现在我们深度了解一下现有的安全网络通信——SSL。
keytool -import -alias lee -file d:/lee.cer -keystore d:/lee-client.keystore
其中
-import表示导入 -alias指定别名，这里是lee-file指定算法，这里是d:/lee.cer -keystore指定存储位置，这里是d:/lee-client.keystore 在这里我使用的密码为123456
输入密钥库口令:
再次输入新口令:
所有者: CN=lee, OU=lee, O=ruiqi, L=ruiqi, ST=taiyuan, C=CN
发布者: CN=lee, OU=lee, O=ruiqi, L=ruiqi, ST=taiyuan, C=CN
序列号: 4b29e6d5
有效期开始日期: Mon May 05 20:19:45 CST 2014, 截止日期: Sun Nov 27 20:19:45 CST
112
证书指纹:
MD5: 90:0A:97:C2:D8:C6:59:2A:F7:0D:91:07:0B:16:AA:00
SHA1: 93:A2:EF:0E:D0:9D:71:D7:30:CC:5F:34:CC:7E:1D:2A:11:75:BF:26
SHA256: C9:52:14:C9:A9:FF:DC:A6:83:36:C3:E0:B9:F6:09:71:55:DD:87:85:99
4:DC:EC:56:7C:74:F7:B1:B4:98:A0
签名算法名称: SHA256withRSA
版本: 3
扩展:
#1: ObjectId: 2.5.29.14 Criticality=false
SubjectKeyIdentifier [
KeyIdentifier [
0000: 62 1B BB 3A 65 8C 55 93 17 76 5A 7B A1 46 99 F1 b..:e.U..vZ..F..
0010: 4E FB 86 9B N...
]
]
是否信任此证书? [否]: Y
OK，最复杂的准备工作已经完成。
OK，最复杂的准备工作已经完成。
接下来我们将域名lee定位到本机上。打开C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts文件，将lee绑定在本机上。在文件末尾追加127.0.0.1 lee。
现在，配置tomcat。先将zlex.keystore拷贝到tomcat的conf目录下，然后配置server.xml。将如下内容加入配置文件
<Connector
SSLEnabled="true"
URIEncoding="UTF-8"
clientAuth="false"
keystoreFile="conf/lee.keystore"
keystorePass="123456"
maxThreads="150"
port="8443"
protocol="HTTP/1.1"
scheme="https"
secure="true"
sslProtocol="TLS" />
现在启动tomcat，访问https://lee:8443
显然，证书未能通过认证，这个时候你可以选择安装证书（上文中的lee.cer文件就是证书），作为受信任的根证书颁发机构导入，再次重启浏览器（IE，其他浏览器对于域名www.zlex.org不支持本地方式访问），访问https://lee:8443，你会看到地址栏中会有个小锁
，就说明安装成功。所有的浏览器联网操作已经在RSA加密解密系统的保护之下了。但似乎我们感受不到。
这个时候很多人开始怀疑，如果我们要手工做一个这样的https的访问是不是需要把浏览器的这些个功能都实现呢？不需要！
接着上篇内容，给出如下代码实现
package com.lee.encrypt;
import java.io.FileInputStream;
import java.security.KeyStore;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Signature;
import java.security.cert.Certificate;
import java.security.cert.CertificateFactory;
import java.security.cert.X509Certificate;
import java.util.Date;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.net.ssl.HttpsURLConnection;
import javax.net.ssl.KeyManagerFactory;
import javax.net.ssl.SSLContext;
import javax.net.ssl.SSLSocketFactory;
import javax.net.ssl.TrustManagerFactory;
/**
* 证书组件
*
* @author lee
* @version 1.0
* @since 1.0
*/
public abstract class CertificateCoder extends Coder{
/**
* Java密钥库(Java Key Store，JKS)KEY_STORE
*/
public static final String KEY_STORE = "JKS";
public static final String X509 = "X.509";
public static final String SunX509 = "SunX509";
public static final String SSL = "SSL";
/**
* 由KeyStore获得私钥
*
* @param keyStorePath
* @param alias
* @param password
* @return
* @throws Exception
*/
private static PrivateKey getPrivateKey(String keyStorePath, String alias, String password) throws Exception {
KeyStore ks = getKeyStore(keyStorePath, password);
PrivateKey key = (PrivateKey) ks.getKey(alias, password.toCharArray());
return key;
}
/**
* 由Certificate获得公钥
*
* @param certificatePath
* @return
* @throws Exception
*/
private static PublicKey getPublicKey(String certificatePath) throws Exception {
Certificate certificate = getCertificate(certificatePath);
PublicKey key = certificate.getPublicKey();
return key;
}
/**
* 获得Certificate
*
* @param certificatePath
* @return
* @throws Exception
*/
private static Certificate getCertificate(String certificatePath) throws Exception {
CertificateFactory certificateFactory = CertificateFactory.getInstance(X509);
FileInputStream in = new FileInputStream(certificatePath);
Certificate certificate = certificateFactory.generateCertificate(in);
in.close();
return certificate;
}
/**
* 获得Certificate
*
* @param keyStorePath
* @param alias
* @param password
* @return
* @throws Exception
*/
private static Certificate getCertificate(String keyStorePath, String alias, String password) throws Exception {
KeyStore ks = getKeyStore(keyStorePath, password);
Certificate certificate = ks.getCertificate(alias);
return certificate;
}
/**
* 获得KeyStore
*
* @param keyStorePath
* @param password
* @return
* @throws Exception
*/
private static KeyStore getKeyStore(String keyStorePath, String password) throws Exception {
FileInputStream is = new FileInputStream(keyStorePath);
KeyStore ks = KeyStore.getInstance(KEY_STORE);
ks.load(is, password.toCharArray());
is.close();
return ks;
}
/**
* 私钥加密
*
* @param data
* @param keyStorePath
* @param alias
* @param password
