课程设计报告-基于windows2008平台配置实现利用SSL协议的安全IIS-Web服务器.doc
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1、石河子大学信息科学与技术学院课程设计报告20142015学年第一学期题目名称:基于windows2008平台配置实现利用SSL协议的安全IIS Web服务器专 业: 班 级: 学 号: 学生姓名: 指导教师: 完成日期:二一五年一月八日- 1 -石河子大学信息科学与技术学院计算机科学与技术专业计算机网络课程设计目 录一、问题背景概述- 3 -二、协议分析说明分析- 3 -2.1协议规范概述- 3 -2.1.1SSL协议- 3 -2.1.2HTTPS协议- 4 -2.1.3IIS- 4 -2.2需解决的问题- 6 -2.3重点和难点- 6 -2.3.1windows server 2008平台搭
2、建- 6 -2.3.2IIS服务的安装- 6 -2.3.3web服务器的安装- 6 -2.3.4web服务的配置- 7 -2.3.5SSL协议实现- 7 -三、实现条件及系统解决方案- 8 -3.1系统实现条件 / 环境配置说明- 8 -3.1.1虚拟机配置- 8 -3.1.2系统网络配置- 8 -3.2系统解决方案- 8 -四、实验方案设计及实现- 9 -4.1实验方案设计说明- 9 -4.2实验步骤 / 实现过程说明- 10 -4.2.1虚拟机的安装与使用- 10 -4.2.2windows server 2008平台搭建- 10 -4.2.3web服务器安装- 12 -4.2.5web服
3、务器配置- 14 -4.2.6SSL申请与设置- 16 -五、课题/实践任务结论- 22 -5.1和其他备选方案的分析比较- 22 -5.2方案评估分析- 22 -六、总结与体会- 23 -6.1本课题的不足之处和可改进之处- 23 -6.2技术前景展望 / 下一步的工作- 23 -附录:参考文献- 23 - 23 -键入文字一、问题背景概述基于windows2008平台配置实现利用SSL协议的安全IIS Web服务器,现今SSL安全协议广泛地用在Internet和Intranet的服务器产品和客户端产品中,用于安全地传送数据,集中到每个WEB服务器和浏览器中,从而来保证来用户都可以与Web站
4、点安全交流 。本次课程设计将介绍SSL安全协议在WEB服务器安全的应用。这个课程设计问题所涉及的技术有:windows server 2008平台搭建、web服务器的配置、SSL协议相关、客户机的选择、Internet Information Server服务的安装。二、协议分析说明分析2.1协议规范概述 2.1.1SSL协议 SSL(Secure Sockets Layer 安全套接层),及其继任者传输层安全(Transport Layer Security,TLS)是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。TLS与SSL在传输层对网络连接进行加密。Secure Socket Laye
5、r,为Netscape所研发,用以保障在Internet上数据传输之安全,利用数据加密(Encryption)技术,可确保数据在网络上之传输过程中不会被截取及窃听。一般通用之规格为40 bit之安全标准,美国则已推出128 bit之更高安全标准,但限制出境。只要3.0版本以上之I.E.或Netscape浏览器即可支持SSL。当前版本为3.0。它已被广泛地用于Web浏览器与服务器之间的身份认证和加密数据传输。SSL协议位于TCP/IP协议与各种应用层协议之间,为数据通讯提供安全支持。SSL协议可分为两层: SSL记录协议(SSL Record Protocol):它建立在可靠的传输协议(如TCP
6、)之上,为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。 SSL握手协议(SSL Handshake Protocol):它建立在SSL记录协议之上,用于在实际的数据传输开始前,通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。提供服务1)认证用户和服务器,确保数据发送到正确的客户机和服务器;2)加密数据以防止数据中途被窃取;3)维护数据的完整性,确保数据在传输过程中不被改变。支持服务器类型1. Tomcat 5.x2. Nginx3. IIS4. Apache 2.x5. IBM HTTP SERVER 6.01 工作流程服务器认证阶段:1) 客户端向服务器发送一个开始信息“Hello
7、”以便开始一个新的会话连接;2) 服务器根据客户的信息确定是否需要生成新的主密钥,如需要则服务器在响应客户的“Hello”信息时将包含生成主密钥所需的信息;3) 客户根据收到的服务器响应信息,产生一个主密钥,并用服务器的公开密钥加密后传给服务器;4) 服务器回复该主密钥,并返回给客户一个用主密钥认证的信息,以此让客户认证服务器。用户认证阶段:在此之前,服务器已经通过了客户认证,这一阶段主要完成对客户的认证。经认证的服务器发送一个提问给客户,客户则返回(数字)签名后的提问和其公开密钥,从而向服务器提供认证。 从SSL 协议所提供的服务及其工作流程可以看出,SSL协议运行的基础是商家对消费者信息保
