• go学习笔记 Windows Go 1.15 以上版本的 GRPC 通信【自签CA和双向认证】


    简单说一下我的环境 win7+go1.15.6,GO1.15   X509 不能用了 ,

    证书

    需要用到SAN证书,下面就介绍一下SAN证书生成。首先需要下载 OpenSSL http://slproweb.com/products/Win32OpenSSL.html 

    第1步:生成 CA 根证书

    openssl genrsa -out ca.key 2048
    
    openssl req -new -x509 -days 3650 -key ca.key -out ca.pem
    You are about to be asked to enter information that will be incorporated
    into your certificate request.
    What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
    There are quite a few fields but you can leave some blank
    For some fields there will be a default value,
    If you enter '.', the field will be left blank.
    -----
    Country Name (2 letter code) [AU]:cn
    State or Province Name (full name) [Some-State]:shanghai
    Locality Name (eg, city) []:shanghai
    Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:custer
    Organizational Unit Name (eg, section) []:custer
    Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:localhost
    Email Address []:

    第2步:用 openssl 生成 ca 和双方 SAN 证书。

    准备默认 OpenSSL 配置文件于当前目录

    linux系统在 : /etc/pki/tls/openssl.cnf

    Mac系统在: /System/Library/OpenSSL/openssl.cnf

    Windows:安装目录下 openssl.cfg 比如 D:Program FilesOpenSSL-Win64inopenssl.cfg

    1:拷贝配置文件到项目 然后修改

    2:找到 [ CA_default ],打开 copy_extensions = copy

    3:找到[ req ],打开 req_extensions = v3_req # The extensions to add to a certificate request

    4:找到[ v3_req ],添加 subjectAltName = @alt_names

    5:添加新的标签 [ alt_names ] , 和标签字段

    [ alt_names ]
    DNS.1 = localhost
    DNS.2 = *.custer.fun

    这里填入需要加入到 Subject Alternative Names 段落中的域名名称,可以写入多个。

    第3步:生成服务端证书

     openssl genpkey -algorithm RSA -out server.key
     
    openssl req -new -nodes -key server.key -out server.csr -days 3650 -subj "/C=cn/OU=custer/O=custer/CN=localhost" -config ./openssl.cfg -extensions v3_req
     
    openssl x509 -req -days 3650 -in server.csr -out server.pem -CA ca.pem -CAkey ca.key -CAcreateserial -extfile ./openssl.cfg -extensions v3_req

    server.csr是上面生成的证书请求文件。ca.pem/ca.key是CA证书文件和key,用来对server.csr进行签名认证。这两个文件在之前生成的。

    第4步:生成客户端证书

    openssl genpkey -algorithm RSA -out client.key
     
    openssl req -new -nodes -key client.key -out client.csr -days 3650 -subj "/C=cn/OU=custer/O=custer/CN=localhost" -config ./openssl.cfg -extensions v3_req
     
    openssl x509 -req -days 3650 -in client.csr -out client.pem -CA ca.pem -CAkey ca.key -CAcreateserial -extfile ./openssl.cfg -extensions v3_req

    现在 Go 1.15 以上版本的 GRPC 通信,这样就完成了使用自签CA、Server、Client证书和双向认证

    GPRC

    1.安装protobuf , https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases可以下载【protoc-3.14.0-win64.zip】, 然后配置到环境变量Path中 ,protoc --version 查看版本如下:

    2,。安装相应的包

    go get -u github.com/golang/protobuf/proto  //安装 golang 的proto工具包
    go get -u github.com/golang/protobuf/protoc-gen-go //安装 goalng 的proto编译支持
    go get -u google.golang.org/grpc  //安装 GRPC 包

    3.创建 proto 文件#

    proto 文件是微服务交互的基本,proto的语法可见GoogleDocs,这里简单写一个示例(spider.proto)

    syntax = "proto3";  // 协议为proto3
     
    package spider;  // 包名
     
    // 发送请求
    message SendAddress {
        // 发送的参数字段
        // 参数类型 参数名 标识号(不可重复)
        string address = 1;  // 要请求的地址
        string method = 2;  // 请求方式
    }
     
