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JSSE(Java Security Socket Extension,Java安全套接字扩展)是Sun为了解决在Internet上的安全通讯而推出的解决方案。它实现了SSL和TSL(传输层安全)协议。在JSSE中包含了数据加密,服务器验证,消息完整性和客户端验证等技术。通过使用JSSE,开发人员可以在客户机和服务器之间通过TCP/IP协议安全地传输数据。这篇文章主要描述如何使用JSSE接口来控制SSL连接。
首先我通过一个简单的客户机/服务器程序来介绍如何利用JSSE进行编程。当建立客户端时,我们需要配置KeyStore和TrustStore文件,这样在程序中我们才可以从客户端的文件系统中加载它们。然后文章将讨论授权和身份验证方面的问题。通过从KeyStore中选择不同的授权,客户端程序可以连接到不同的服务器。
运行例子程序
下载例子程序
在运行JSSE程序前,你需要正确安装JSSE。如果你安装了J2SE 1.4,JSSE已经被自动安装并配置好了,如果你使用的是其他版本的Java,你需要从官方站点上下载并安装JSSE,安装过程这里就不再赘述。由于JSSE是在J2SE 1.4中才成为标准的,并且J2SE 1.4中的JSSE和以前的JSSE有一些细微的差别,而且文中的例子都是在J2SE 1.4下调试的,因此推荐你使用J2SE 1.4运行这些例子。
在深入介绍JSSE之前,让我们来一个简单的客户机/服务器程序,程序中包含了两个文件:SimpleSSLServer和SimpleSSLClient。在运行程序之前,你需要配置下面这些KeyStore和TrestStore文件:
· 一个客户端的KeyStore文件,该文件中包含了对Alice和Bob的授权。
· 一个服务器端的KeyStore文件,该文件中包含了对server的授权。
· 一个名为clientTrust的客户端TrustStore文件,该文件中包含了对server的授权。
· 一个名为serverTrust的服务器端TrustStore文件,该文件中包含了对Alice和Bob的授权。
使用keytool可以帮助你创建这些文件(该工具在Java的bin目录下):
· 一个客户端的KeyStore文件,该文件中包含了对Alice和Bob的授权。
在命令窗口中输入下面的命令:
keytool -genkey -alias alice -keystore clientKeys
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窗口中会出现下面的提示,根据提示输入相应的信息:
输入keystore密码: password
您的名字与姓氏是什么?
[Unknown]: Alice
您的组织单位名称是什么?
[Unknown]: Development
您的组织名称是什么?
[Unknown]: DCQ
您所在的城市或区域名称是什么?
[Unknown]: ChongQing
您所在的州或省份名称是什么?
[Unknown]: ChongQing
该单位的两字母国家代码是什么
[Unknown]: CH
CN=Alice, OU=Development, O=DCQ, L=ChongQing, ST=ChongQing, C=CH 正确吗?
[否]: 是
输入<alice>的主密码
(如果和 keystore 密码相同,按回车):
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通过相同的方式可以建立对Bob的授权。
keytool -genkey -alias bob -keystore clientKeys
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注意在名字与姓氏一栏中填写Bob。在完成后可以键入下面的命令来检测是否已经正确完成了授权。
keytool -list -v -keystore clientKeys
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· 一个服务器端的KeyStore文件,该文件中包含了对server的授权。
在命令窗口中键入下面的命令:
keytool -genkey -alias server -keystore serverKeys
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注意将密码设为password,名字与姓氏设定为Server。完成授权后同样可以通过上面提到的命令来检测。
· 一个名为clientTrust的客户端TrustStore文件,该文件中包含了对server的授权。以及一个名为serverTrust的服务器端TrustStore文件,该文件中包含了对Alice和Bob的授权。
keytool -export -alias server -keystore clientKeys -file server.cer
输入keystore密码: password
保存在文件中的认证 <server.cer>
keytool -export -alias alice -keystore clientKeys -file alice.cer
输入keystore密码: password
保存在文件中的认证 <alice.cer>
keytool -export -alias bob -keystore clientKeys -file bob.cer
输入keystore密码: password
保存在文件中的认证 <bob.cer>
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这样keytool就在当前目录下创建了三个授权文件。然后我们将server.cer文件导入到clientTrust文件中;将alice.cer和bob.cer导入到serverTruest文件中:
keytool -import -alias server -keystore clientTrust -file server.cer
keytool -import -alias alice -keystore serverTrust -file alice.cer
keytool -import -alias bob -keystore serverTrust -file bob.cer
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到目前为止,在当前目录下包含clientKeys,serverKeys,clientTrust,serverTrust四个文件。完成了KeyStore和TrustStore的设置后就可以运行例子程序了。首先需要运行服务器程序:
java -Djavax.net.ssl.keyStore=serverKeys
-Djavax.net.ssl.keyStorePassword=password
-Djavax.net.ssl.trustStore=serverTrust
-Djavax.net.ssl.trustStorePassword=password SimpleSSLServer
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在命令行中我们指定了keyStore属性为serverKeys。由于服务器程序需要获得客户端的授权信息,我们指定trustStore为serverTrust。这样SSLSimpleServer就可以验证由SSLSimpleClient提供的授权信息。当服务器程序成功运行后,你会看到下面的提示:
SimpleSSLServer running on port 49152
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这时候服务器会等待客户端发出建立连接的申请。如果你希望在另一个端口上运行服务器程序,可以在命令中指定-port xxx参数,其中xxx是端口号。
