Java SSL例子

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SSL

SSL(安全套接层)是Netscape公司在1994年开发的，最初用于WEB浏览器，为浏览器与服务器间的数据传递提供安全保障，提供了加密、来源认证和数据完整性的功能。现在SSL3.0得到了普遍的使用，它的改进版TLS(传输层安全)已经成为互联网标准。SSL本身和TCP套接字连接是很相似的，在协议栈中，SSL可以被简单的看作是安全的TCP连接，但是某些TCP连接的特性它是不支持的，比如带外数据(out-of-bound)。

 
 在构建基于Socket的C/S程序时，通过添加对SSL的支持来保障数据安全和完整是不错的方法。完善的Java为我们提供了简单的实现方法：JSSE(Java安全套接字扩展)。JSSE是一个纯Java实现的SSL和TLS协议框架，抽象了SSL和TLS复杂的算法，使安全问题变得简单。JSSE已经成为J2SE1.4版本中的标准组件，支持SSL 3.0和TLS 1.0。我们将通过一个具体的例子演示JSSE的一些基本应用。例子中的服务器端将打开一个SSL Socket，只有持有指定证书的客户端可以与它连接，所有的数据传递都是加密的。

 

构造一个SSLSocket是非常简单的：

 SSLServerSocketFactory factory=(SSLServerSocketFactory)SSLServerSocketFactory.getDefault();
 SSLServerSocket server = (SSLServerSocket) factory.createServerSocket(portNumber);
 SSLSocket socket = (SSLSocket);

 但是执行这样的程序会产生一个异常，报告找不到可信任的证书。SSLSocket和普通的Socket是不一样的，它需要一个证书来进行安全认证。

 

一、 证书

 生成一个CA证书，在命令行下执行：
 keytool -genkey -keystore SSLKey -keyalg rsa -alias SSL

 

第一个参数是要生成的证书的名字，第二个参数是证书的别名。rsa指明了我们使用的加密方法。
 系统会要求输入证书发放者的信息，逐项输入即可。

   系统生成的文件命将会和证书名相同。证书可以提交给权威CA认证组织审核，如果通过审核，组织会提供信任担保，向客户担保你的连接是安全的。当然这不是必须的。在我们的例子中会把证书直接打包到客户端程序中，保证客户端是授权用户，避免伪造客户，所以不需要提交审核。

 

二、 服务器端
现在可以编写服务器端的代码，与普通的Socket代码不同，我们需要在程序中导入证书，并使用该证书构造SSLSocket。需要的说明的是：

 ●KeyStore ks=KeyStore.getInstance("JKS");
 访问Java密钥库，JKS是keytool创建的Java密钥库，保存密钥。

 

 ● KeyManagerFactory kmf=KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");
 创建用于管理JKS密钥库的X.509密钥管理器。

 

 ● SSLContext sslContext=SSLContext.getInstance("SSLv3");
 构造SSL环境，指定SSL版本为3.0，也可以使用TLSv1，但是SSLv3更加常用。

 

 ●sslContext.init(kmf.getKeyManagers(),null,null); 初始化SSL环境。第二个参数是告诉JSSE使用的可信任证书的来源，设置为null是从javax.net.ssl.trustStore中获得证书。第三个参数是JSSE生成的随机数，这个参数将影响系统的安全性，设置为null是个好选择，可以保证JSSE的安全性。

 