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data, String keyStorePath, String alias, String password) throws Exception {
// 取得私钥
PrivateKey privateKey = getPrivateKey(keyStorePath, alias, password);
// 对数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(privateKey.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* 私钥解密
*
* @param data
* @param keyStorePath
* @param alias
* @param password
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data, String keyStorePath, String alias, String password) throws Exception {
// 取得私钥
PrivateKey privateKey = getPrivateKey(keyStorePath, alias, password);
// 对数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(privateKey.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* 公钥加密
*
* @param data
* @param certificatePath
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, String certificatePath) throws Exception {
// 取得公钥
PublicKey publicKey = getPublicKey(certificatePath);
// 对数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(publicKey.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* 公钥解密
*
* @param data
* @param certificatePath
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] data, String certificatePath) throws Exception {
// 取得公钥
PublicKey publicKey = getPublicKey(certificatePath);
// 对数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(publicKey.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* 验证Certificate
*
* @param certificatePath
* @return
*/
public static boolean verifyCertificate(String certificatePath) {
return verifyCertificate(new Date(), certificatePath);
}
/**
* 验证Certificate是否过期或无效
*
* @param date
* @param certificatePath
* @return
*/
public static boolean verifyCertificate(Date date, String certificatePath) {
boolean status = true;
try {
// 取得证书
Certificate certificate = getCertificate(certificatePath);
// 验证证书是否过期或无效
status = verifyCertificate(date, certificate);
} catch (Exception e) {
status = false;
}
return status;
}
/**
* 验证证书是否过期或无效
*
* @param date
* @param certificate
* @return
*/
private static boolean verifyCertificate(Date date, Certificate certificate) {
boolean status = true;
try {
X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate) certificate;
x509Certificate.checkValidity(date);
} catch (Exception e) {
status = false;
}
return status;
}
/**
* 签名
*
* @param keyStorePath
* @param alias
* @param password
*
* @return
* @throws Exception
*/
public static String sign(byte[] sign, String keyStorePath, String alias, String password) throws Exception {
// 获得证书
X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate) getCertificate(keyStorePath, alias, password);
// 获取私钥
KeyStore ks = getKeyStore(keyStorePath, password);
// 取得私钥
PrivateKey privateKey = (PrivateKey) ks.getKey(alias, password.toCharArray());
// 构建签名
Signature signature = Signature.getInstance(x509Certificate.getSigAlgName());
signature.initSign(privateKey);
signature.update(sign);
return encryptBASE64(signature.sign());
}
/**
* 验证签名
*
* @param data
* @param sign
* @param certificatePath
* @return
* @throws Exception
*/
public static boolean verify(byte[] data, String sign, String certificatePath) throws Exception {
// 获得证书
X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate) getCertificate(certificatePath);
// 获得公钥
PublicKey publicKey = x509Certificate.getPublicKey();
// 构建签名
Signature signature = Signature.getInstance(x509Certificate.getSigAlgName());
signature.initVerify(publicKey);
signature.update(data);
return signature.verify(decryptBASE64(sign));
}
/**
* 验证Certificate
*
* @param keyStorePath
* @param alias
* @param password
* @return
*/
public static boolean verifyCertificate(Date date, String keyStorePath, String alias, String password) {
boolean status = true;
try {
Certificate certificate = getCertificate(keyStorePath, alias, password);
status = verifyCertificate(date, certificate);
} catch (Exception e) {
status = false;
}
return status;
}
/**
* 验证Certificate
*
* @param keyStorePath
* @param alias
* @param password
* @return
*/
public static boolean verifyCertificate(String keyStorePath, String alias, String password) {
return verifyCertificate(new Date(), keyStorePath, alias, password);
}
/**
* 获得SSLSocektFactory
*
* @param password
* 密码
* @param keyStorePath
* 密钥库路径
*
* @param trustKeyStorePath
* 信任库路径
* @return
* @throws Exception