然后在另一个命令窗口中运行客户端程序:
java -Djavax.net.ssl.keyStore=clientKeys
-Djavax.net.ssl.keyStorePassword=password
-Djavax.net.ssl.trustStore=clientTrust
-Djavax.net.ssl.trustStorePassword=password SimpleSSLClient
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客户端程序会试图向本机的49152端口建立SSL连接。同样你可以通过-port参数指定端口号,也可以通过-host参数指定主机名称。当连接成功后,会出现下面的提示信息:
同时在服务器端会提示用户客户端已经连接成功。
SimpleSSLServer
让我们先来看一下SimpleSSLServer。在main()方法中,程序获得了缺省的SSLServerSocketFactory对象;然后利用SSLServerSocketFactory创建一个SimpleSSLServer对象,最后调用start()方法启动SimpleSSLServer对象。
SSLServerSocketFactory ssf=
(SSLServerSocketFactory)SSLServerSocketFactory.getDefault();
SimpleSSLServer server=new SimpleSSLServer(ssf, port);
server.start();
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由于服务器是在一个单独的线程中运行的,main()方法启动了服务器之后就退出了。start()方法启动了一个新的线程,该线程执行run()方法中的代码。在run()方法中创建了一个SSLServerSocket对象,然后设定服务器需要进行客户端验证:
SSLServerSocket serverSocket=
(SSLServerSocket)serverSocketFactory.createServerSocket(port);
serverSocket.setNeedClientAuth(true);
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调用run()方法后,程序进入了一个死循环,等待客户端的连接申请。循环中的每个Socket对应一个HandshakeCompletedListener对象(该对象是用来显示客户验证信息中的标识名称[distinguished name]的)。Socket的InputStream对象被包装在一个InputDisplayer对象中,这个InputDisplayer对象运行在另外一个线程中,用来将Socket接收到的数据发送到System.out。下面的代码是SimpleSSLServer中的主循环体:
while (true) {
String ident=String.valueOf(id++);
//监听连接请求.
SSLSocket socket=(SSLSocket)serverSocket.accept();
//通过使用HandshakeCompletedListener对象,程序进行授权验证.
HandshakeCompletedListener hcl=new SimpleHandshakeListener(ident);
socket.addHandshakeCompletedListener(hcl);
InputStream in=socket.getInputStream();
new InputDisplayer(ident, in);
}
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程序中的SimpleHandshakeListener类实现了HandshakeCompletedListerner接口。在SimpleHandshakeListener类中实现了handshakeCompleted()方法,该方法在SSL握手阶段完成后将被JSSE调用。它将显示出客户端的标识名称:
class SimpleHandshakeListener implements HandshakeCompletedListener
{
String ident;
/**
* 构造函数.
*/
public SimpleHandshakeListener(String ident)
{
this.ident=ident;
}
/**当SSL握手过程完成后该方法被激活. */
public void handshakeCompleted(HandshakeCompletedEvent event)
{
//显示授权信息.
try {
X509Certificate
cert=(X509Certificate)event.getPeerCertificates()[0];
String peer=cert.getSubjectDN().getName();
System.out.println(ident+": Request from "+peer);
}
catch (SSLPeerUnverifiedException pue) {
System.out.println(ident+": Peer unverified");
}
}
}
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用红色字体表示的两行代码是这段代码的核心:getPeerCertificates()方法返回一个X509Certificated对象的数组。这些X509Certificated对象创建了客户端的身份标识。在数组中的第一个元素是客户端的验证信息,而最后一个通常是CA验证。当我们有了客户端的验证信息后。我们可以得到其中的标识名称,并将它传送到System.out。
SimpleSSLClient
SimpleSSLClient类比较简单,但是在后面的一些比较复杂的例子中的类会继承该类。在getSLLSocketFactory()方法中,程序返回缺省的工厂类:
protected SSLSocketFactory getSSLSocketFactory()
throws IOException, GeneralSecurityException
{
return (SSLSocketFactory)SSLSocketFactory.getDefault();
}
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在runClient()方法中,程序处理了输入参数后,获得SSLSockFactory对象,调用connect()方法连接到服务器程序。在connect()方法中,程序首先创建一个SSLSocket对象,然后调用SSLSocket对象的startHandshang()方法启动和服务器端的握手过程。当握手过程完成后,会触发一个HandshakeCompletedEvent事件。在服务器端的HandshakeCompletedListener对象会处理这个事件。事实上,JSSE可以自动启动握手过程,但是必须是在第一次有数据通过Socket传输的情况下。由于在例子程序中,直到用户在键盘上输入信息后才会有数据通过Socket传输,而我们希望服务器端及时报告连接情况,因此我们用startShake()方法来手工激活握手过程。
public void connect(SSLSocketFactory sf) throws IOException
{
socket=(SSLSocket)sf.createSocket(host, port);
try {
socket.startHandshake();
}
catch (IOException ioe) {
// 握手失败.关闭连接.
try {
socket.close();
}
catch (IOException ioe2) {
// 忽略该错误.