完整代码如下：

Java代码  

1. package bgw.protocols.authnet.icbc.ivr.ssl;  
2.   
3. import java.io.BufferedReader;  
4. import java.io.FileInputStream;  
5. import java.io.InputStreamReader;  
6. import java.io.PrintWriter;  
7. import java.net.Socket;  
8. import java.security.KeyStore;  
9.   
10. import javax.net.ssl.KeyManagerFactory;  
11. import javax.net.ssl.SSLContext;  
12. import javax.net.ssl.SSLServerSocket;  
13. import javax.net.ssl.SSLServerSocketFactory;  
14. import javax.net.ssl.SSLSocket;  
15.   
16. public class SSLServer {  
17.     static int port = 8266;         // 系统将要监听的端口号,82.6.6是偶以前女朋友的生日^_^  
18.     static SSLServerSocket server;  
19.   
20.     /* 
21.      * 构造函数 
22.      */  
23.   
24.     public SSLServer() {  
25.     }  
26.   
27.     /* 
28.      * @param port 监听的端口号 
29.      *  
30.      * @return 返回一个SSLServerSocket对象 
31.      */  
32.   
33.     private static SSLServerSocket getServerSocket(int thePort) {  
34.         SSLServerSocket s = null;  
35.         try {  
36. //          String key = "SSLKey";   
37.             String key = "d:/SSLKey";                       // 要使用的证书名  
38.   
39.             char keyStorePass[] = "111111".toCharArray();   // 证书密码  
40.   
41.             char keyPassword[] = "111111".toCharArray();    // 证书别称所使用的主要密码  
42.   
43.             KeyStore ks = KeyStore.getInstance("JKS");      // 创建JKS密钥库  
44.   
45.             ks.load(new FileInputStream(key), keyStorePass);  
46.   
47.             // 创建管理JKS密钥库的X.509密钥管理器  
48.             KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");  
49.   
50.             kmf.init(ks, keyPassword);  
51.               
52.             // 构造SSL环境，指定SSL版本为3.0，也可以使用TLSv1，但是SSLv3更加常用。  
53.             SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("SSLv3");  
54.               
55.             /* 
56.              * 初始化SSL环境。第二个参数是告诉JSSE使用的可信任证书的来源， 
57.              * 设置为null是从javax.net.ssl.trustStore中获得证书。 
58.              * 第三个参数是JSSE生成的随机数，这个参数将影响系统的安全性， 
59.              * 设置为null是个好选择，可以保证JSSE的安全性。 
60.              */  
61.             sslContext.init(kmf.getKeyManagers(), null, null);  
62.   
63.             // 根据上面配置的SSL上下文来产生SSLServerSocketFactory,与通常的产生方法不同  
64.             SSLServerSocketFactory factory = sslContext  
65.                     .getServerSocketFactory();  
66.   
67.             s = (SSLServerSocket) factory.createServerSocket(thePort);  
68.   
69.         } catch (Exception e) {  
70.             System.out.println(e);  
71.         }  
72.         return (s);  
73.     }  
74.   
75.     public static void main(String args[]) {  
76.         try {  
77.             server = getServerSocket(port);  
78.             System.out.println("在”+port+”端口等待连接...");  
79.   
80.             while (true) {  
81.                 SSLSocket socket = (SSLSocket) server.accept();  
82.   
83.                 // 将得到的socket交给CreateThread对象处理,主线程继续监听  
84.                 new CreateThread(socket);  
85.   
86.             }  
87.         } catch (Exception e) {  
88.             System.out.println("main方法错误80:" + e);  
89.         }  
90.     }  
91. }  
92.   
93. /* 
94.  * 内部类,获得主线程的socket连接,生成子线程来处理 
95.  */  
96.   
97. class CreateThread extends Thread {  
98.     static BufferedReader in;  
99.     static PrintWriter out;  
100.     static Socket s;  
101.   
102.     /* 
103.      * 构造函数,获得socket连接,初始化in和out对象 
104.      */  
105.     public CreateThread(Socket socket) {  
106.         try {  
107.             s = socket;  
108.             in = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream(),  
109.                     "gb2312"));  
110.   
111.             out = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);  
112.   
113.             start(); // 开新线程执行run方法  
114.   
115.         } catch (Exception e) {  
116.             System.out.println(e);  
117.         }  
118.   
119.     }  
120.   
121.     /* 
122.      * 线程方法,处理socket传递过来的数据 
123.      */  
124.     public void run() {  
125.         try {  
126.             String msg = in.readLine();  
127.             System.out.println(msg);  
128.             s.close();  
129.         } catch (Exception e) {  
130.             System.out.println(e);  
131.         }  
132.     }  
133. }  

 
 三、 客户端
客户端的代码相对简单，我们可以不在程序中指定SSL环境，而是在执行客户端程序时指定。需要注意的是客户端并没有导入证书，而是采用了默认的工厂方法构造SSLSocket：

 ● SSLSocketFactory factory=(SSLSocketFactory)SSLSocketFactory.getDefault();
 构造默认的工厂方法

 

 ●Socket s=factory.createSocket("localhost",port);
 打开一个SSLSocket连接

 

完整代码如下：

 

Java代码  

1. package bgw.protocols.authnet.icbc.ivr.ssl;  
2.   
3. import java.io.PrintWriter;  
4. import java.net.Socket;  
5.   
6. import javax.net.ssl.SSLSocketFactory;  
7.   
8. public class SSLClient {  
9.     static int port = 8266;  
10.   
11.     public static void main(String args[]) {  
12.         try {  
13.             SSLSocketFactory factory = (SSLSocketFactory) SSLSocketFactory  
14.                     .getDefault();  
15.   
16.             Socket s = factory.createSocket("127.0.0.1", port);  
17.   
18.             PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);  
19.             out.println("安全的说你好");  
20.             out.close();  
21.             s.close();  
22.         } catch (Exception e) {  
23.             System.out.println(e);  
24.         }  
25.     }  
26. }  

 

把服务器产生的证书(SSLKey)拷贝到程序所在的目录，执行这个程序的时候需要向javax.net.ssl.trustStore环境变量传入证书名：

 java –Djavax.net.ssl.trustStore=SSLKey org.ec107.ssl.SSLClient（包路径）

 可以在服务器的控制台看到客户端发送过来的数据。

 

 执行客户端可以有另一种方法，把证书拷贝到java home/lib/security目录下，名字改为jssecacerts，然后可以直接执行客户端：
 java org.ec107.ssl.SSLClient

 

 程序会自动的到上述目录下去寻找jssecacerts文件作为默认的证书。需要注意的是这里的java home并不是我们在安装J2SE时指定的那个JAVA_HOME。可以执行一个程序来得到java home的位置：

 public class GetJavaHome {
   public static void main(String args[])   {
     System.out.println(System.getProperty(“java.home”));
   }
 }

 

 一般情况下(windows 2K)hava home的位置是在C:Program FilesJavaj2re1.4.0_02，相对的，证书就应该拷贝到C:Program FilesJavaj2re1.4.0_02libsecurity下，如果安装了自带JDK的Java IDE，比如JBuilder，情况可能会有不同。

 

   如果程序客户在不持有证书的情况下直接进行连接，服务器端会产生运行时异常，不允许进行连接。