Android SSL验证 Https验证

准备知识：

 

Keytool工具的使用。

在用Android平台上使用SSL，第一步就是生成证书。

 

1、证书的生成

 

1.1生成服务器端的证书py

 

keytool -genkey -alias test -keystore test.jks  

1.2 将keystore中的cert导出来，用来生成客户端的验证证书

[html]  

keytool -exportcert -alias test -file test.cert -keystore test.jks  

1.3 生成Android平台的证书

因为Android 要求要BC证书，而Java的keytool本身不提供BKS格式，因此要自己手动配置。个人在配置的过程到了文件正在使用中，保存失败的情况，我的做法是将文件备份一下，用unlocker删除后将修改好备份放到原位置就好了。

 

1.3.1 下载 bcprov-ext-jdk15on-146.jar 

 

到官网下载本地jdk对应的jar，复制到C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_43\jre\lib\ext

 

1.3.2 配置bcprov

 

在 jdk_home\jre\lib\security\目录中找到 java.security 在内容增加一行（数字可以自己定义）

 

 

[html]  

security.provider.11=org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider  

1.3.3 生成android平台的证书

 

[html] 

keytool -importcert -keystore test.bks -file test.cert -storetype BKS -provider org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider  

 

一、什么是SSL？

  SSL(Secure Sockets Layer 安全套接层),及其继任者传输层安全（Transport Layer Security，TLS）是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。TLS与SSL在传输层对网络连接进行加密。

  SSL/TLS协议位于HTTP协议与传输层协议之间，采用公钥技术，为两个应用间的通讯提供加密、完整性校验以及身份认证。

SSL协议提供了三个功能:

使用公钥证书对双端进行认证(一般仅进行服务器认证,客户端认证为可选)

通信加密(Confidentiality)

数据完整性检查(Data integrity)

 

二、SSL握手

  SSL会话以称之为SSL握手的一系列消息交换开始,在握手过程中服务器通过公钥技术向客户端认证自身(可选,客户端向服务器认证自身)，客户端和服务器协商加密消息的对称密钥，SSL会话握手后的消息都使用对称密钥加密后传输，对称密钥还用于消息完整性检查。

 

 

 

 

 

Client->Server ClientHello

Client向Server发送一个“ClientHello”消息，说明它支持的密码算法列表、压缩方法及最高协议版本，以及稍后将被使用的随机数

Version: 客户端支持TLS协议最高版本号(最高3.3)

RandomNumber:客户端产生的28byte随机数，后续用作加密种子。

CipherSuites 客户端支持的加密算法和密钥大小列表

CompressionMethods 客户可支持的压缩算法

Server->Client ServerHello

服务器向客户端发送“ServerHello”消息，包含服务器选择的密码算法、压缩方法、协议版本以及服务器产生的随机数。

Version: 选择的TLS版本号

RandomeNumber:服务器产生的28字节随机数，后续用作加密种子

CipherSuite: 选择的加密算法和密钥大小。

CompressionMethod: 选择的数据压缩算法

Server->Client Certificate

Server向Client发送自身的证书链,证书链从服务器的公钥证书(public-key

certificate)开始一直到CA的根证书(certificate

authority’s root certificate).

客户端需要对server的证书链进行验证,如果验证不通过，则终止连接。若验证通过，则可从server的公钥证书中获取到server的公钥。验证流程见后续介绍。

Server->Client CertificateRequest

如果Server需要认证Client,则发送此消息请求Client的公钥证书,此消息为可选。消息中包含

Certificate Types: Server可接收的证书类型列表

DistinguishedNames: Server可接收的CA DN列表。

Server->Client ServerHelloDone

Server发送此消息通知Client已完成了初始化协商消息。

Client->Server Certificate

如果Server请求了Client的证书，即存在消息4,则client将自身的证书链信息发送给Server。Server要对Client的证书链进行验证，如果验证不通过，则终止连接，如果验证通过则可从Client的公钥证书中获取到Client的公钥。验证流程见后续介绍.

Client->Server ClientKeyExchange

Client向Server发送premaster secret,并且用Server的公钥加密。premaster secret用于双方计算出对后续消息加密的对称密钥. 使用Server的公钥加密的目的是确认Server具有消息3中所生成公钥证书的私钥，避免发送给伪造的服务器。

Client->Server CertificateVerify

如果Server请求了Client的证书,则还需要发送CertificateVerify消息，Client将到现在为止发送和接收到的握手消息，使用Client的私钥进行签名发送给Server,用于向Server证明其有消息6中声称Client公钥的私钥数据。Server可使用消息6中获得的Client公钥对消息进行验证。

Client->Server ChangeCipherSpec

Client使用客户端随机数,服务器随机数以及premaster secret产生加密消息的对称密钥Master Secret。然后发送此消息告知Server后续消息将使用对称密钥加密

Client->Server Finished

Client向Server发送此消息通知对端协商成功，此消息使用协商的公钥密钥加密。

Server->Client ChangeCipherSpec

Server使用客户端随机数,服务器随机数以及premaster secret产生加密消息的对称密钥Master Secret。然后发送此消息告知Client后续消息将使用对称密钥加密.