}
socket=null;
throw ioe;
}
}
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SimpleSSLClient类中的transmit()方法也很简单。首先程序将输入流包装到一个Reader对象中,然后将输出流包装到一个Writer对象中;最后将数据流输出到Socket:
boolean done=false;
while (!done) {
String line=reader.readLine();
if (line!=null) {
writer.write(line);
writer.write('\n');
writer.flush();
}
else done=true;
}
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定制KeyStore和TrustStore
还记得我们是如何运行客户端的吗?我们需要在命令行中指定keyStore, keyStorePasword, trustStore和trustStorePassword参数,以至于整个命令显得过于冗长。事实上你可以在程序中指定KeyStore和TrustStore,后面的例子中将告诉你如何实现这一点。同时在例子中还会演示如何配置多个SSLSocketFactory对象,其中每个SSLSocketFactory对象对应不同的KeyStore和TrustStore设置。如果没有这种技术,在同一个虚拟机上的所有安全连接都只能使用同一个KeyStore和TrustStore。对于比较小的应用程序,这也许不会产生问题;但是对于那些比较大的应用程序来说,这绝对是一个严重的缺陷。
在下面的例子中,我们将使用CustomTrustStoreClient来动态定义KeyStore和TrustStore。首先让我们先运行一下CustomTrustStoreClient:
java CustomTrustStoreClient
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为什么运行CustomTrustStoreClient时不需要指定KeyStore和TrustStore参数呢?这是应为在CustomTrustStoreClient的代码中指定了KeyStore(ClientKeys)和TrustStore(ClientTruts)以及它们的密钥(password)。如果你想使用其他的KeyStore、 TrustStore或密钥,可以使用-ks、-kspass、-ts和-tspass参数来指定。下面让我们来看一下CustomTrustStoreClient的getSSLSocketFactory()方法。该方法通过调用getTrustManager()方法获得一个TurstManager对象数组,通过调用getKeyManagers()方法获得一个KeyManager对象数组。然后利用得到的TurstManager和KeyManager对象数组构造一个SSLContext对象,最后通过SSLContext对象的getSocketFactory()方法来配置JSSE。需要注意的是在调用SSLContext类的init()方法时使用的参数。第一个参数是KeyManager对象数组。第二个参数和第一个参数类似,是TrustManager数组。如果前两个参数被设定为null,程序将使用缺省的KeyManager和TrustStore(缺省的KeyStore来源于系统属性中的javax.net.ssl.keyStore和javax.net.ssl.keyStorePassword属性;缺省的TrustStore来源于系统属性中的javax.net.ssl.trustStore和javax.net.ssl.trustStorePassword属性)。通过设定第三个参数可以指定JSSE中的随机数产生器(Random Number Generate, RNG)。由于在SSL中随机数的产生是一个很敏感的问题,错误使用这个参数会导致安全连接变得不安全,因此我在例子中使用了null。这样程序将使用缺省的并且是安全的SecureRandom对象。
protected SSLSocketFactory getSSLSocketFactory()
throws IOException, GeneralSecurityException
{
// 调用getTrustManagers方法获得trust managers
TrustManager[] tms=getTrustManagers();
// 调用getKeyManagers方法获得key manager
KeyManager[] kms=getKeyManagers();
//利用KeyManagers创建一个SSLContext对象.用获得的KeyStore和
// TrustStore初始化该SSLContext对象.我们使用缺省的SecureRandom.
SSLContext context=SSLContext.getInstance("SSL");
context.init(kms, tms, null);
//最后获得了SocketFactory对象.
SSLSocketFactory ssf=context.getSocketFactory();
return ssf;
}
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下面让我们看一看CustomKeyStoreClient类中的getKeyMangers()方法是如何初始化KeyManagers对象数组的:
protected KeyManager[] getKeyManagers()
throws IOException, GeneralSecurityException
{
// 获得KeyManagerFactory对象.
String alg=KeyManagerFactory.getDefaultAlgorithm();
KeyManagerFactory kmFact=KeyManagerFactory.getInstance(alg);
// 配置KeyManagerFactory对象使用的KeyStoree.我们通过一个文件加载
// KeyStore.
FileInputStream fis=new FileInputStream(keyStore);
KeyStore ks=KeyStore.getInstance("jks");
ks.load(fis, keyStorePassword.toCharArray());
fis.close();
// 使用获得的KeyStore初始化KeyManagerFactory对象
kmFact.init(ks, keyStorePassword.toCharArray());
// 获得KeyManagers对象
KeyManager[] kms=kmFact.getKeyManagers();
return kms;
}
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首先的任务是获得一个KeyManagerFactory对象,但是你必须知道应该使用哪种算法。JSSE中提供了一个缺省的KeyManagerFactory算法(程序员也可以通过指定ssl.KeyManagerFacotory.algorithm属性指定缺省算法)。获得KeyManagerFactory对象后就可以加载KeyStore文件了,程序中通过一个InputStream对象将信息从文件送入KeyStore对象中。在这个过程之前,KeyStore对象需要知道输入流的格式(例子中我使用的是jks)和密钥。当我们完成了KeyStore的加载后,我们就可以用它来初始化KeyManagerFactory对象了。通常在JSSE中,在KeyStore中的所有证书使用和KeyStore相同的密码,但是通过创建KeyManagerFactory对象你可以突破这个限制。在初始化了KeyManagerFactory对象后,通常使用getKeyManager()方法来获得KeyManager对象数组。程序员通过使用和getKeyMangers()方法类似的流程来初始化TrustManager数组,这里我就不再重复了。
实现一个KeyManager类
到目前为止,我们已经知道如何在程序中动态生成KeyStore和TrustStore了。最后一个例子将告诉你如何实现一个KeyManager类。
当运行前几个例子的时候,不知道大家是否注意到服务器端显示的授权的标识名称。在前面我们授权给了两个人:Alice和Bob,在运行程序时JSSE会从中任选一个。在我的计算机上JSSE选择的总是Bob,或许在你的计算机上情况会有所不同。下面让我们来看一看最后一个例子程序:SelectAliasClient。这个例子使你能够在运行客户端时使用指定的授权。例如你需要指定使用Alice的授权,由于Alice的别名是alice,你需要在命令窗口中键入下面的命令:
java SelectAliasClient -alias alice
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当客户端和服务器端成功连接后,客户器端会出现下面的信息:
1: New connection request
1: Request from CN=Alice, OU= Development, O=DCQ, L=ChongQing,
ST=ChongQing, C=CH
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为了使程序使用指定的授权,我们需要实现X509KeyManager接口(X509KeyManager是JSSE中最常用的KeyManager)。X509KeyManager接口在SSL握手阶段使用了几个方法来获得授权。下面是X509KeyManager接口获得授权的过程:
1.JSSE调用chooseClientAlias()方法获得指定的授权。
2.chooseClientAlias()方法调用X509KeyManager接口的getClientAlaises()方法获得SSLSocket对象使用的所有授权的别名,然后检查指定的授权别名是否有效。
3.JSSE将别名作为参数调用X509KeyManager接口的getCertificateChain()和getPrivateKey()方法,这样就获得了指定授权的相关信息。
在例子程序中,X509KeyManager接口的实现类是AliasForcingKeyManager。在该类中最重要的方法就是就是chooseClientAlias()方法。下面是该方法的源代码:
public String chooseClientAlias(String[] keyType, Principal[] issuers,
Socket socket)
{
//对于每一种类型的授权,都需要调用一次getClientAliases()方法来验
// 证别名是否有效.
