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Java网络编程-用SSL构建安全的Socket_a

2020-01-17 04:00:05来源:励志吧0次阅读

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SSL3.0和TLS1.0。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SSLSocket,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:

SSLServerSocketFactoryfactory=(SSLServerSocketFactory)SSLServerSocketFactory.getDefault();

SSLServerSocketserver=(SSLServerSocket)factory.createServerSocket(portNumber);

SSLSocketsocket=(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–keystoreSSLKey–keyalgrsa–aliasSSL

黑体部分是用户可以自己指定的参数,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,如下图:

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:

●KeyStoreks=KeyStore.getInstance("JKS");

访问Java密钥库,JKS是keytool创建的Java密钥库,保存密钥。

●KeyManagerFactorykmf=KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");

创建用于管理JKS密钥库的X.509密钥管理器。

●SSLContextsslContext=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:

/*

*SSLSocket的服务器端

*@AuthorBromon

*/

packageorg.ec107.ssl;

importjava.net.*;

importjavax.net.ssl.*;

importjava.io.*;

importjava.security.*;

publicclassSSLServer

{

staticintport=8266;//系统将要监听的端口号,82.6.6是偶以前女朋友的生日^_^

staticSSLServerSocketserver;

/*

*构造函数

*/

publicSSLServer()

{

}

/*

*@paramport监听的端口号

*@return返回一个SSLServerSocket对象

*/

privatestaticSSLServerSocketgetServerSocket(intthePort)

{

SSLServerSockets=null;

try

{

Stringkey="SSLKey";//要使用的证书名

charkeyStorePass[]="12345678".toCharArray();//证书密码

charkeyPassword[]="12345678".toCharArray();//证书别称所使用的主要密码

KeyStoreks=KeyStore.getInstance("JKS");//创建JKS密钥库

ks.load(newFileInputStream(key),keyStorePass);

//创建管理JKS密钥库的X.509密钥管理器

KeyManagerFactorykmf=KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");

kmf.init(ks,keyPassword);

SSLContextsslContext=SSLContext.getInstance("SSLv3");

sslContext.init(kmf.getKeyManagers(),null,null);

//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

SSLServerSocketFactoryfactory=sslContext.getServerSocketFactory();

s=(SSLServerSocket)factory.createServerSocket(thePort);

}catch(Exceptione)

{

System.out.println(e);

}

return(s);

}

publicstaticvoidmain(Stringargs[])

{

try

{

server=getServerSocket(port);

System.out.println("在”+port+”端口等待连接...");

while(true)

{

SSLSocketsocket=(SSLSocket)server.accept();

//将得到的socket交给CreateThread对象处理,主线程继续监听

newCreateThread(socket);

}

}catch(Exceptione)

{

System.out.println("main方法错误80:"+e);

}

}

}

/*

*内部类,获得主线程的socket连接,生成子线程来处理

*/

classCreateThreadextendsThread

{

staticBufferedReaderin;

staticPrintWriterout;

staticSockets;

/*

*构造函数,获得socket连接,初始化in和out对象

*/

publicCreateThread(Socketsocket)

{

try

{

s=socket;

in=newBufferedReader(newInputStreamReader(s.getInputStream(),"gb2312"));

out=newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);

start();//开新线程执行run方法

}catch(Exceptione)

{

System.out.println(e);

}

}

/*

*线程方法,处理socket传递过来的数据

*/

publicvoidrun()

{

try

{

Stringmsg=in.readLine();

System.out.println(msg);

s.close();

}catch(Exceptione)

{

System.out.println(e);

}

}

}

将我们刚才生成的证书放到程序所在的目录下,上面的代码就可以在编译之后执行:

javaorg.ec107.ssl.SSLServer

在8266端口等待连接…

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:

●SSLSocketFactoryfactory=(SSLSocketFactory)SSLSocketFactory.getDefault();

构造默认的工厂方法

●Sockets=factory.createSocket("localhost",port);

打开一个SSLSocket连接

/*

*SSLSocket的客户端

*@AuthorBromon

*/

packageorg.ec107.ssl;

importjava.net.*;

importjavax.net.ssl.*;

importjavax.net.*;

importjava.io.*;

publicclassSSLClient

{

staticintport=8266;

publicstaticvoidmain(Stringargs[])

{

try

{

SSLSocketFactoryfactory=(SSLSocketFactory)SSLSocketFactory.getDefault();

Sockets=factory.createSocket("localhost",port);

PrintWriterout=newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);

out.println("安全的说你好");

out.close();

s.close();

}catch(Exceptione)

{

System.out.println(e);

}

}

}

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=SSLKeyorg.ec107.ssl.SSLClient

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javahome/lib/security目录下,名字改为jssecacerts,然后可以直接执行客户端:

javaorg.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javahome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javahome的位置:

publicclassGetJavaHome

{

publicstaticvoidmain(Stringargs[])

{

System.out.println(System.getProperty(“java.home”));

}

}

一般情况下(windows2K)havahome的位置是在C:ProgramFilesJavaj2re1.4.0_02,相对的,证书就应该拷贝到C:ProgramFilesJavaj2re1.4.0_02libsecurity下,如果安装了自带JDK的JavaIDE,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。

运行环境:windows2Kserver,j2sdk1.4.1

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