*/
private static SSLSocketFactory getSSLSocketFactory(String password, String keyStorePath, String trustKeyStorePath) throws Exception {
// 初始化密钥库
KeyManagerFactory keyManagerFactory = KeyManagerFactory.getInstance(SunX509);
KeyStore keyStore = getKeyStore(keyStorePath, password);
keyManagerFactory.init(keyStore, password.toCharArray());
// 初始化信任库
TrustManagerFactory trustManagerFactory = TrustManagerFactory.getInstance(SunX509);
KeyStore trustkeyStore = getKeyStore(trustKeyStorePath, password);
trustManagerFactory.init(trustkeyStore);
// 初始化SSL上下文
SSLContext ctx = SSLContext.getInstance(SSL);
ctx.init(keyManagerFactory.getKeyManagers(), trustManagerFactory.getTrustManagers(), new SecureRandom());
SSLSocketFactory sf = ctx.getSocketFactory();
return sf;
}
/**
* 为HttpsURLConnection配置SSLSocketFactory
*
* @param conn
* HttpsURLConnection
* @param password
* 密码
* @param keyStorePath
* 密钥库路径
*
* @param trustKeyStorePath
* 信任库路径
* @throws Exception
*/
public static void configSSLSocketFactory(HttpsURLConnection conn, String password, String keyStorePath, String trustKeyStorePath)
throws Exception {
conn.setSSLSocketFactory(getSSLSocketFactory(password, keyStorePath, trustKeyStorePath));
}
}
增加了configSSLSocketFactory方法供外界调用，该方法为HttpsURLConnection配置了SSLSocketFactory。当HttpsURLConnection配置了SSLSocketFactory后，我们就可以通过HttpsURLConnection的getInputStream、getOutputStream，像往常使用HttpURLConnection做操作了。尤其要说明一点，未配置SSLSocketFactory前，HttpsURLConnection的getContentLength()获得值永远都是-1。
测试代码如下：
package com.lee.encrypt;
import static org.junit.Assert.assertArrayEquals;
import static org.junit.Assert.assertEquals;
import static org.junit.Assert.assertTrue;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.File;
import java.io.InputStream;
import java.net.URL;
import javax.net.ssl.HttpsURLConnection;
import javax.net.ssl.SSLContext;
import javax.net.ssl.SSLSocketFactory;
import javax.net.ssl.TrustManager;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import org.junit.Ignore;
import org.junit.Test;
/**
*
* @author lee
* @version 1.0
* @since 1.0
*/
public class CertificateCoderTest{
private String password = "123456";
private String alias = "lee";
private String certificatePath = "d:/lee.cer";
private String keyStorePath = "d:/lee.keystore";
private String clientKeyStorePath = "d:/lee-client.keystore";
private String clientPassword = "123456";
@Test
@Ignore
public void test() throws Exception {
System.err.println("公钥加密——私钥解密");
String inputStr = "Ceritifcate";
byte[] data = inputStr.getBytes();
byte[] encrypt = CertificateCoder.encryptByPublicKey(data, certificatePath);
byte[] decrypt = CertificateCoder.decryptByPrivateKey(encrypt, keyStorePath, alias, password);
String outputStr = new String(decrypt);
System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);
// 验证数据一致
assertArrayEquals(data, decrypt);
// 验证证书有效
assertTrue(CertificateCoder.verifyCertificate(certificatePath));
}
@Test
@Ignore
public void testSign() throws Exception {
System.err.println("私钥加密——公钥解密");
String inputStr = "sign";
byte[] data = inputStr.getBytes();
byte[] encodedData = CertificateCoder.encryptByPrivateKey(data, keyStorePath, alias, password);
byte[] decodedData = CertificateCoder.decryptByPublicKey(encodedData, certificatePath);
String outputStr = new String(decodedData);
System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);
assertEquals(inputStr, outputStr);
System.err.println("私钥签名——公钥验证签名");
// 产生签名
String sign = CertificateCoder.sign(encodedData, keyStorePath, alias, password);
System.err.println("签名:\r" + sign);
// 验证签名
boolean status = CertificateCoder.verify(encodedData, sign, certificatePath);
System.err.println("状态:\r" + status);
assertTrue(status);
}
@Test
public void testHttps() throws Exception {
URL url = new URL("https://lee:8443");
HttpsURLConnection conn = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
conn.setDoInput(true);
conn.setDoOutput(true);
CertificateCoder.configSSLSocketFactory(conn, clientPassword, clientKeyStorePath, clientKeyStorePath);
InputStream is = conn.getInputStream();
StringBuffer out = new StringBuffer();
byte[] b = new byte[4096];
for (int n; (n = is.read(b)) != -1;) {
out.append(new String(b, 0, n));
}
System.out.println(out.toString());
conn.disconnect();
}
}
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