boolean aliasFound=false;
for (int i=0; i<keyType.length && !aliasFound; i++) {
String[] validAliases=baseKM.getClientAliases(keyType[i], issuers);
if (validAliases!=null) {
for (int j=0; j<validAliases.length && !aliasFound; j++) {
if (validAliases[j].equals(alias)) aliasFound=true;
}
}
}
if (aliasFound) return alias;
else return null;
}
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我们可以看到在程序中,chooserClientAlias()方法实际上多次调用了getClientAliases()方法,每次都针对不同的授权类型。AliasForingKeyManager还实现了X509KeyManager接口的其他五个方法,在这里就不再一一赘述了。
然后我们就可以在程序中用AliasForingKeyManager对象来替代KeyManager对象了。在getSSLSocketFactory()方法中,我们只需要将通过调用getKeyManagers()方法获得KeyManager对象数组,然后将其强制转化为AliasForcingKeyManager对象就可以了。下面是新的getSSLSocketFactory()方法的代码:
protected SSLSocketFactory getSSLSocketFactory()
throws IOException, GeneralSecurityException
{
// 调用父类中的方法获得TrustManager和KeyManager
KeyManager[] kms=getKeyManagers();
TrustManager[] tms=getTrustManagers();
// 如果指定了别名,将KeyManagers包装在AliasForcingKeyManager对象中.
if (alias!=null) {
for (int i=0; i<kms.length; i++) {
// 这里只处理了X509KeyManager接口
if (kms[i] instanceof X509KeyManager)
kms[i]=new AliasForcingKeyManager((X509KeyManager)kms[i], alias);
}
}
// 利用TrustManagers和已经被包装的KeyManagers创建一个SSLContext对象.
SSLContext context=SSLContext.getInstance("SSL");
context.init(kms, tms, null);
// 获得SocketFactory对象.
SSLSocketFactory ssf=context.getSocketFactory();
return ssf;
}
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我们可以使用同样的方法来替换TrustManager对象,这样我们就可以控制JSSE验证授权的机制。具体的实现就留给读者朋友去解决了。
小结
在这篇文章中,我们讲述了使用JSSE的一些小技巧。读完这篇文章后,我相信大家因该知道如何通过编程实现下面的任务:
· 使用HandshagCompletedListerner对象来获得关于连接的信息。
· 从SSLContext对象中获得一个SLLSocketFactory对象。
· 使用动态的TrustStroe或KeyStore。
· 突破在JSSE中KeySotre的密钥的每个授权的密钥必须相同的限制。
· 通过实现自己的KeyManager类来指定JSSE使用的授权。
如果大家有兴趣的话,还可以进一步将这些技术进行扩展。例如你可以在JSSE的其他类中使用X509KeyManager接口,也可以在TrustStore和KeyStore的实现类中从数据库中读取授权信息。但是在使用自己编写的TrustStore,KeyStore,TrustManager和KeyManager的时候,需要非常小心,因为任何一个细微的错误都可能导致SSL连接不再是安全的了。
作者简介:冯睿毕业于美国北伊利诺大学计算机和电气工程系,获工程硕士学位。曾就职于NewMonics公司,进行Java虚拟机部分包的设计和开发和Java底层的性能优化工作。目前负责一些政府和企业级GIS系统的设计和实现。
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SimpleSSLServer
/** */
/**
* SimpleSSLServer.java * 该类是一个简单的服务器程序.它的功能是接受SSL连接请求,然后再标准显示设备上 * 显示通过SSL套接字接收到的数据流.该服务器缺省运行在49152端口上,它需要进行 * 客户端验证.通过输入Ctrl-C可以终止该程序.
*/
import
javax.net.ssl.
*
;
import
java.security.cert.
*
;
import
java.io.
*
;
/** */
/**
* 该类是一个简单的服务器程序.它的功能是接受SSL连接请求,然后再标准显示设备上 * 显示通过SSL套接字接收到的数据流.该服务器缺省运行在49152端口上,它需要进行 * 客户端验证.通过输入Ctrl-C可以终止该程序.
*/
public
class
SimpleSSLServer
extends
Thread
{
private
static
final
int
DEFAULT_PORT
=
49152
;
private
SSLServerSocketFactory serverSocketFactory;
private
int
port;
/** */
/**
* 该方法首先处理命令行参数,然后开始监听连接请求.
