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CFCA国密证书部署:SM2算法与RSA双加密方案实操
更新时间:2025-12-26 作者:CFCA国密证书部署

随着国家密码管理局推动商用密码体系自主可控,基于SM2椭圆曲线算法的国密SSL证书正逐步在政府、金融、能源等关键领域推广应用。为兼顾安全性与兼容性,采用SM2与RSA双证书并行部署方案成为当前主流实践。本文将从技术原理、部署前提、实操步骤、合规验证四个维度,系统讲解CFCA国密证书部署SM2与RSA双加密方案的落地实施,兼顾专业性与可操作性。

一、方案核心原理与应用价值

1. 双加密方案本质

CFCA双加密方案通过自适应数据安全网关实现SM2国密算法与RSA国际算法的协同部署,核心逻辑是:服务器端同时部署两类证书,客户端访问时由网关自动识别浏览器算法支持能力——国密浏览器(如CFCA锦帛浏览器、360国密专版)优先建立SM2加密通道,主流国际浏览器(Chrome、Firefox等)自动适配RSA证书通信,无需修改原有业务架构。

2. 算法特性对比与互补优势

特性SM2国密算法RSA国际算法
密钥长度256位(等效RSA2048位安全强度)2048-4096位
加密效率高(签名/验签速度比RSA快3-5倍)中(长密钥计算耗时)
合规属性符合《密码法》《等保2.0》要求满足国际通用安全标准
兼容性国密浏览器、信创系统全平台主流浏览器、设备
核心应用场景政务、金融、能源等关键领域跨境业务、通用互联网服务

3. 方案核心价值

  • 合规达标:满足国产密码改造要求,助力密评与等保2.0认证;
  • 体验无感知:用户无需手动切换,浏览器自动适配最优加密通道;
  • 安全升级:SM2算法抗量子计算攻击,RSA保障存量系统兼容性;
  • 金融级可靠:CFCA作为国家级CA机构,证书通过WebTrust审计与国密局资质认证。

二、部署前准备工作

1. 环境兼容性核查

(1)服务器端:

  • 支持GMSSL协议栈(Nginx需≥1.16,Tomcat≥8.5,Apache≥2.4);
  • 安装硬件加密模块(HSM)或CFCA KMS密钥管理系统(推荐金融级场景);
  • 开放443端口(RSA通信)与446端口(国密专用),关闭弱加密协议(SSLv3、TLSv1.0)。

(2)客户端:

  • 国密环境:部署锦帛浏览器、红莲花浏览器等支持SM2的客户端;
  • 国际环境:确保Chrome≥80、Firefox≥75等主流浏览器支持TLSv1.2+。

(3)命令行验证:

# 验证服务器SM2算法支持
gmssl ecparam -list_curves | grep SM2
# 验证RSA密钥长度合规性
openssl rsa -in rsa.key -text -noout | grep "Public-Key"

2. 证书申请与材料准备

(1)申请机构:选择CFCA等具备国密证书签发资质的权威CA;

(2)证书类型:双算法SSL证书(含SM2国密证书与RSA国际证书),支持单域名/多域名/通配符类型;

(3)申请材料:

  • 企业资质:营业执照副本、经办人身份证(加盖公章);
  • 域名验证:DNS解析TXT记录、网站根目录验证文件或企业邮箱验证;
  • CSR文件生成:
# 生成SM2密钥对与CSR(国密)
gmssl ecparam -genkey -name sm2p256v1 -out sm2.key
gmssl req -new -key sm2.key -out sm2.csr -sm3
# 生成RSA密钥对与CSR(国际)
openssl genrsa -out rsa.key 2048
openssl req -new -key rsa.key -out rsa.csr -sha256

(4)证书获取:审核通过后,CFCA将提供包含证书文件(.crt/.pem)、私钥文件(.key)、根证书链的压缩包。

三、分步实操部署流程

1. 核心架构部署:自适应网关配置

CFCA双加密方案的核心是自适应数据安全网关,部署于Web服务器与客户端之间,实现算法自动识别与证书切换,无需改造原有业务系统。

网关部署要求:

  • 硬件配置:CPU≥8核、内存≥16GB、硬盘≥500GB(金融级场景建议双机热备);
  • 系统支持:CentOS 7.6+、统信UOS、麒麟操作系统;
  • 网络配置:网关IP与Web服务器内网互通,对外映射443/446端口。

2. 服务器证书配置(以Nginx为例)

(1)证书文件部署

将CFCA签发的证书文件上传至服务器指定目录(如/etc/ssl/cfca/),确保权限配置为600(仅root可读写):

# 目录权限设置
mkdir -p /etc/ssl/cfca && chmod 700 /etc/ssl/cfca
# 上传证书文件并授权
cp sm2.crt sm2.key rsa.crt rsa.key /etc/ssl/cfca/
chmod 600 /etc/ssl/cfca/*

(2)Nginx核心配置

编辑Nginx配置文件(/etc/nginx/conf.d/default.conf),实现双算法证书适配:

server {
    listen 443 ssl;          # RSA算法默认端口
    listen 446 ssl;          # SM2国密算法专用端口
    server_name example.com; # 替换为实际域名

