Java SSLSocket的使用

来源:互联网 发布:通用工会财会软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/04 01:36

Java SSLSocket的使用

1. 什么是SSLSocket

JDK文档指出,SSLSocket扩展Socket并提供使用SSL或TLS协议的安全套接字。

这种套接字是正常的流套接字,但是它们在基础网络传输协议(如TCP)上添加了安全保护层。

具体安全方面的讨论见下一篇。本篇重点关注SSLSocket及相关几个类的使用。

 

2. SSLSocket和相关类

SSLSocket来自jsse(Java Secure Socket Extension)。

 

 

(1)SSLContext: 此类的实例表示安全套接字协议的实现, 它是SSLSocketFactory、SSLServerSocketFactory和SSLEngine的工厂。

 

(2)SSLSocket: 扩展自Socket

 

(3)SSLServerSocket: 扩展自ServerSocket

 

(4)SSLSocketFactory: 抽象类,扩展自SocketFactory, SSLSocket的工厂

 

(5)SSLServerSocketFactory: 抽象类,扩展自ServerSocketFactory, SSLServerSocket的工厂

 

(6)KeyStore: 表示密钥和证书的存储设施

 

(7)KeyManager: 接口,JSSE密钥管理器

 

(8)TrustManager: 接口,信任管理器(?翻译得很拗口)

 

(9)X590TrustedManager: TrustManager的子接口,管理X509证书,验证远程安全套接字

 

3. SSLContext的使用

 

    public static void main(String[] args) throws Exception {          X509TrustManager x509m = new X509TrustManager() {                    @Override              public X509Certificate[] getAcceptedIssuers() {                  return null;              }                    @Override              public void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain,                      String authType) throws CertificateException {              }                    @Override              public void checkClientTrusted(X509Certificate[] chain,                      String authType) throws CertificateException {              }          };          // 获取一个SSLContext实例          SSLContext s = SSLContext.getInstance("SSL");          // 初始化SSLContext实例          s.init(null, new TrustManager[] { x509m },                  new java.security.SecureRandom());          // 打印这个SSLContext实例使用的协议          System.out.println("缺省安全套接字使用的协议: " + s.getProtocol());          // 获取SSLContext实例相关的SSLEngine          SSLEngine e = s.createSSLEngine();          System.out                  .println("支持的协议: " + Arrays.asList(e.getSupportedProtocols()));          System.out.println("启用的协议: " + Arrays.asList(e.getEnabledProtocols()));          System.out.println("支持的加密套件: "                  + Arrays.asList(e.getSupportedCipherSuites()));          System.out.println("启用的加密套件: "                  + Arrays.asList(e.getEnabledCipherSuites()));      }  


 运行结果如下:

 

 

SSLContext.getProtocol(): 返回当前SSLContext对象的协议名称

SSLContext.init():  初始化当前SSLContext对象。 三个参数均可以为null。 详见JDK文档。

SSLEngine.getSupportedProtocols()等几个方法可以返回些 Engine上支持/已启用的协议、支持/已启用的加密套件

 

4. SSLSocket和SSLServerSocket的使用

这两个类的用法跟Socket/ServerSocket的用法比较类似。看下面的例子(主要为了验证SSLSocket的用法 ,I/O和多线程处理比较随意)

 

4.1 SSLServerSocket

(1)新建一个SSLServerSocket,并开始监听来自客户端的连接

 

    // 抛出异常      // javax.net.ssl.SSLException: No available certificate or key corresponds      // to the SSL cipher suites which are enabled.      public static void notOk() throws IOException {          SSLServerSocketFactory factory = (SSLServerSocketFactory) SSLServerSocketFactory                  .getDefault();          SSLServerSocket server = (SSLServerSocket) factory                  .createServerSocket(10000);          System.out.println("ok");          server.accept();      }  


 server.accept()处抛出异常, 提示缺少证书。与ServerSocket不同, SSLServerSocket需要证书来进行安全验证。

 

使用keytool工具生成一个证书。 步骤如下, 得到一个名为cmkey的证书文件

 

 