*/
public
static
void
main(String args[])
{
int
port
=
DEFAULT_PORT;
//
解释参数
boolean
parseFailed
=
false
;
try
{
for
(
int
i
=
0
; i
<
args.length; i
++
)
{ String arg
=
args[i].trim().toUpperCase();
//
目前只支持"-port"参数
if
(arg.equals(
"
-PORT
"
)) port
=
Integer.parseInt(args[
++
i]);
else
parseFailed
=
true
; }
}
catch
(Exception e)
{
//
命令行参数解释错误,显示提示信息.
parseFailed
=
true
; }
if
(parseFailed)
{ displayUsage(); }
else
{
//
命令行参数解释成功.
//
利用缺省的SSLServerSocketFactory对象创建一个SimpleSSLServer对象,
//
然后启动该SimpleSSLServer对象.
SSLServerSocketFactory ssf
=
(SSLServerSocketFactory)SSLServerSocketFactory.getDefault(); SimpleSSLServer server
=
new
SimpleSSLServer(ssf, port); server.start(); }
}
/** */
/**
显示命令行用法
*/
private
static
void
displayUsage()
{ System.out.println(
"
Options:
"
); System.out.println(
"
\t-port\tport of server (default
"
+
DEFAULT_PORT
+
"
)
"
); }
/** */
/**
*在指定端口上创建一个SimpleSSLServer对象.
*/
public
SimpleSSLServer(SSLServerSocketFactory ssf,
int
port)
{ serverSocketFactory
=
ssf;
this
.port
=
port; }
/** */
/**
* SimpleSSLServer对象运行在一个单独的线程中.run()方法中实现了一个死循环, * 服务器在该循环中监听客户端的连接申请.用户按下Ctrl-C可以退出该循环.
*/
public
void
run()
{ System.out.println(
"
SimpleSSLServer running on port
"
+
port);
try
{
//
首先创建一个安全套接字对象
SSLServerSocket serverSocket
=
(SSLServerSocket)serverSocketFactory.createServerSocket(port);
serverSocket.setNeedClientAuth(
true
);
//
每个连接都有一个ID号,该ID号从1开始
int
id
=
1
;
//
监听连接请求.对于每个请求打开一个新的线程.
while
(
true
)
{ String ident
=
String.valueOf(id
++
);
//
监听连接请求.
SSLSocket socket
=
(SSLSocket)serverSocket.accept();
//
通过使用HandshakeCompletedListener对象,程序可以进行授权验证.
HandshakeCompletedListener hcl
=
new
SimpleHandshakeListener(ident); socket.addHandshakeCompletedListener(hcl);
InputStream in
=
socket.getInputStream();
new
InputDisplayer(ident, in); }
}
catch
(IOException ioe)
{ System.out.println(
"
SimpleSSLServer failed with following exception:
"
); System.out.println(ioe); ioe.printStackTrace(); }
}
/** */
/**
* HandshakeCompletedListener类显示客户端传来的授权信息.
*/
class
SimpleHandshakeListener
implements
HandshakeCompletedListener
{ String ident;
/** */
/**
* 构造函数.
*/
public
SimpleHandshakeListener(String ident)
{
this
.ident
=
ident; }
/** */
/**
当SSL握手过程完成后该方法被激活.
*/
public
void
handshakeCompleted(HandshakeCompletedEvent event)
{
//
显示授权信息.
try
{ X509Certificate cert
=
(X509Certificate)event.getPeerCertificates()[
0
]; String peer
=
cert.getSubjectDN().getName(); System.out.println(ident
+
"
: Request from
"
+
peer); }
catch
(SSLPeerUnverifiedException pue)
{ System.out.println(ident
+
"
: Peer unverified
"
); }
}
}
/** */
/**
* 该类将套接字接收到的数据流传送到标准输出.
*/
class
InputDisplayer
extends
Thread
{ BufferedReader reader; String ident;
/** */
/**
* 构造函数.
*/
InputDisplayer(String ident, InputStream is)
{
this
.ident
=
ident; log(
"
New connection request
"
);
//
利用InputStream对象创建一个InputStreamReader对象.该InputStreamReader
//
对象将数据流中的字节转化为字符,然后利用一个BufferedReader对象将数据流
//
按行分解.
try
{ reader
=
new
BufferedReader(
new
InputStreamReader(is,
"
UTF-8
"
)); }
catch
(UnsupportedEncodingException uee)
{ log(
"
Warning: JVM cannot support UTF-8. Using default instead
"
); reader
=
new
BufferedReader(
new
InputStreamReader(is)); }
setDaemon(
true
); start(); }
/** */
/**
* 将数据按行输出到屏幕.
*/
public
void
run()
{
boolean
done
=
false
;
try
{
while
(
!
done)
{ String line
=
reader.readLine();
if
(line
!=
null
) display(line);
else
done
=
true
; }
log(
"
Client disconnected
"
); }
catch
(IOException ioe)
{
//
IO错误,记录错误并退出.
log(ioe.toString()); log(
"
Closing connection.
"
); }
try
{ reader.close(); }
catch
(IOException ioe)
{}
}
/** */
/**
* 该方法进行日志处理.
