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怎么通过Java实现SSL交互功能

时间:2024-6-8 09:49     作者:韩俊     分类: Java


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    创建证书

    因为要产生 key 信任库,要求的密码至少的 6位数,所以密码设为 123456

      首先 生成 根密钥和根证书

      然后 生成 客户端密钥 和 客户端证书,使用根证书对应客户端证书签名,将根证书和签名客户端证书添加到密钥库中

      最后 同上生成 服务端签名证书,并将根证书和服务端证书添加到 密钥库中。

    对应的脚本如下所示:

    #!/bin/bash
    # 加个前缀
    PFX='file'
    # Password 这里只能使用单引号
    PASS='123456'
    echo "---- 产生根相关文件 ----"
    echo "创建自签名的根密钥"
    openssl genrsa -out ${PFX}.rootkey.pem 2048
    echo "生成根证书"
    openssl req -x509 -new -key ${PFX}.rootkey.pem -out ${PFX}.root.crt -subj "/C=CN/ST=GD/L=GZ/O=RootCA/OU=RootCA/CN=RootCA"
    echo "----- 产生客户端相关文件 -----"
    echo "生成客户端密钥"
    openssl genrsa -out ${PFX}.clientkey.pem 2048
    echo "生成客户端证书请求文件,使用根证书进行签发"
    openssl req -new -key ${PFX}.clientkey.pem -out ${PFX}.client.csr -subj "/C=CN/ST=GD/L=GZ/O=BMW/OU=Vehicle/CN=Vehicle1"
    echo "用根证书来签发客户端请求文件,生成客户端证书client.crt"
    openssl x509 -req -in ${PFX}.client.csr -CA ${PFX}.root.crt -CAkey ${PFX}.rootkey.pem -CAcreateserial -days 3650 -out ${PFX}.client.crt
    echo "打包客户端资料为pkcs12格式(client.pkcs12)"
    openssl pkcs12 -export -in ${PFX}.client.crt -inkey clientkey.pem -out ${PFX}.client.pkcs12 -passin "pass:$PASS" -passout "pass:$PASS"
    echo "生成信任客户端的keystore,把根证书以及需要信任的客户端的证书添加到这个keystore"
    keytool -importcert -alias ca -file ${PFX}.root.crt -keystore ${PFX}.clienttrust.jks -storepass "$PASS" <<EOF
    是
    EOF
    keytool -importcert -alias clientcert -file ${PFX}.client.crt -keystore ${PFX}.clienttrust.jks -storepass "$PASS"
    echo "--------产生服务端相关文件----"
    echo "生成服务器端的密匙"
    openssl genrsa -out ${PFX}.serverkey.pem 2048
    echo "生成服务器端证书的请求文件。请求根证书来签发"
    openssl req -new -key ${PFX}.serverkey.pem -out ${PFX}.server.csr -subj "/C=CN/ST=GD/L=GZ/O=BMW/OU=IT/CN=Broker"
    echo "用根证书来签发服务器端请求文件,生成服务器端证书server.crt"
    openssl x509 -req -in ${PFX}.server.csr -CA ${PFX}.root.crt -CAkey ${PFX}.rootkey.pem -CAcreateserial -days 3650 -out ${PFX}.server.crt
    echo "打包服务器端资料为pkcs12格式(server.pkcs12 )"
    openssl pkcs12 -export -in ${PFX}.server.crt -inkey ${PFX}.serverkey.pem -out ${PFX}.server.pkcs12 -passin "pass:$PASS" -passout "pass:$PASS"
    echo "生成信任服务器端的keystore,把根证书以及需要信任的服务端的证书添加到这个keystore"
    keytool -importcert -alias ca -file ${PFX}.root.crt -keystore ${PFX}.servertrust.jks -storepass "$PASS" <<EOF
    是
    EOF
    keytool -importcert -alias servercert -file ${PFX}.server.crt -keystore ${PFX}.servertrust.jks -storepass "$PASS"

    生成的文件目录,如下图所示:

    #编码

    编写 SSL Server

    import javax.net.ssl.SSLContext;
    import javax.net.ssl.SSLServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    public class SSLServer {
        private SSLServerSocket sslServerSocket;
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            SSLServer server = new SSLServer();
            server.initTestServer();
            server.process();
        }
    
        private SSLServerSocket initTestServer() throws Exception {
        // ssl-cert 放在 测试 resources 目录下
            String certDic = SSLServer.class.getClassLoader().getResource("ssl-cert").getPath();
            sslServerSocket = initSocket(certDic + "/file.server.pkcs12",
                    certDic + "/file.clienttrust.jks",
                    "123456");
        // 如果为 false 表示单向认证,否则为双向认证
            sslServerSocket.setNeedClientAuth(false);
            System.out.println("Server test initialted!");
            return sslServerSocket;
        }
    
        private SSLServerSocket initSocket(String keyPath, String trustPath, String password) throws Exception {
            SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLSv1.2");
            char[] keystorePass = password.toCharArray();
            context.init(SSLUtils.creatKey(keyPath, keystorePass).getKeyManagers(),
                    SSLUtils.creatTrustJks(trustPath, keystorePass).getTrustManagers(),
                    null);
            return (SSLServerSocket) context.getServerSocketFactory().createServerSocket(9999);
        }
    
