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使用SSL构建安全的Socket(转)

bromon原创 版权所有

 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

 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:

 ●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:

  1/*
  2 *SSL Socket的服务器端
  3 *@Author Bromon
  4 */

  5
  6 package org.ec107.ssl;
  7
  8 import java.net.*;
  9 import javax.net.ssl.*;
 10 import java.io.*;
 11 import java.security.*;
 12
 13 public class SSLServer
 14 {
 15  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^_^
 16  static SSLServerSocket server;
 17  
 18  /*
 19  *构造函数
 20  */

 21  
 22  public SSLServer()
 23  {
 24   
 25  }

 26  
 27  
 28  /*
 29  *@param port 监听的端口号
 30  *@return 返回一个SSLServerSocket对象
 31  */

 32  
 33  private static SSLServerSocket getServerSocket(int thePort)
 34  {
 35   SSLServerSocket s=null;
 36   try
 37   {
 38    String key="SSLKey";  //要使用的证书名
 39
 40    char keyStorePass[]="12345678".toCharArray();  //证书密码
 41
 42    char keyPassword[]="12345678".toCharArray();  //证书别称所使用的主要密码
 43
 44    KeyStore ks=KeyStore.getInstance("JKS");  //创建JKS密钥库
 45
 46    ks.load(new FileInputStream(key),keyStorePass);
 47
 48    //创建管理JKS密钥库的X.509密钥管理器
 49    KeyManagerFactory kmf=KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");
 50
 51    kmf.init(ks,keyPassword);
 52
 53    SSLContext sslContext=SSLContext.getInstance("SSLv3");
 54
 55    sslContext.init(kmf.getKeyManagers(),null,null);
 56  
 57    //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
 58    SSLServerSocketFactory factory=sslContext.getServerSocketFactory();
 59
 60    s=(SSLServerSocket)factory.createServerSocket(thePort);
 61
 62   }
catch(Exception e)
 63   {
 64    System.out.println(e);
 65   }

 66   return(s);
 67  }

 68  
 69  
 70  public static void main(String args[])
 71  {
 72   try
 73   {
 74    server=getServerSocket(port);
 75    System.out.println("在”+port+”端口等待连接");
 76
 77    while(true)
 78    {
 79     SSLSocket socket=(SSLSocket)server.accept();
 80     
 81     //将得到的socket交给CreateThread对象处理,主线程继续监听
 82     new CreateThread(socket);
 83     
 84    }

 85   }
catch(Exception e)
 86   {
 87    System.out.println("main方法错误80:"+e);
 88   }

 89  }

 90 }

 91
 92 /*
 93 *内部类,获得主线程的socket连接,生成子线程来处理
 94 */

 95
 96 class CreateThread extends Thread
 97 {
 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  
106  public CreateThread(Socket socket)
107  {
108   try
109   {
110    s=socket;
111    in=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream(),"gb2312"));
112
113    out=new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
114
115    start();  //开新线程执行run方法
116
117   }
catch(Exception e)
118   {
119    System.out.println(e);
120   }

121   
122  }

123  
124  /*
125  *线程方法,处理socket传递过来的数据
126  */

127  
128  public void run()
129  {
130   try
131   {
132    String msg=in.readLine();
133    System.out.println(msg);
134    s.close();
135   }
catch(Exception e)
136   {
137    System.out.println(e);
138   }

139  }

140 }

141
142


  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:

 java org.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:

 ● 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

 

/*
 *SSL Socket 的客户端
 *@Author Bromon
 
*/


 
package org.ec107.ssl;

 
import java.net.*;
 
import javax.net.ssl.*;
 
import javax.net.*;
 
import java.io.*;

 
public class SSLClient
 
{
  
static int port=8266;
  
public static void main(String args[])
  
{
   
try
   
{
    SSLSocketFactory factory
=(SSLSocketFactory)SSLSocketFactory.getDefault();

    Socket s
=factory.createSocket("localhost",port);
    
    PrintWriter out
=new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
    out.println(
"安全的说你好");
    out.close();
    s.close();
   }
catch(Exception e)
   
{
    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=SSLKey org.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。

 运行环境:windows 2K server,j2sdk1.4.1

posted on 2007-03-15 21:15 黑马_2046 阅读(1040) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: 常用代码


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