*/
private
void
log(String text)
{ System.out.println(ident
+
"
:
"
+
text); }
private
void
display(String text)
{ System.out.println(ident
+
"
>
"
+
text); }
}
}
------------------------- SimpleSSLClient import javax.net.ssl.*; import java.io.*;
/** *//** * 这是一个简单客户端,它向服务器端建立一个SSL连接.运行程序后用户的输入将 * 被传送到服务器端.缺省情况下使用'localhost'和49152端口, 也可以通过命 * 令行指定服务器名和端口号.使用Ctrl-C终止该程序. */ public class SimpleSSLClient { private static final int DEFAULT_PORT=49152; private static final String DEFAULT_HOST="localhost";
private SSLSocket socket; private String host=DEFAULT_HOST; private int port=DEFAULT_PORT;
/** *//** * main()方法创建一个SimpleSSLClient对象,然后调用runClient()方法 */ public static void main(String args[]) { SimpleSSLClient client=new SimpleSSLClient(); client.runClient(args); client.close(); } /** *//** * 该方法进行参数处理. */ protected int handleCommandLineOption(String[] args, int i) { int out; try { String arg=args[i].trim().toUpperCase();
// 该方法目前只支持"-port"和"-host"参数 if (arg.equals("-PORT")) { port=Integer.parseInt(args[i+1]); out=2; } else if (arg.equals("-HOST")) { host=args[i+1]; out=2; } else out=0; } catch(Exception e) { // 参数解析错误 out=0; }
return out; }
/** *//** * 提供客户端使用的SSLSocketFactory对象.现在返回的是虚拟机的默认 * SSLSocketFactory对象. */ protected SSLSocketFactory getSSLSocketFactory() throws IOException, java.security.GeneralSecurityException { return (SSLSocketFactory)SSLSocketFactory.getDefault(); }
/** *//** * 在命令窗口中显示程序的使用方法. */ protected void displayUsage() { System.out.println("Options:"); System.out.println("\t-host\thost of server (default '"+DEFAULT_HOST+"')"); System.out.println("\t-port\tport of server (default "+DEFAULT_PORT+")"); }
/** *//** * runClient()方法首先处理命令行参数,然后将客户端输入的信息传送到服务器端. */ public void runClient(String args[]) { // 解释命令行参数 boolean parseFailed=false; int i=0; while (i<args.length && !parseFailed) { int handled=handleCommandLineOption(args, i); if (handled==0) parseFailed=true; else i+=handled; } if (parseFailed) { // 如果命令行参数解时出现错误,显示提示信息 displayUsage(); } else { try { // 命令行解释成功.使用SSLSocketFactory对象连接到服务器. SSLSocketFactory ssf=getSSLSocketFactory(); connect(ssf); System.out.println("Connected"); // 连接成功,将用户输入发送到服务器端. transmit(System.in); } catch (IOException ioe) { // 连接失败. System.out.println("Connection failed: "+ioe); } catch (java.security.GeneralSecurityException gse) { // 连接失败. System.out.println("Connection failed: "+gse); } } }
/** *//** * 连接到服务器,当SSL握手过程结束后返回. */ public void connect(SSLSocketFactory sf) throws IOException { socket=(SSLSocket)sf.createSocket(host, port);
try { socket.startHandshake(); } catch (IOException ioe) { // 握手失败.关闭连接. try { socket.close(); } catch (IOException ioe2) { // 忽略该错误. } socket=null; throw ioe; } }
/** *//** * 将用户输入传输到服务器端.在调用该方法前必须调用connect()方法.在出现下面 * 的情况是退出:1.Ctrl-C; 2.数据流尾Ctrl-D; 3.网络错误. */ public void transmit(InputStream in) { try { // 利用InputStream对象中创建创建一个BufferReader对象. // BufferedReader对象可以将输入分解为行. BufferedReader reader=new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
// 创建一个Writer对象向套接字写入数据. try { writer=new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), "UTF-8"); } catch (UnsupportedEncodingException uee) { System.out.println("Warning: JVM cannot support UTF-8. Using default instead"); writer=new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()); } // 按行读入数据,然后将数据写入套接字. boolean done=false; while (!done) { String line=reader.readLine(); if (line!=null) { writer.write(line); writer.write('\n'); writer.flush(); } else done=true; } } catch (IOException ioe) { // 登录错误,然后退出 System.out.println("Error: "+ioe); }
// 关闭连接,忽略错误. try { socket.close(); } catch (IOException ioe) {} }
/** *//** * 断开连接. */ public void close() { try { if (socket!=null) socket.close(); } catch (IOException ioe) { // 忽略IO错误. } socket=null; } }
CustomKeyStoreClient import javax.net.ssl.*; import java.io.*; import java.security.*;
/** *//** * 该类演示了如何创建和配置KeyStore.它加载了名为"ClientKeys"的KeyStore. * 也通过命令行参数可以设置加载的KeyStore. */ class CustomKeyStoreClient extends SimpleSSLClient { private final String DEFAULT_KEYSTORE="clientKeys"; private final String DEFAULT_KEYSTORE_PASSWORD="password";
private String keyStore=DEFAULT_KEYSTORE; private String keyStorePassword=DEFAULT_KEYSTORE_PASSWORD;
/** *//** * 该方法覆盖了SimpleSSLClient类中的main()方法,目的是为了使用 * CustomKeyStoreClient. */ public static void main(String args[]) { CustomKeyStoreClient client=new CustomKeyStoreClient(); client.runClient(args); client.close(); }