    // 返回响应
    message GetResponse {
        // 接收的参数字段
        // 参数类型 参数名 标识号
        int32 httpCode = 1;  // http状态码
        string response = 2;  // 返回体
    }
     
    // 定义服务,可定义多个服务,每个服务可多个接口
    service GoSpider {
        // rpc请求 请求的函数 (发送请求参数) returns (返回响应的参数)
        rpc GetAddressResponse (SendAddress) returns (GetResponse);
    }

    4.生成 .bp.go 文件# 使用刚才下载的 protoc 工具将 proto 文件编译成 golang 可识别的文件 【我是后来才创建spider 文件夹的,把spider.pb.go 和spider.proto 移到文件夹中】

                                输出的目录 proto所在目录
    protoc --go_out=plugins=grpc:./ ./spider.proto

    需要注意的是,在本个 demo 中,客户端与服务端都是 Golang,所以在客户端与服务端都公用一个 pb.go 模板文件(如果是不同的语言生成的pb是对应语言),可以将 pb.go 文件放置在云上由双方引用,也可以生成两个副本放在两端项目中,本次就使用 COPY 两份的方式
    由于 Golang 一个文件夹只有一个 package,而生成的 pb.go 文件 package 为创建 proto 的名字(示例为 spider), 所以我们在项目内单独建立文件夹 spider将文件放入其中即可正常使用

    5.整个GPRC的代码如下【我是服务端 和客户端在一起的】

    package main
     
    import (
        "context"
        "fmt"
        "io/ioutil"
        "main/spider"
        "net"
        "net/http"
        "time"
     
        "google.golang.org/grpc"
        "google.golang.org/grpc/reflection"
    )
     
    type server struct{}
     
    // 接收client端的请求,函数名需保持一致
    // ctx参数必传
    // 参数二为自定义的参数,需从pb文件导入,因此pb文件必须可导入,文件放哪里随意
    // 返回值同参数二,为pb文件的返回结构体指针
    func (s *server) GetAddressResponse(ctx context.Context, a *spider.SendAddress) (*spider.GetResponse, error) {
        // 逻辑写在这里
        switch a.Method {
        case "get", "Get", "GET":
            // 演示微服务用,故只写get示例
            status, body, err := get(a.Address)
            if err != nil {
                return nil, err
            }
            res := spider.GetResponse{
                HttpCode: int32(status),
                Response: body,
            }
            return &res, nil
        }
        return nil, nil
    }
     
    func get(address string) (s int, r string, err error) {
        // get请求
        resp, err := http.Get(address)
        if err != nil {
            return
        }
        defer resp.Body.Close()
        s = resp.StatusCode
        body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
        if err != nil {
            return
        }
        r = string(body)
        return
    }
    func GPRCServer() {
        // 监听本地端口
        listener, err := net.Listen("tcp", "localhost:8080")
        if err != nil {
            return
        }
        s := grpc.NewServer()                       // 创建GRPC
        spider.RegisterGoSpiderServer(s, &server{}) // 在GRPC服务端注册服务
     
        reflection.Register(s) // 在GRPC服务器注册服务器反射服务
        // Serve方法接收监听的端口,每到一个连接创建一个ServerTransport和server的grroutine
        // 这个goroutine读取GRPC请求,调用已注册的处理程序进行响应
        err = s.Serve(listener)
        if err != nil {
            return
        }
    }
     
    func GPRCClient() {
        // 连接服务器
        conn, err := grpc.Dial("localhost:8080", grpc.WithInsecure())
        if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
        }
        defer conn.Close()
     
        // 连接GRPC
        c := spider.NewGoSpiderClient(conn)
        // 创建要发送的结构体
        req := spider.SendAddress{
            Address: "http://www.baidu.com",
            Method:  "get",
        }
        // 调用server的注册方法
        r, err := c.GetAddressResponse(context.Background(), &req)
        if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
        }
        // 打印返回值
        fmt.Println(r)
    }
     
    func main() {
        go GPRCServer()
        time.Sleep(1000)
        go GPRCClient()
        var s string
        fmt.Scan(&s)
     
