鸿蒙HarmonyOS NEXT(开发进阶)TLS单向认证消息发送应用案例

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1.TLS简介

TLS(Transport Layer Security)协议的前身是SSL(Secure Socket Layer)安全套接层协议,由Netscape公司于1994年提出,是一套网络通信安全协议。IETF(The Internet Engineering Task Force)后期负责SSL协议,并且重新命名为TLS协议。IETF于1999年发布了TLS 1.0版本,该版本基于SSL 3.0;2006年4月,发布了TLS 1.1版本,2008年8月,发布了TLS 1.2版本,2018年3月,TLS 1.3版本发布,是目前最新的TLS版本。

2. TLS的常用方法

鸿蒙封装的TLS操作类位于模块socket中,使用如下的方式导入:

import socket from '@ohos.net.socket';

        socket模块包括了众多的TCP操作方法,就本文而言,重点需要掌握的是如下五个:

1)constructTLSSocketInstance(): TLSSocket

创建并返回一个TLSSocket对象,,在使用TLSSocket的方法以前需要创建该对象。

2)bind(address: NetAddress): Promise<void>

绑定IP地址和端口,端口可以指定或由系统随机分配,可以使用0.0.0.0表示本机IP地址;使用Promise方式作为异步方法。

3)connect(options: TLSConnectOptions): Promise<void>

连接到指定的TLS服务端,参数options包含了连接的地址address、TLS安全配置secureOptions以及ALPN协议列表ALPNProtocols,其中address和secureOpti

### 回答1: 在MicroPython中使用TLS单向认证连接MQTT服务器并发送消息需要使用到umqtt.simple库。 首先需要在本地创建证书文件(如ca.pem)。然后使用umqtt.simple.MQTTClient类创建MQTT客户端对象,并设置连接参数,如服务器地址、端口、客户端ID、证书文件路径等。 在连接时使用.set_ssl()函数设置TLS,并将ca.pem文件传入。 最后使用.connect()函数连接服务器,并使用.publish()函数发布消息。 例如: ```python from umqtt.simple import MQTTClient client = MQTTClient("my_client_id", "mqtt.example.com", port=8883) client.set_ssl("ca.pem") client.connect() client.publish("topic", "message") ``` 需要注意的是,如果使用的是micropython, 需要使用umqtt.robust库,并且在使用的时候需要把证书文件内容转成字符串传入。 ```python from umqtt.robust import MQTTClient import ubinascii # 读取证书文件 with open('ca.pem', 'r') as f: ca = f.read() client = MQTTClient(client_id, server, port=8883, user=None, password=None, ssl=True, ssl_params={'ca_certs':ca,'cert_reqs':ssl.CERT_REQUIRED}) client.connect() client.publish("topic", "message") ``` ### 回答2: 在Micropython中,要使用TLS单向认证(客户端验证服务器)连接MQTT服务器并发送消息,需要遵循以下步骤: 1. 导入必要的库:首先,需要导入`network`和`ussl`库,`network`用于网络连接,`ussl`用于TLS连接。 2. 建立网络连接:使用`network`库建立与MQTT服务器的网络连接。可以使用`WLAN`或`LAN`类,具体方法取决于设备和网络类型。 3. 创建TLS连接:通过使用`ussl.wrap_socket`方法,创建TLS连接。使用此方法,需要提供已建立的网络连接和TLS协议的版本(如`ussl.PROTOCOL_TLSv1_2`)。 4. 连接MQTT服务器:使用`usocket`库中的套接字方法,建立与MQTT服务器的连接。需要提供服务器的主机名和端口号。 5. 发送连接请求:使用MQTT协议的相关方法,发送连接请求给服务器。需要提供客户端ID、用户名、密码等信息。 6. 发布消息:使用MQTT协议的相关方法,向服务器发布消息。需要提供主题、消息内容和QoS等信息。 以下是一个示例代码: ```python import network import ussl import usocket import ubinascii from umqtt.simple import MQTTClient # 1. 导入必要的库 # 2. 建立网络连接 # 3. 创建TLS连接 sock = usocket.socket(usocket.AF_INET, usocket.SOCK_STREAM) sock = ussl.wrap_socket(sock, server_hostname="mqtt.example.com") # 4. 连接MQTT服务器 mqtt_client = MQTTClient("client_id", "mqtt.example.com", ssl_sock=sock) # 5. 发送连接请求 mqtt_client.connect() # 6. 发布消息 mqtt_client.publish("topic", "message") # 关闭连接 mqtt_client.disconnect() sock.close() ``` 以上示例代码用于连接名为"mqtt.example.com"的MQTT服务器,并向主题"topic"发布消息"message"。请根据实际情况修改主机名、端口号、客户端ID、用户名、密码、主题和消息内容等参数。 ### 回答3: 在Micropython中,使用TLS单向认证连接MQTT服务器并发送消息需要按照以下步骤进行: 1. 首先,确保您的Micropython设备以及MQTT服务器支持TLS协议。如果不支持,需要升级或更换设备和服务器。 2. 获取MQTT服务器的根证书(CA证书)以及客户端的证书和私钥。在确认服务器支持TLS时,可以向服务器管理员申请根证书,并从服务器获得客户端证书和私钥。 3. 将根证书、客户端证书和私钥文件分别保存到Micropython设备的文件系统中,以便后续使用。 4. 在Micropython设备上使用TLS单向认证时,需要安装TLS支持库。可以通过安装`umqtt.robust`库来实现MQTT协议的通信,并安装`urequests`库来支持HTTPS协议,用于下载证书文件。 5. 设定MQTT服务器的连接参数,包括服务器的地址、端口号和MQTT客户端的ID。 6. 配置TLS客户端的参数,包括根证书文件路径、客户端证书和私钥文件路径等。 7. 在Micropython中,可以使用`import socket`和`import ssl`模块来实现TLS连接。使用`socket`模块创建一个socket对象,然后使用`ssl.wrap_socket()`方法将其包装为TLS连接。 8. 使用MQTT的连接请求消息来连接MQTT服务器。 9. 连接成功后,可以使用MQTT的发布消息发送消息到服务器。 以上是在Micropython中使用TLS单向认证连接MQTT服务器并发送消息的大致步骤。具体实现过程可能因设备、服务器和框架版本而有所不同,因此需要根据具体情况进行调整。
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