8、密的承诺,这就有利于商家而不利于消费者。在电子商务初级阶段,由于运作电子商务的企业大多是信誉较高的大公司,因此这问题还没有充分暴露出来。但随着电子商务的发展,各中小型公司也参与进来,这样在电子支付过程中的单一认证问题就越来越突出。虽然在SSL3.0中通过数字签名和数字证书可实现浏览器和Web服务器双方的身份验证,但是SSL协议仍存在一些问题,比如,只能提供交易中客户与服务器间的双方认证,在涉及多方的电子交易中,SSL协议并不能协调各方间的安全传输和信任关系。在这种情况下,Visa和 MasterCard两大信用卡公组织制定了SET协议,为网上信用卡支付提供了全球性的标准。2.1.2HTTPS协
9、议(Hypertext Transfer Protocol Secure)安全超文本传输协议,它是由Netscape开发并内置于其浏览器中,用于对数据进行压缩和解压操作,并返回网络上传送回的结果。HTTPS实际上应用了Netscape的完全套接字层(SSL)作为HTTP应用层的子层。(HTTPS使用端口443,而不是象HTTP那样使用端口80来和TCP/IP进行通信。)SSL使用40 位关键字作为RC4流加密算法,这对于商业信息的加密是合适的。HTTPS和SSL支持使用X.509数字认证,如果需要的话用户可以确认发送者是谁。https是以安全为目标的HTTP通道,简单讲是HTTP的安全版。即H
10、TTP下加入SSL层,https的安全基础是SSL,因此加密的详细内容见上述SSL。它是一个URI scheme(抽象标识符体系),句法类同http:体系。用于安全的HTTP数据传输。https:URL表明它使用了HTTP,但HTTPS存在不同于HTTP的默认端口及一个加密/身份验证层(在HTTP与TCP之间)。这个系统的最初研发由网景公司进行,提供了身份验证与加密通讯方法,它被广泛用于万维网上安全敏感的通讯,例如交易支付方面。限制 它的安全保护依赖浏览器的正确实现以及服务器软件、实际加密算法的支持.一种常见的误解是“银行用户在线使用https:就能充分彻底保障他们的银行卡号不被偷窃。”实际上
11、,与服务器的加密连接中能保护银行卡号的部分,只有用户到服务器之间的连接及服务器自身。并不能绝对确保服务器自己是安全的,这点甚至已被攻击者利用,常见例子是模仿银行域名的钓鱼攻击。少数罕见攻击在网站传输客户数据时发生,攻击者尝试窃听数据于传输中。商业网站被人们期望迅速尽早引入新的特殊处理程序到金融网关,仅保留传输码(transaction number)。不过他们常常存储银行卡号在同一个数据库里。那些数据库和服务器少数情况有可能被未授权用户攻击和损害。 SSL介于应用层和TCP层之间。应用层数据不再直接传递给传输层,而是传递给SSL层,SSL层对从应用层收到的数据进行加密,并增加自己的SSL头。S
12、SL协议的三个特性 保密:在握手协议中定义了会话密钥后,所有的消息都被加密。 鉴别:可选的客户端认证,和强制的服务器端认证。 完整性:传送的消息包括消息完整性检查(使用MAC)。2.1.3IIS 1、Internet Information Services(IIS,互联网信息服务),是由微软公司提供的基于运行Microsoft Windows的互联网基本服务。最初是Windows NT版本的可选包,随后内置在Windows 2000、Windows XP Professional和Windows Server 2003一起发行,但在Windows XP Home版本上并没有IIS。 Goph
13、er server和FTP server全部包容在里面。 IIS意味着你能发布网页,并且有ASP(Active Server Pages)、JAVA、VBscript产生页面,有着一些扩展功能。IIS支持一些有趣的东西,像有编辑环境的界面(FRONTPAGE)、有全文检索功能的(INDEX SERVER)、有多媒体功能的(NET SHOW) 其次,IIS是随Windows NT Server 4.0一起提供的文件和应用程序服务器,是在Windows NT Server上建立Internet服务器的基本组件。它与Windows NT Server完全集成,允许使用Windows NT Serve
14、r内置的安全性以及NTFS文件系统建立强大灵活的Internet/Intranet站点。IIS(Internet Information Server,互联网信息服务)是一种Web(网页)服务组件,其中包括Web服务器、FTP服务器、NNTP服务器和SMTP服务器,分别用于网页浏览、文件传输、新闻服务和邮件发送等方面,它使得在网络(包括互联网和局域网)上发布信息成了一件很容易的事。2、功能作用在同一时间内允许打开的网站页面数,打开一个页面占一个IIS,打开一个站内框架页面占2到3个IIS;若图片等被盗链,在其它网站打开本站图片同样占一个IIS。假若设置参数为50个IIS,则这个站允许同时有50
