CFF9B1DD2390D8C9488747BF")
throw new SecurityTokenException("Certificate Validation Error!");
}
}
}
注意：项目必须先添加对System.IdentityModel的引用
解释一下: 这个文件的用户是:客户端要调用服务端方法，并提供客户端证书时，用来验证客户端证书的有效性。注意里面的if (certificate.Thumbprint != "3E4D4B64A90810B6CFF9B1DD2390D8C9488747BF")这一句，大家调试的时候，里面的3E4D4B64A90810B6CFF9B1DD2390D8C9488747BF要换成你自己的客户端证书的信息(每一个证书对应的这一串字符都是唯一的)，可通过在IE浏览器里，查看MyClient证书的详细信息得到，见下图:
同时注意配置文件App.Config,内容如下
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
<system.serviceModel>
<behaviors>
<serviceBehaviors>
<behavior name="Server.MyServiceBehavior">
<serviceMetadata httpGetEnabled="true" httpGetUrl="http://localhost:8080" />
<serviceDebug includeExceptionDetailInFaults="true" />
<serviceCredentials>
<clientCertificate>
<authentication certificateValidationMode="Custom" customCertificateValidatorType="Server.CustomX509CertificateValidator,Server"/>
</clientCertificate>
<serviceCertificate findValue="MyServer" storeLocation="CurrentUser"
x509FindType="FindBySubjectName" />
</serviceCredentials>
</behavior>
</serviceBehaviors>
</behaviors>
<bindings>
<netTcpBinding>
<binding name="NewBinding0">
<security mode="Transport">
<transport clientCredentialType="Certificate" />
</security>
</binding>
</netTcpBinding>
</bindings>
<services>
<service behaviorConfiguration="Server.MyServiceBehavior" name="Server.MyService">
<endpoint address="net.tcp://localhost:8081" binding="netTcpBinding" contract="Server.IMyService" bindingConfiguration="NewBinding0"/>
</service>
</services>
</system.serviceModel>
</configuration>解释一下: <authentication certificateValidationMode="Custom" customCertificateValidatorType="Server.CustomX509CertificateValidator,Server"/></clientCertificate> 这一行的意思就是通知WCF服务端，验证客户端证书的模式为自定义，验证时调用Server.CustomX509CertificateValidator这个类来完成验证
<serviceCertificate findValue="MyServer" storeLocation="CurrentUser" x509FindType="FindBySubjectName" /> 这一行的意思是WCF服务端验证证书时，到CurrentUser这个位置查询CN=MyServer的证书
最后在Program.cs里启用WCF，内容如下:
using System;
using System.ServiceModel;
namespace Server
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
ServiceHost host = new ServiceHost(typeof(MyService));
host.Open();
Console.ReadKey();
}
}
}build一下，如果编译无错的话，服务端完工，可以运行一下，将弹出一个DOS命令窗口(不过什么输出也没有)，只要不报错，就表明Ok了，先不要急着关，尝试浏览一下:
http://localhost:8080/(这个地址哪里来的？回头看下App.config，里面有一行<serviceMetadata httpGetEnabled="true" httpGetUrl="http://localhost:8080/" />，呵呵，明白了吧) 正常的话，应该类似下图所示:
3.客户端调用
下面生成服务端的代理和配置文件，客户端开发将用到这二个文件，同样先进入vs2008的命令行状态，输入:
svcutil.exe http://localhost:8080/ /d:c:\123\
注意：输入这一行命令的时候，请确保服务端程序正在运行。这一句的意思就是在c:\123\目录下输出WCF的代理文件和配置文件
打开vs.net2008，再新建一个控制台应用程序，可以命名为Client
把c:\123\下生成的二个文件MyService.cs,output.config添加到Client项目中，同时将output.config改名为App.Config
Progam.cs代码内容如下:
using System;
namespace Client
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
using (MyServiceClient client = new MyServiceClient())
{
Console.WriteLine("客户端输出：");
Console.WriteLine(client.Test());
}
Console.ReadKey();
}
}
}同时，参考下面的内容手动修改一下App.Config文件
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<configuration>
<system.serviceModel>
<behaviors>
<endpointBehaviors>
<behavior name="NewBehavior">
<clientCredentials>
<clientCertificate findValue="MyClient" x509FindType="FindBySubjectName"/>
<serviceCertificate>
<authentication certificateValidationMode="None" />
</serviceCertificate>
</clientCredentials>
</behavior>
</endpointBehaviors>
</behaviors>
<bindings>
<netTcpBinding>
<binding name="NetTcpBinding_IMyService" closeTimeout="00:01:00"
openTimeout="00:01:00" receiveTimeout="00:10:00" sendTimeout="00:01:00"
transactionFlow="false" transferMode="Buffered" transactionProtocol="OleTransactions"
hostNameComparisonMode="StrongWildcard" listenBacklog="10"
maxBufferPoolSize="524288" maxBufferSize="65536" maxConnections="10"
maxReceivedMessageSize="65536">
<readerQuotas maxDepth="32" maxStringContentLength="8192" maxArrayLength="16384"
maxBytesPerRead="4096" maxNameTableCharCount="16384" />
<reliableSession ordered="true" inactivityTimeout="00:10:00"
enabled="false" />
<security mode="Transport">
<transport clientCredentialType="Certificate" protectionLevel="EncryptAndSign" />
<message clientCredentialType="Windows" />
</security>
</binding>
</netTcpBinding>
</bindings>
<client>
<endpoint address="net.tcp://localhost:8081/" binding="netTcpBinding"
bindingConfiguration="NetTcpBinding_IMyService" contract="IMyService"
name="NetTcpBinding_IMyService" behaviorConfiguration="NewBehavior">
<identity>
<dns value="MyServer" />
</identity>
</endpoint>
</client>
</system.serviceModel>
</configuration>主要是增加了一个节点
<behaviors>
<endpointBehaviors>
<behavior name="NewBehavior">
<clientCredentials>
<clientCertificate findValue="MyClient" x509FindType="FindBySubjectName"/>
<serviceCertificate>
<authentication certificateValidationMode="None" />
</serviceCertificate>
</clientCredentials>
</behavior>
</endpointBehaviors>
</behaviors>上面红色的行，就是表明客户端调用时，将用MyClient证书来验证
同时<endpoint address="net.tcp://localhost:8081/" binding="netTcpBinding" bindingConfiguration="NetTcpBinding_IMyService" contract="IMyService" name="NetTcpBinding_IMyService" behaviorConfiguration="NewBehavior">这一句，增加了behaviorConfiguration="NewBehavior"
好了，Build一下，没有问题的话，开发完成
4.测试: 先启动服务端，再启动客户端，运行结果如下:
(转贴请注明来自"菩提树下的杨过")
注意服务端server.exe输出的信息中3E4D4B64A90810B6CFF9B1DD2390D8C9488747BF与客户端证书完全吻合
最后来谈谈分发问题，上面这一系列测试都是在同一台机器完成的，客户端总不可能总是跟服务端在一台机器上，这个好办，在IE里把MyClient证书导出，注意导出时要选择"是，导出私钥",然后把导出的pfx文件连同客户端程序一起分发到目标客户机即可，这里要注意几点:
a.客户端上的App.config里，要把<endpoint address="net.tcp://localhost:8081/" 中的localhost换成服务端的Ip地址 b.注意防火墙参数设置(本例中，即要把tcp:8081端口打开)