/** *//** * 该方法覆盖了SimpleSSLClient类中的handleCommandLineOption()方法. * 现在该方法可以处理-ks和-kspass参数了. */ protected int handleCommandLineOption(String[] args, int i) { int out; try { String arg=args[i].trim().toUpperCase();
// 这里仅仅处理了-ks和-kspass参数,其他参数传递给父类中的方法处理. if (arg.equals("-KS")) { keyStore=args[i+1]; out=2; } else if (arg.equals("-KSPASS")) { keyStorePassword=args[i+1]; out=2; } else out=super.handleCommandLineOption(args,i); } catch(Exception e) { // 解析参数时发生了错误. out=0; }
return out; }
/** *//** * 显示命令行的使用方法. */ protected void displayUsage() { super.displayUsage(); System.out.println("\t-ks\tkeystore (default '" +DEFAULT_KEYSTORE+"', JKS format)"); System.out.println("\t-kspass\tkeystore password (default '" +DEFAULT_KEYSTORE_PASSWORD+"')"); }
/** *//** * 提供了一个SSLSocketFactory对象.该对象忽略JSSE选择的keystore, * 而使用在代码中指定的文件名和密钥,如果命令行中指定了文件名和密钥,则使用 * 在命令行中指定的信息. * 该方法调用getKeyManagers()方法完成大部分的核心工作.在该方法中只需要 * 创建一个SSLContext对象,然后从该对象中获得SSLSocketFactory对象. */ protected SSLSocketFactory getSSLSocketFactory() throws IOException, GeneralSecurityException { // 调用getKeyManagers方法获得key manager KeyManager[] kms=getKeyManagers();
// 利用KeyManagers创建一个SSLContext对象. 我们使用空的TrustManager和 // SecureRandom对象作为参数初始化SSLContext对象,这样JSSE会使用默认 // TrustManager和SecureRandom对象. SSLContext context=SSLContext.getInstance("SSL"); context.init(kms, null, null);
// 最后获得了SocketFactory对象. SSLSocketFactory ssf=context.getSocketFactory(); return ssf; }
/** *//** * 该方法返回一组KeyManagers对象,这些对象使用指定的KeyStore. */ protected KeyManager[] getKeyManagers() throws IOException, GeneralSecurityException { // 获得KeyManagerFactory对象. String alg=KeyManagerFactory.getDefaultAlgorithm(); KeyManagerFactory kmFact=KeyManagerFactory.getInstance(alg); // 配置KeyManagerFactory对象使用的KeyStoree.我们通过一个文件加载 // KeyStore. FileInputStream fis=new FileInputStream(keyStore); KeyStore ks=KeyStore.getInstance("jks"); ks.load(fis, keyStorePassword.toCharArray()); fis.close();
// 使用获得的KeyStore初始化KeyManagerFactory对象 kmFact.init(ks, keyStorePassword.toCharArray());
// 获得KeyManagers对象 KeyManager[] kms=kmFact.getKeyManagers(); return kms; } }
CustomTrustStoreClient import javax.net.ssl.*; import java.io.*; import java.security.*;
/** *//** * 该类演示了如何创建和配置TrustStore.它加载了名为"ClientKeys"的TrustStore. * 也通过命令行参数可以设置加载的TrustStore. */ class CustomTrustStoreClient extends CustomKeyStoreClient { private final String DEFAULT_TRUSTSTORE="clientTrust"; private final String DEFAULT_TRUSTSTORE_PASSWORD="password";
private String trustStore=DEFAULT_TRUSTSTORE; private String trustStorePassword=DEFAULT_TRUSTSTORE_PASSWORD;
/** *//** * 该方法覆盖了SimpleSSLClient类中的main()方法,目的是为了使用 * CustomTrustStoreClient. */ public static void main(String args[]) { CustomTrustStoreClient client=new CustomTrustStoreClient(); client.runClient(args); client.close(); }
/** *//** * 该方法覆盖了SimpleSSLClient类中的handleCommandLineOption()方法. * 现在该方法可以处理-ts和-tspass参数了. */ protected int handleCommandLineOption(String[] args, int i) { int out; try { String arg=args[i].trim().toUpperCase();
// 这里仅仅处理了-ts和-tspass参数,其他参数传递给父类中的方法处理. if (arg.equals("-TS")) { trustStore=args[i+1]; out=2; } else if (arg.equals("-TSPASS")) { trustStorePassword=args[i+1]; out=2; } else out=super.handleCommandLineOption(args,i); } catch(Exception e) { // 解析参数时发生了错误. out=0; }
return out; }
/** *//** * 显示命令行的使用方法. */ protected void displayUsage() { super.displayUsage(); System.out.println("\t-ts\ttruststore (default '" +DEFAULT_TRUSTSTORE+"', JKS format)"); System.out.println("\t-tspass\ttruststore password (default '" +DEFAULT_TRUSTSTORE_PASSWORD+"')"); }
/** *//** * 提供了一个SSLSocketFactory对象.该对象忽略JSSE选择的TrustStore, * 而使用在代码中指定的文件名和密钥,如果命令行中指定了文件名和密钥,则使用 * 在命令行中指定的信息. * 该方法调用getTrustManagers()方法完成大部分的核心工作.在该方法中只需要 * 创建一个SSLContext对象,然后从该对象中获得SSLSocketFactory对象. */ protected SSLSocketFactory getSSLSocketFactory() throws IOException, GeneralSecurityException { // 调用getTrustManagers方法获得trust managers TrustManager[] tms=getTrustManagers(); // 调用getKeyManagers方法获得key manager KeyManager[] kms=getKeyManagers();
// 利用KeyManagers创建一个SSLContext对象.用获得的KeyStore和 // TrustStore初始化该SSLContext对象.我们使用缺省的SecureRandom. SSLContext context=SSLContext.getInstance("SSL"); context.init(kms, tms, null);
// 最后获得了SocketFactory对象. SSLSocketFactory ssf=context.getSocketFactory(); return ssf; }