Server->Client Finished

Server向Client发送此消息通知对端协商成功，此消息使用协商的公钥密钥加密。

 

三、SSL通信模式：

 

1.服务端：

 

SSL服务端需要通过SSL服务套接字来提供服务接口，而SSL服务套接字需要通过SSL上下文实例来创建。以下是对SSL服务端的启用过程的描述。

 

（1）通过指定协议（一般是TLS）获取SSL上下文（SSLContext）实例。

 

（2）通过指定算法（X.509相关）获取密钥管理器工厂（KeyManagerFactory）实例。

 

（3）通过指定类型和提供者获取密钥库（KeyStore）实例。

 

（4）密钥库实例使用约定的密码加载（Load）密钥库文件（.keystore）。

 

（5）密钥管理器工厂实例使用约定的密码和（4）中密钥库进行初始化（Initialize）。

 

（6）SSL上下文实例通过密钥管理器工厂实例提供的密钥管理器来初始化（Initialize）。

 

（7）当SSL上下文实力初始化成功后，就可以获取该上下文势力所关联的服务套接字工厂（ServerSocketFactory）实例

 

（8）服务套接字工厂实例依据指定的服务端口来创建（Create）服务套接字（ServerSocket）。

 

（9）当SSL服务套接字创建成功，就可以等待客户端的连接，与客户端进行通信。

 

（10）通信完毕可以关闭服务套接字。

 

2.客户端

 

（1）通过指定协议（一般是TLS）获取SSL上下文（SSLContext）实例。

 

（2）通过指定算法（X.509相关）获取密钥管理器工厂（KeyManagerFactory）实例。

 

（3）通过指定算法（X.509相关）获取信任管理器工厂（TrustManagerFactory）实例。

 

（4）通过指定类型和提供者获取密钥库（KeyStore）实例。

 

（5）通过指定类型和提供者获取信任密钥库（KeyStore）实例。

 

（6）（4）中密钥库实例使用约定的密码加载（Load）密钥库文件（.keystore）。

 

（7）（5）中信任密钥库实例使用约定的密码加载（Load）密钥库文件（.keystore）。

 

（8）密钥管理器工厂实例使用约定的密码和（4）中密钥库进行初始化（Initialize）。

 

（9）信任密钥管理器工厂实例使用约定的密码和（5）中密钥库进行初始化（Initialize）。

 

（10）当SSL上下文实力初始化成功后，就可以获取该上下文实例所关联的套接字工厂（SocketFactory）实例

 

（11）套接字工厂实例依据指定的主机和端口来创建（Create）客户端套接字（Socket）。

 

（12）当SSL服务套接字创建成功，就可以向服务端发送请求，与服务端进行通信。

 

（13）通信完毕可以关闭服务套接字。

 

 

  服务端代码：  

[java] 

import java.io.BufferedInputStream;  

import java.io.FileNotFoundException;  

import java.io.IOException;  

import java.io.InputStream;  

import java.io.ObjectInputStream;  

import java.io.ObjectOutputStream;  

import java.net.ServerSocket;  

import java.net.Socket;  

import java.net.SocketAddress;  

import java.security.KeyManagementException;  

import java.security.KeyStore;  

import java.security.KeyStoreException;  

import java.security.NoSuchAlgorithmException;  

import java.security.UnrecoverableKeyException;  

import java.security.cert.CertificateException;  

import javax.net.ServerSocketFactory;  

import javax.net.ssl.KeyManager;  

import javax.net.ssl.KeyManagerFactory;  

import javax.net.ssl.SSLContext;  

/** 

 * @author  draem0507@gmail.com 

 * @TODO    java线程开发之四 SSL加密 

 * 开发步骤 

 * 1.生成服务端密钥 

 * 2.导出服务端证书 

 * 3.生成客户端密钥 

 * 4.程序开发测试 

 * 关于证书的生成请参考readme.txt 

 * 参考资料:http://chrui.iteye.com/blog/1018778 

 * @version 1.0 

 * @date 2013-5-7 23:22:45     

 * @update 2013-5-8 10:22:45     

 * @blgos http://www.cnblogs.com/draem0507 

 */  

public class Server {  

    private ServerSocket serverSocket;  

    private final static char[] password="1qaz2wsx".toCharArray();  

    private SSLContext context;  

    private InputStream inputStream;  

     

    public Server() {  

        inputStream=this.getClass().getResourceAsStream("/test.jks");  

        initContext();  

        try {  

            //直接运行会报 javax.net.ssl.SSLException:  

            //ServerSocketFactory factory=     SSLServerSocketFactory.getDefault();  

            ServerSocketFactory factory=     context.getServerSocketFactory();  

//            serverSocket = new ServerSocket(10000);  

            serverSocket=factory.createServerSocket(10000);  

            System.out.println("======启动安全SocektServer成功=========");  

            while (true) {  

                Socket socket = serverSocket.accept();  

                new ReceiveSocket(socket).start();  

            }  

        } catch (IOException e) {  

            e.printStackTrace();  

        }  

    }  

      

