Java中的密钥SSL套接字连接

Question

我正在加密服务器和客户端之间的TCP连接。在研究和测试过程中，我倾向于使用秘密密钥加密。我的问题是我找不到有关如何实现此功能的任何教程。我发现的教程围绕一次HTTP请求进行，我只需要一个SSL套接字。

我到目前为止编写的代码如下。我几乎可以肯定它需要扩展，我只是不知道该怎么做。任何帮助表示赞赏。

private ServerSocketFactory factory;
private SSLServerSocket serverSocket;

factory = SSLServerSocketFactory.getDefault();
serverSocket = (SSLServerSocket) factory.createServerSocket( <portNum> );

接受客户端连接的服务器代码

SSLSocket socket = (SSLSocket) serverSocket.accept();
socket.startHandshake();

我只是不知道如何实际进行握手。

参考：http
:
//docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/guide/security/jsse/JSSERefGuide.html

Answer 1

SSL套接字连接在Java中得到很好的支持，对于您来说可能是一个不错的选择。事先要了解的一件事是，SSL同时提供加密和服务器身份验证。您不能轻易获得仅加密。作为参考，加密可以防止网络窃听，而服务器身份验证可以防止“中间人”攻击，在这种情况下，攻击者充当客户端和服务器之间的代理。

由于身份验证是SSL不可或缺的一部分，因此服务器将需要提供SSL证书，而客户端将需要能够对证书进行身份验证。服务器将需要一个“密钥库”文件来存储其证书。客户端将需要一个“信任存储”文件，在该文件中存储其信任的证书，其中之一必须是服务器的证书，或者可以从中追溯“信任链”的证书到服务器的证书。

请注意，您不必了解SSL的来龙去脉即可使用Java
SSL套接字。我确实认为通读SSL的工作方式很有意思，例如在Wikipedia上有关TLS的文章中，但是复杂的多步握手和实际连接加密的设置都由SSLServerSocket和SSLSocket类在幕后处理。

代码

以上所有内容只是背景信息，它解释了以下一些代码。该代码假定您熟悉常规的未加密套接字。在服务器上，您将需要如下代码：

/**
 * Returns an SSLServerSocket that uses the specified key store file 
 * with the specified password, and listens on the specified port.
 */
ServerSocket getSSLServerSocket(
    File keyStoreFile, 
    char[] keyStoreFilePassword,
    int port
) throws GeneralSecurityException, IOException {
    SSLContext sslContext 
        = SSLConnections.getSSLContext(keyStoreFile, keyStoreFilePassword);
    SSLServerSocketFactory sslServerSocketFactory 
        = sslContext.getServerSocketFactory();
    SSLServerSocket sslServerSocket
        = (SSLServerSocket) sslServerSocketFactory.createServerSocket(port);
    return sslServerSocket;
}

然后可以像使用其他任何ServerSocket一样使用SSLServerSocket；身份验证，加密和解密将对调用代码完全透明。实际上，我自己的代码中的关联函数声明的返回类型仅为纯ServerSocket，因此调用代码不会感到困惑。

注意：如果要将JRE的默认cacerts文件用作密钥存储文件，则可以跳过创建SSLContext的行，并使用它ServerSocketFactory.getDefault()来获取ServerSocketFactory。您仍将服务器的公用/专用密钥对安装到密钥存储文件中，在本例中为cacerts文件。

在客户端上，您将需要如下代码：

SSLSocket getSSLSocket(
    File trustStoreFile,
    char[] trustStoreFilePassword,
    InetAddress serverAddress,
    port serverPort
) throws GeneralSecurityException, IOException {
    SSLContext sslContext 
        = SSLConnections.getSSLContext(trustStoreFile, trustStoreFilePassword);
    SSLSocket sslSocket 
        = (SSLSocket) sslContext.getSocketFactory().createSocket
            (serverAddress, serverPort);
    sslSocket.startHandshake();
    return sslSocket;
}

就像服务器代码中的SSLServerSocket一样，这里返回的SSLSocket就像常规的Socket一样使用；进入和退出SSLSocket的I /
O是使用未加密的数据完成的，所有加密工作都是在内部完成的。

与服务器代码一样，如果要使用默认的JRE
cacerts文件作为信任库，则可以跳过SSLContext的创建并使用SSLSocketFactory.getDefault()代替sslContext.getSocketFactory()。在这种情况下，仅当服务器的证书是自签名的或不是由主要认证机构之一签发的，才需要安装服务器的证书。另外，为确保您不信任在您信任的证书链中合法发行的证书，而是将其信任的域与尝试访问的域完全不同，则应在该行之后添加以下（未嵌套的）代码您在哪里创建SSLSocket：

    sslSocket.getSSLParameters().setEndpointIdentificationAlgorithm("HTTPS");

如果您使用自己的信任库文件，但信任该文件中一个或多个证书颁发机构颁发的所有证书，或者信任该文件中不同服务器的许多证书，则这也适用。

证书，密钥库和信任库

现在，对于困难的或至少稍微困难的部分：生成和安装证书。我建议使用Java keytool（最好是1.7或更高版本）来完成这项工作。

如果要创建自签名证书，请首先使用以下命令从命令行生成服务器的密钥对：keytool -genkey -alias server -keyalg rsa -dname "cn=server, ou=unit, o=org, l=City, s=ST, c=US" -validity 365242 -keystore server_key_store_file -ext san=ip:192.168.1.129 -v。替换您自己的名称和值。特别是，此命令为IP地址为192.168.1.129的服务器创建一个密钥对，该密钥对在365242天（即1000年）内到期。如果客户端将通过域名系统查找服务器，请使用san=dns:server.example.com代替san=ip:192.168.1.129。有关keytool选项的更多信息，请使用man keytool。

系统将提示您输入密钥库的密码-如果这是新的密钥库文件，则设置密钥库的密码-并设置新密钥对的密码。

现在，使用导出服务器的证书keytool -export -alias server -file server.cer -keystore server_key_store_file -rfc -v。这将创建一个server.cer包含证书以及服务器公共密钥的文件。

最后，将server.cer文件移动到客户端计算机，然后使用诸如此类将证书安装到客户端的信任存储中keytool -import -alias server -file server.cer -keystore client_trust_store_file -v。系统将提示您输入信任存储文件的密码。提示将显示“输入密钥库密码”，因为Java密钥工具可同时用于密钥库文件和信任库文件。请注意，如果您使用的是默认JRE
cacerts文件changeit，我相信初始密码是。

如果您正在使用从公认的证书颁发机构购买的证书，并且正在cacerts客户端上使用默认的JRE
文件，则只需将证书安装在服务器的密钥存储文件中；您不必弄乱客户端的文件。服务器安装说明应由证书颁发机构提供，或者您也可以再次查看man keytool说明。

关于套接字，尤其是SSL套接字，存在大量的神秘知识，但是它们实际上非常易于使用。在许多情况下，十行代码将避免需要复杂而脆弱的消息传递或消息排队基础结构。适合您考虑使用此选项。