    # RSA证书配置(国际浏览器适配)
    ssl_certificate /etc/ssl/cfca/rsa.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/cfca/rsa.key;
    # SM2证书配置(国密浏览器适配)
    ssl_certificate /etc/ssl/cfca/sm2.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/cfca/sm2.key;

    # 协议与加密套件配置(符合PCI DSS 4.0要求)
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    # 双算法套件优先级:国密套件优先于RSA套件
    ssl_ciphers ECDHE-SM2-WITH-SM4-SM3:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256;

    # 会话缓存优化
    ssl_session_cache shared:SSL:10m;
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_tickets off;

    # 其他基础配置
    root /usr/share/nginx/html;
    index index.html;
    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
}

(3)Tomcat服务器适配配置

若业务系统基于Tomcat部署,修改conf/server.xml文件:

43" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           maxThreads="150" SSLEnabled="true">
     -->
    Config>
         certificateFile="conf/rsa.crt"
                     certificateKeyFile="conf/rsa.key"
                     certificateChainFile="conf/rsa-chain.crt"
                     type="RSA" />
    
</Connector>

<Connector port="446" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           maxThreads="150" SSLEnabled="true">
    
    >
        File="conf/sm2.crt"
                     certificateKeyFile="conf/sm2.key"
                     certificateChainFile="conf/sm2-chain.crt"
                     type="EC" />
    >

3. 网关自适应规则配置

登录CFCA自适应数据安全网关管理后台(默认地址https://网关IP:8443),配置算法识别规则:

(1)创建算法识别策略:

  • 策略名称:双算法自适应策略;
  • 触发条件:客户端User-Agent包含"GMSSL"(国密浏览器标识)时,路由至446端口(SM2);
  • 默认路由:未识别国密标识时,路由至443端口(RSA)。

(2)证书关联配置:

  • 绑定SM2证书至446端口,启用SM4对称加密(传输层)与SM3哈希算法(完整性校验);
  • 绑定RSA证书至443端口,启用AES256-GCM加密套件。

(3)日志与审计配置:

  • 启用SSL连接日志,记录客户端IP、算法类型、证书序列号、连接时长;
  • 日志同步至SIEM系统,留存期≥1年(符合等保2.0要求)。

四、部署验证与问题排查

1. 功能验证步骤

  • 国密浏览器验证:

a. 使用CFCA锦帛浏览器访问https://example.com;

b. 点击地址栏"安全锁"→"证书详情",确认算法为"SM2",协议为"TLSv1.2+GMSSL"。

  • 国际浏览器验证:

a. 使用Chrome浏览器访问同一域名;

b. 开发者工具→Security→ViewCertificate,确认算法为"RSA",密钥长度≥2048位。

  • 命令行验证:
# 验证SM2连接
gmssl s_client -connect example.com:446 -servername example.com
# 验证RSA连接
openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com

2. 合规性验证(基于PCI DSS 4.0)

验证项目工具合格标准
TLS版本与套件CFCA SSL检测器≥TLS1.2,禁用SHA1、DES套件
证书有效性CFCA证书透明度平台无吊销记录,根证书受信任
密钥安全CFCA KMS审计工具密钥未硬编码,定期轮换(≤90天)
日志完整性SIEM系统日志分析包含证书序列号、操作人、时间戳

3. 常见问题排查

问题现象根因分析解决方案
国密浏览器提示"不受信任"根证书未安装或证书链不完整部署CFCA国密根证书,补充中级CA证书
国际浏览器无法访问RSA证书配置错误或端口未开放检查ssl_certificate路径,防火墙放行443端口
连接性能低下未启用硬件加速或密钥长度过长部署HSM加密机,RSA密钥长度采用2048位
自适应切换失效网关规则配置错误检查User-Agent识别规则,重启网关服务

五、运维管理与安全最佳实践

1. 证书生命周期管理

  • 定期更新:SM2与RSA证书有效期通常为1-2年,提前30天通过CFCA控制台申请重签发;
  • 密钥轮换:通过CFCA KMS系统每90天轮换一次加密密钥,避免静态密钥风险;
  • 应急吊销:证书泄露时,立即通过CFCA官网或API吊销证书,10分钟内完成全网同步。

2. 安全加固措施

  • 禁用弱算法:网关层面禁用TLSv1.0/1.1、SHA1、RC4等不安全协议与套件;
  • 访问控制:绑定证书与服务器IP/MAC地址,限制第三方未授权访问;
  • 硬件加密:核心业务系统采用CFCA硬件加密机(HSM)存储私钥,防止侧信道攻击。

3. 适配信创环境

  • 兼容统信UOS、麒麟等国产操作系统,以及龙芯、飞腾等自主架构服务器;
  • 支持360国密浏览器、奇安信可信浏览器等信创客户端,实现端到端国密加密;
  • 集成CFCA安全输入控件、反钓鱼组件,满足政务、金融等敏感场景需求。

CFCA国密证书部署不仅是技术升级,更是国家信息安全战略的重要实践。通过SM2与RSA双加密方案,企业可在保障安全合规的同时,实现平滑过渡与全用户覆盖。建议各单位结合自身业务场景,制定分阶段国密改造路线图,优先在金融、政务、能源等关键系统中落地实施。


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