    }

    3.修改GPRC程序 使用证书

    package main
    
    import (
        "context"
        "crypto/tls"
        "crypto/x509"
        "fmt"
        "io/ioutil"
        "main/spider"
        "net"
        "net/http"
        "time"
    
        "google.golang.org/grpc"
        "google.golang.org/grpc/credentials"
        "google.golang.org/grpc/reflection"
    )
    
    type server struct{}
    
    // 接收client端的请求,函数名需保持一致
    // ctx参数必传
    // 参数二为自定义的参数,需从pb文件导入,因此pb文件必须可导入,文件放哪里随意
    // 返回值同参数二,为pb文件的返回结构体指针
    func (s *server) GetAddressResponse(ctx context.Context, a *spider.SendAddress) (*spider.GetResponse, error) {
        // 逻辑写在这里
        switch a.Method {
        case "get", "Get", "GET":
            // 演示微服务用,故只写get示例
            status, body, err := get(a.Address)
            if err != nil {
                return nil, err
            }
            res := spider.GetResponse{
                HttpCode: int32(status),
                Response: body,
            }
            return &res, nil
        }
        return nil, nil
    }
    
    func get(address string) (s int, r string, err error) {
        // get请求
        resp, err := http.Get(address)
        if err != nil {
            return
        }
        defer resp.Body.Close()
        s = resp.StatusCode
        body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
        if err != nil {
            return
        }
        r = string(body)
        return
    }
    func GPRCServer() {
        // 监听本地端口
        listener, err := net.Listen("tcp", "localhost:8080")
        if err != nil {
            return
        }
    
        //证书
        cert, _ := tls.LoadX509KeyPair("server.pem", "server.key")
        certPool := x509.NewCertPool()
        ca, _ := ioutil.ReadFile("ca.pem")
        certPool.AppendCertsFromPEM(ca)
    
        creds := credentials.NewTLS(&tls.Config{
            Certificates: []tls.Certificate{cert},
            ClientAuth:   tls.RequireAndVerifyClientCert,
            ClientCAs:    certPool,
        })
        s := grpc.NewServer(grpc.Creds(creds)) // 创建GRPC
    
        spider.RegisterGoSpiderServer(s, &server{}) // 在GRPC服务端注册服务
    
        reflection.Register(s) // 在GRPC服务器注册服务器反射服务
        // Serve方法接收监听的端口,每到一个连接创建一个ServerTransport和server的grroutine
        // 这个goroutine读取GRPC请求,调用已注册的处理程序进行响应
        err = s.Serve(listener)
        if err != nil {
            return
        }
    }
    
    func GPRCClient() {
        cert, _ := tls.LoadX509KeyPair("client.pem", "client.key")
        certPool := x509.NewCertPool()
        ca, _ := ioutil.ReadFile("ca.pem")
        certPool.AppendCertsFromPEM(ca)
    
        creds := credentials.NewTLS(&tls.Config{
            Certificates: []tls.Certificate{cert},
            ServerName:   "localhost",
            RootCAs:      certPool,
        })
        // 连接服务器
        conn, err := grpc.Dial("localhost:8080", grpc.WithTransportCredentials(creds))
        if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
        }
        defer conn.Close()
    
        // 连接GRPC
        c := spider.NewGoSpiderClient(conn)
        // 创建要发送的结构体
        req := spider.SendAddress{
            Address: "http://www.baidu.com",
            Method:  "get",
        }
        // 调用server的注册方法
        r, err := c.GetAddressResponse(context.Background(), &req)
        if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
        }
        // 打印返回值
        fmt.Println(r)
    }
    
    func main() {
        go GPRCServer()
        time.Sleep(1000)
        go GPRCClient()
        var s string
        fmt.Scan(&s)
    
    }

    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

    开启grpc的双向认证

    受到 asp.ner core 5.0 Grpc双向认证 和 restful api包装 外加swagger启用【VSCode创建】,决定多开一个 端口 用于grpc tsl的双向认证, 修改后的server/main.go代码如下:

    package main
    
    import (
        "crypto/tls"
        "crypto/x509"
        "fmt"
        "hello/gateway"
        pb "hello/protos"
        "hello/server/services"
        "io/ioutil"
        "log"
        "net"
    