/** *//** * 该方法返回一组TrustManagers对象,这些对象使用指定的TrustyStore. */ protected TrustManager[] getTrustManagers() throws IOException, GeneralSecurityException { // 首先获得缺省的TrustManagerFactory对象. String alg=TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm(); TrustManagerFactory tmFact=TrustManagerFactory.getInstance(alg); // 配置KeyManagerFactory对象使用的TrustStoree.我们通过一个文件加载 // TrustStore. FileInputStream fis=new FileInputStream(trustStore); KeyStore ks=KeyStore.getInstance("jks"); ks.load(fis, trustStorePassword.toCharArray()); fis.close();
// 使用获得的KeyStore初始化TrustManagerFactory对象 tmFact.init(ks);
// 获得TrustManagers对象 TrustManager[] tms=tmFact.getTrustManagers(); return tms; } }
SelectAliasClient import javax.net.ssl.*; import java.net.*; import java.io.*; import java.security.*; import java.security.cert.*;
/** *//** * 该类演示了如何在KeyStore中使用指定的别名。该类获取一组KeyManager, * 然后将它们包装在一个可配置的KeyManager中。通过指定别名,这个可配置的 * KeyManager让包装在其中的特定的KeyManager完成处理工作. */ public class SelectAliasClient extends CustomTrustStoreClient { private String alias=null;
/** *//** * 该方法覆盖了SimpleSSLClient类中的main()方法,目的是为了使用 * SelectAliasClient. */ public static void main(String args[]) { SelectAliasClient client=new SelectAliasClient(); client.runClient(args); client.close(); }
/** *//** * 该方法覆盖了SimpleSSLClient类中的handleCommandLineOption()方法. * 现在该方法可以处理-alias参数了. */ protected int handleCommandLineOption(String[] args, int i) { int out; try { String arg=args[i].trim().toUpperCase();
// 这里仅仅处理了-alias参数,其他参数传递给父类中的方法处理. if (arg.equals("-ALIAS")) { alias=args[i+1]; out=2; } else out=0; } catch(Exception e) { // 解析参数时发生了错误. out=0; }
return out; }
/** *//** * 显示命令行的使用方法. */ protected void displayUsage() { super.displayUsage(); System.out.println("\t-alias\talias to use"); }
/** *//** * 提供了一个SSLSocketFactory对象.该对象忽略JSSE选择的KeyStore,TrustStore * 和别名.对于TrustStore和KeyStore,如果在命令行中指定了,使用命令行中提供的信息; * 如果没有指定,使用在代码中指定的信息.对于别名,如果在命令行中指定了,使用命令行中 * 提供的信息; 如果没有指定,使用JSSE的缺省设置. * 该方法调用CustomKeyStoreClient类中的getKeyManagers()和CustomTrustStoreClient * 中的getTrustManagers()方法加载KeyStore和TrustStore.然后将返回的KeyManagers包装在 * AliasForcingKeyManager对象中, 该对象确保正确的别名对应的授权被选中. */ protected SSLSocketFactory getSSLSocketFactory() throws IOException, GeneralSecurityException { // 调用父类中的方法获得TrustManager和KeyManager KeyManager[] kms=getKeyManagers(); TrustManager[] tms=getTrustManagers();
// 如果指定了别名,将KeyManagers包装在AliasForcingKeyManager对象中 if (alias!=null) { for (int i=0; i<kms.length; i++) { // 这里只处理了X509KeyManager接口 if (kms[i] instanceof X509KeyManager) kms[i]=new AliasForcingKeyManager((X509KeyManager)kms[i], alias); } }
// 利用TrustManagers和已经被包装的KeyManagers创建一个SSLContext using对象. SSLContext context=SSLContext.getInstance("SSL"); context.init(kms, tms, null);
// 获得SocketFactory对象. SSLSocketFactory ssf=context.getSocketFactory(); return ssf; }
/** *//** * AliasForcingKeyManager是X509KeyManager接口的实现类.该类包装了一个 * 已经存在的X509KeyManager对象并使用指定的别名.如果别名无效,则不建立连接. */ private class AliasForcingKeyManager implements X509KeyManager { X509KeyManager baseKM=null; String alias=null;
public AliasForcingKeyManager(X509KeyManager keyManager, String alias) { baseKM=keyManager; this.alias=alias; }
/** *//** * chooseClientAlias选择一个别名来验证客户端的SSL连接.该方法使用了 * getClientAliases方法来获得有效别名的列表,然后将指定的别名和列表 * 中的别名进行比较.如果指定的别名是有效的,该方法正常返回,否则返回null. */ public String chooseClientAlias(String[] keyType, Principal[] issuers, Socket socket) { // 对于每一种类型的授权,都需要调用一次getClientAliases()方法来验 // 证别名是否有效. boolean aliasFound=false;
for (int i=0; i<keyType.length && !aliasFound; i++) { String[] validAliases=baseKM.getClientAliases(keyType[i], issuers); if (validAliases!=null) { for (int j=0; j<validAliases.length && !aliasFound; j++) { if (validAliases[j].equals(alias)) aliasFound=true; } } }
if (aliasFound) return alias; else return null; }
// 下面的方法调用缺省KeyManager中的对应方法
public String chooseServerAlias(String keyType, Principal[] issuers, Socket socket) { return baseKM.chooseServerAlias(keyType, issuers, socket); }
public X509Certificate[] getCertificateChain(String alias) { return baseKM.getCertificateChain(alias); }
public String[] getClientAliases(String keyType, Principal[] issuers) { return baseKM.getClientAliases(keyType, issuers); }
public PrivateKey getPrivateKey(String alias) { return baseKM.getPrivateKey(alias); }
public String[] getServerAliases(String keyType, Principal[] issuers) { return baseKM.getServerAliases(keyType, issuers); } } }
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