15、个页面被打开。但要在同一时间(极短的时间)有50个页面被打开,需要50个人同时操作,这个概率还是比较低的。所以,100个iis支持日ip1000(同时访问网站人数必定远低于1000人)以上都不是很大问题,除非网站被盗链或框架引发其它消耗。3、各种版本IIS版本Windows版本备注IIS 1.0Windows NT 3.51 Service Pack 3sbkIIS 2.0Windows NT 4.0sbkIIS 3.0Windows NT 4.0 Service Pack 3开始支持ASP的运行环境IIS 4.0Windows NT 4.0 Option Pack支持ASP 3.0IIS 5
16、.0Windows 2000在安装相关版本的。NetFrameWork的RunTime之后,可支持ASP. NET 1.0/1.1/2.0的运行环境IIS6.0Windows Server 2003Windows Vista Home PremiumWindows XP Professional x64 EditionsbkIIS 7.0Windows VistaWindows Server 2008sbkIISWindows 7在系统中已经集成了 .NET 3.5。可以支持 .NET 3.5及以下的版本。图2-1 关于WEB服务器IIS版本配置2.2需解决的问题1、 虚拟机的安装与使用2、
17、windows server 2008平台搭建3、 客户端PC机的安装(选择用windows7系统)4、 IIS服务之web服务器的安装5、 web服务的配置6、 SSL协议实现2.3重点和难点2.3.1windows server 2008平台搭建在此环节中,需要注意安装Windows Server 2008时会出现“升级”“自定义高级”安装选项,我们用后者,原因是可方便实现对它的分区操作及分配磁盘操作;安装过程中,虚拟机中的Windows server2008会反复重启,这时要保证虚拟机电源稳定开启;安装结束首次启动它时会要求用户为其设定用户名及密码,按照操作执行即可。2.3.2IIS服务
18、的安装IIS不会默认安装,但是可以通过打开“控制面板”-“添加或删除Windows组件”-双击“Internet信息服务IIs”安装。2.3.3web服务器的安装2.3.3.1在“服务器管理器”窗口中单击“添加角色向导”进行安装2.3.3.2单击“下一步”2.3.3.3在角色列表框中勾选“web服务器(IIS)以及Active Directory证书服务”“添加角色向导”,单击“添加必须的功能”。2.3.3.4单击“添加必须的功能” ,返回“选择服务器角色”“wed服务器(IIS)”复选框被勾选。2.3.3.5单击“下一步”2.3.3.6单击“下一步”2.3.3.7此处安装可以选择wed组件,
19、如ASP,单击“下一步”2.3.3.8单击“安装”开始安装web服务器,最后进行测试,当出现如下网页说明安装成功图2-2 WEB服务器站点主页2.3.4web服务的配置IP地址绑定设置主目录设置主目录访问权限网站限制默认文档设置HTTP重定向MIME设置错误页设置2.3.5SSL协议实现在IIS管理器中设置站点要求客户证书,然后访问站点,浏览器会弹出一个对话框,让选择要使用的客户证书,然进入,其后利用SSL实现身份认证,首先可以在IIS管理器中启用客户证书映射,将客户证书影射到NT帐号,可以映射某张证书,也可以映射所有根证书所签发的客户证书,如果在签发者列表中找不到根证书,需要申请CA证书并颁
20、发证书。如果不想用NT的安全机制,就需要获取对方客户证书的信息,然后进行判断。通常客户证书的信息由HTTPS_开头的服务器变量提供。三、实现条件及系统解决方案3.1系统实现条件 / 环境配置说明3.1.1虚拟机配置设备名称规格、型号、参数数量备注说明内存1G1CPUIntel Pentium 1G以上1硬盘Seagate 20G以上1网卡3Com 10 /100M自适应网卡1 网络适配器Nat连接 1CD/DVD(IDE)自动检测USB控制器自动检测图3-1 虚拟机设置3.1.2系统网络配置项目名称配置说明数量机器名 / 地址标识备注说明Web服务器IIS 7.0版本1Server1:192.
21、168.11.8客户端PC1Windows71Station1:10.12.37.167图3-2 系统网络配置3.2系统解决方案在Windows server2008平台下,配置实现利用SSL协议的安全IIS Web服务器,具体实现框图如图所示:图3-3 实验流程图四、实验方案设计及实现4.1实验方案设计说明在配置web服务器时需要完成以下事项:网络链接:虚拟机设置为NAT网络链接IP地址绑定:指定固定的IP地址,以方便配置和访问设置主目录:主目录是网站的根目录,当用户访问网站时,服务器会先从根目录调取相应的文件,由于在将数据文件与操作系统放在同一磁盘分区中会失去安全保障,因此将web主目录保
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