    //服务端回复客户端
        private void process() throws Exception {
            String bye = "Hello, I am Server!";
            while (true) {
                Socket socket = sslServerSocket.accept();
                System.out.println("Received: " + SSLUtils.read(socket));
                SSLUtils.write(bye, socket);
            }
        }
    }

    编写 SSL Client

    import javax.net.ssl.KeyManager;
    import javax.net.ssl.KeyManagerFactory;
    import javax.net.ssl.SSLContext;
    import javax.net.ssl.SSLSocket;
    import javax.net.ssl.TrustManager;
    import javax.net.ssl.TrustManagerFactory;
    
    public class SSLClient {
        private SSLSocket sslSocket;
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            SSLClient client = new SSLClient();
            client.init();
            client.process();
        }
    
        private void init() throws Exception {
         // ssl-cert 放在 测试 resources 目录下
            String certDic = this.getClass().getClassLoader().getResource("ssl-cert").getPath();
            initSocket(certDic + "/file.server.pkcs12", certDic + "/file.servertrust.jks", "123456");
            System.out.println("Client initiated.");
        }
    
        private void initSocket(String keystorePath, String trustStorePath, String password) throws Exception {
            char[] keystorePass = password.toCharArray();
    
            KeyManager[] keyManagers = null;
            KeyManagerFactory keyManagerFactory = SSLUtils.creatKey(keystorePath, keystorePass);
            if (keyManagerFactory != null) {
                keyManagers = keyManagerFactory.getKeyManagers();
            }
    
            TrustManager[] trustManagers = null;
            TrustManagerFactory trustManagerFactory = SSLUtils.creatTrustJks(trustStorePath, keystorePass);
            if (trustManagerFactory != null) {
                trustManagers = trustManagerFactory.getTrustManagers();
            }
    
            SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLSv1.2");
            context.init(keyManagers, trustManagers, null);
    
            String host = "127.0.0.1";
            sslSocket = (SSLSocket) context.getSocketFactory().createSocket(host, 9999);
        }
    
        public void process() throws Exception {
            String hello = "Client Hello";
            SSLUtils.write(hello, sslSocket);
            System.out.println(SSLUtils.read(sslSocket));
        }
    
    }

    通用编码

    import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
    
    import javax.net.ssl.KeyManagerFactory;
    import javax.net.ssl.TrustManagerFactory;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.InputStream;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.Socket;
    import java.nio.charset.StandardCharsets;
    import java.security.KeyStore;
    
    public class SSLUtils {
    
        public static void write(String message, Socket sslSocket) throws Exception {
            OutputStream out = sslSocket.getOutputStream();
            byte[] messageBytes = message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
            out.write(messageBytes, 0, messageBytes.length);
            out.flush();
        }
    
        public static String read(Socket sslSocket) throws Exception {
            InputStream in = sslSocket.getInputStream();
            byte[] buffer = new byte[50];
            in.read(buffer);
            return new String(buffer);
        }
    
        public static KeyManagerFactory creatKey(String keystorePath, char[] keystorePass) throws Exception {
            if (StringUtils.isEmpty(keystorePath)) {
                return null;
            }
            KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("sunx509");
            kmf.init(loadKeyStore(keystorePath, keystorePass), keystorePass);
            return kmf;
        }
    
        public static TrustManagerFactory creatTrustJks(String trustClientKeystorePath, char[] keystorePass) throws Exception {
            if (StringUtils.isEmpty(trustClientKeystorePath)) {
                return null;
            }
            TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("sunx509");
            tmf.init(loadKeyStore(trustClientKeystorePath, keystorePass));
            return tmf;
        }
    
        private static KeyStore loadKeyStore(String keystorePath, char[] keystorePass) throws Exception {
            KeyStore serverKeyStore = KeyStore.getInstance(StringUtils.substringAfterLast(keystorePath, "."));
            serverKeyStore.load(new FileInputStream(keystorePath), keystorePass);
            return serverKeyStore;
        }
    }

    测试

    启动 SSLServer 和 SSLClient 可以得到的结果如下所示:

    使用 wireshark 抓包如下所示:

    这就是对应的 SSL 连接

    标签: java

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