        "google.golang.org/grpc"
        "google.golang.org/grpc/credentials"
        "google.golang.org/grpc/reflection"
    )
    
    func main() {
        //grpc
        grpctslPort := ":9090"
        grpcPort := ":8081"
        httpPort := ":8080"
        ///grpc tsl 用于双向认证
        go GrpcTslServer(grpctslPort)
    
        ///普通的主要是便于gateway使用
        lis, err := net.Listen("tcp", grpcPort)
    
        if err != nil {
            log.Fatalf("failed to listen: %v", err)
        }
        //gateway
        go gateway.HttpRun(grpcPort, httpPort)
        s := grpc.NewServer()
        pb.RegisterGreeterServer(s, services.NewServer())
        fmt.Println("rpc services started, listen on localhost" + grpcPort)
        s.Serve(lis)
    }
    func GrpcTslServer(grpctslPort string) error {
        //证书
        cert, a := tls.LoadX509KeyPair("../certs/server.pem", "../certs/server.key")
        if a != nil {
            fmt.Println(a)
        }
        certPool := x509.NewCertPool()
        ca, _ := ioutil.ReadFile("../certs/ca.pem")
        certPool.AppendCertsFromPEM(ca)
    
        creds := credentials.NewTLS(&tls.Config{
            Certificates: []tls.Certificate{cert},
            ClientAuth:   tls.RequireAndVerifyClientCert,
            ClientCAs:    certPool,
        })
        sl := grpc.NewServer(grpc.Creds(creds)) // 创建GRPC
    
        pb.RegisterGreeterServer(sl, services.NewServer())
    
        reflection.Register(sl) // 在GRPC服务器注册服务器反射服务
        listener, err := net.Listen("tcp", grpctslPort)
        if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return err
        }
        fmt.Println("rpc tsl services started, listen on localhost" + grpctslPort)
        return sl.Serve(listener)
    
    }

    client/main.go如下:

    package main
    
    import (
        "context"
        "crypto/tls"
        "crypto/x509"
        "encoding/json"
        "fmt"
        pb "hello/protos"
        "io/ioutil"
        "net/http"
        "strings"
        "time"
    
        "google.golang.org/grpc"
        "google.golang.org/grpc/credentials"
    )
    
    func main() {
        ///grpc client
        req := pb.HelloRequest{Name: "gavin"}
        cert, err := tls.LoadX509KeyPair("../certs/client.pem", "../certs/client.key")
        certPool := x509.NewCertPool()
        ca, _ := ioutil.ReadFile("../certs/ca.pem")
        certPool.AppendCertsFromPEM(ca)
    
        creds := credentials.NewTLS(&tls.Config{
            Certificates: []tls.Certificate{cert},
            ServerName:   "localhost",
            RootCAs:      certPool,
        })
        // GRPC
        conn, err := grpc.Dial("localhost:9090", grpc.WithTransportCredentials(creds))
        if err != nil {
            fmt.Println(err)
            return
        }
        defer conn.Close()
        //c := sv.NewServer()
        c := pb.NewGreeterClient(conn)
        r, err := c.SayHello(context.Background(), &req)
        if err != nil {
            fmt.Println(err)
        }
    
        // 打印返回值
        fmt.Println(r)
        fmt.Println("http Start......................")
        //http
        requestByte, _ := json.Marshal(req)
        client := http.Client{Timeout: 15 * time.Second}
        resp, err := client.Post("http://localhost:8080/hello_world", "application/json", strings.NewReader(string(requestByte)))
    
        bodyBytes, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
        defer resp.Body.Close()
        fmt.Println(string(bodyBytes))
    
    }

    运行效果:

    D:GoProjectsrcgogrpccertAndgatewayserver>go run main.go
    rpc tsl services started, listen on localhost:9090
    rpc services started, listen on localhost:8081
    grpc-gateway listen on localhost:8080
    request:  gavin
    D:GoProjectsrcgogrpccertAndgatewayclient>go run main.go
    request:  gavin
    message:"hello, gavin"
    http Start......................
    {"message":"hello, gavin"}

    源码下载 https://download.csdn.net/download/dz45693/13985838  https://github.com/dz45693/gogrpccertAndgateway.git

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