(2)重新完善上面的代码。 主要增加两个功能: 使用名为cmkey的证书初始化SSLContext, echo客户端的消息。 代码如下

    // 启动一个ssl server socket      // 配置了证书, 所以不会抛出异常      public static void sslSocketServer() throws Exception {                // key store相关信息          String keyName = "cmkey";          char[] keyStorePwd = "123456".toCharArray();          char[] keyPwd = "123456".toCharArray();          KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());                // 装载当前目录下的key store. 可用jdk中的keytool工具生成keystore          InputStream in = null;          keyStore.load(in = Test2.class.getClassLoader().getResourceAsStream(                  keyName), keyPwd);          in.close();                // 初始化key manager factory          KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance(KeyManagerFactory                  .getDefaultAlgorithm());          kmf.init(keyStore, keyPwd);                // 初始化ssl context          SSLContext context = SSLContext.getInstance("SSL");          context.init(kmf.getKeyManagers(),                  new TrustManager[] { new MyX509TrustManager() },                  new SecureRandom());                // 监听和接收客户端连接          SSLServerSocketFactory factory = context.getServerSocketFactory();          SSLServerSocket server = (SSLServerSocket) factory                  .createServerSocket(10002);          System.out.println("ok");          Socket client = server.accept();          System.out.println(client.getRemoteSocketAddress());                // 向客户端发送接收到的字节序列          OutputStream output = client.getOutputStream();                // 当一个普通 socket 连接上来, 这里会抛出异常          // Exception in thread "main" javax.net.ssl.SSLException: Unrecognized          // SSL message, plaintext connection?          InputStream input = client.getInputStream();          byte[] buf = new byte[1024];          int len = input.read(buf);          System.out.println("received: " + new String(buf, 0, len));          output.write(buf, 0, len);          output.flush();          output.close();          input.close();                // 关闭socket连接          client.close();          server.close();      }  

 


4.2 SSLSocket

(1)我们先使用一个普通的Socket尝试连接服务器端

 

    // 通过socket连接服务器      public static void socket() throws UnknownHostException, IOException {          Socket s = new Socket("localhost", 10002);          System.out.println(s);          System.out.println("ok");                OutputStream output = s.getOutputStream();          InputStream input = s.getInputStream();                output.write("alert".getBytes());          System.out.println("sent: alert");          output.flush();                byte[] buf = new byte[1024];          int len = input.read(buf);          System.out.println("received:" + new String(buf, 0, len));      }  


 结果客户端和服务器端都出错。 客户端的错误是接收到乱码。 


服务器则抛出异常

javax.net.ssl.SSLException: Unrecognized SSL message, plaintext connection?

 

(2)改成SSLSocket, 但是不使用证书。客户端抛出sun.security.provider.certpath.SunCertPathBuilderException: unable to find valid certification path to requested target

 

 

    // 不使用证书, 通过ssl socket连接服务器      // 抛出异常, 提示找不到证书      public static void sslSocket() throws UnknownHostException, IOException {          SSLSocketFactory factory = (SSLSocketFactory) SSLSocketFactory                  .getDefault();          SSLSocket s = (SSLSocket) factory.createSocket("localhost", 10002);          System.out.println("ok");                OutputStream output = s.getOutputStream();          InputStream input = s.getInputStream();                output.write("alert".getBytes());          System.out.println("sent: alert");          output.flush();                byte[] buf = new byte[1024];          int len = input.read(buf);          System.out.println("received:" + new String(buf, 0, len));      }  


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javax.net.ssl.SSLHandshakeException: Received fatal alert: certificate_unknown,不允许进行连接。 我们可以指定像下面这样执行客户端,服务器端可以成功echo客户端的发出的字符串"alert"

 

 java  -Djavax.net.ssl.trustStore=cmkey Client

 

这里的cmkey即前面生成的证书文件。

 

(3)改成SSLSocket, 对SSLContext进行如下初始化。

public static void sslSocket2() throws Exception {      SSLContext context = SSLContext.getInstance("SSL");                 // 初始化      context.init(null,              new TrustManager[] { new Test2.MyX509TrustManager() },              new SecureRandom());      SSLSocketFactory factory = context.getSocketFactory();      SSLSocket s = (SSLSocket) factory.createSocket("localhost", 10002);      System.out.println("ok");        OutputStream output = s.getOutputStream();      InputStream input = s.getInputStream();        output.write("alert".getBytes());      System.out.println("sent: alert");      output.flush();        byte[] buf = new byte[1024];      int len = input.read(buf);      System.out.println("received:" + new String(buf, 0, len));  } 


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