    //ssl 上下文对象的初始化  

    private void initContext() {  

        try {  

            KeyStore store=KeyStore.getInstance("JKS");  

            store.load(inputStream, password);  

            KeyManagerFactory factory=KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");  

            factory.init(store,password);  

            KeyManager []keyManagers=factory.getKeyManagers();  

            context=SSLContext.getInstance("SSL");  

            context.init(keyManagers, null    , null);  

        } catch (KeyStoreException e) {  

            e.printStackTrace();  

        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {  

            e.printStackTrace();  

        } catch (CertificateException e) {  

            e.printStackTrace();  

        } catch (FileNotFoundException e) {  

            e.printStackTrace();  

        } catch (IOException e) {  

            e.printStackTrace();  

        } catch (UnrecoverableKeyException e) {  

            e.printStackTrace();  

        } catch (KeyManagementException e) {  

            e.printStackTrace();  

        }  

          

    }  

    public static void main(String[] args) {  

        new Server();  

    }  

    private class ReceiveSocket extends Thread {  

        private Socket socket;  

        public ReceiveSocket(Socket socket) {  

            this.socket = socket;  

        }  

        private ObjectInputStream reader;  

        private ObjectOutputStream writer;  

        @Override  

        public void run() {  

            try {  

                reader=new ObjectInputStream(new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));  

                //writer=new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());  

                // 开启无限循环 监控消息  

                  

                    //java.io.EOFException  

                Object obj=    reader.readUTF();  

                SocketAddress address = socket.getRemoteSocketAddress();  

                System.out.println(address.toString() + ">\t" + obj);  

//                Object obj=    reader.readObject();  

//                    if(obj!=null)  

//                    {  

//                        User user =(User)obj;  

//                        System.out.println("id=="+user.getPassword()+"\tname=="+user.getName());  

//                    }  

                //    while (true) {}  

            } catch (IOException e) {  

                e.printStackTrace();  

            } finally {  

                if (null != reader) {  

                    try {  

                        reader.close();  

                    } catch (IOException e) {  

                        e.printStackTrace();  

                    }  

                }  

                if (null != writer) {  

                    try {  

                        reader.close();  

                    } catch (IOException e) {  

                        e.printStackTrace();  

                    }  

                }  

                try {  

                    socket.close();  

                } catch (IOException e) {  

                    e.printStackTrace();  

                }  

            }  

        }  

    }  

}  

 

 Android客户端代码：     

 

[java]  

protected Void doInBackground(Void... params) {  

   Log.i(TAG, "doInBackground");  

   try {  

    SSLContext context;  

    KeyStore ts = KeyStore.getInstance("BKS");  

    ts.load(getResources().openRawResource(R.raw.test),  

      "1qaz2wsx".toCharArray());  

    TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory  

      .getInstance("X509");  

    tmf.init(ts);  

    TrustManager[] tm = tmf.getTrustManagers();  

    context = SSLContext.getInstance("SSL");  

    context.init(null, tm, null);  

    SocketFactory factory = context.getSocketFactory();  

    SSLSocket socket = (SSLSocket) factory.createSocket(  

      "192.168.70.249", 10000);  

    ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(  

      socket.getOutputStream());  

    out.writeUTF(UUID.randomUUID().toString());  

    out.flush();  

    System.out.println("========客户端发送成功=========");  

    ;  

    socket.close();  

   } catch (Exception ex) {  

    ex.printStackTrace();  

   }  

   return null;  

  }  

四、HTTPS

 

 HTTPS可以视为HTTP的安全版本（Secure），其安全基础基于SSL协议（Secure Socket Layer，安全套接字层）。HTTPS在HTTP的基础上添加了一个加密和身份验证。其默认端口是443.对于一些对数据安全要求比较高的网络应用，比如网络支付，网上银行，都是采用HTTPS通信机制，其规范：RFC2818

HTTPS URL连接的方式访问HTTPS服务器与HTTP URL访问HTTP服务器的方式基本相同。用到的类：HttpsURLConnection。

 

 

 

代码例子（验证服务器）：

 

HttpsURLConnection方式

 

 

[java] 

public static String getHttpsContent(Map<String, String> paramsMap, String urlPath){  

        try{  

              

            File bksFile = new File("bks文件路径");  

            if(bksFile.exists()){  

                InputStream keyStoreInput = new FileInputStream(bksFile);  

                String keyStoreType = KeyStore.getDefaultType();  

                KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(keyStoreType);  

                keyStore.load(keyStoreInput, KEYSTORE_PASSWORD.toCharArray());  

                  

                // Create a TrustManager that trusts the CAs in our KeyStore  

                String tmfAlgorithm = TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm();  

                TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance(tmfAlgorithm);  

                tmf.init(keyStore);  

  

                KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("X509");  

                kmf.init(keyStore, KEYSTORE_PASSWORD.toCharArray());  

  

                // Create an SSLContext that uses our TrustManager  

                SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("TLS");  

                sslContext.init(kmf.getKeyManagers(), tmf.getTrustManagers(), null);  

  

                X509HostnameVerifier hostnameVerifier = SSLSocketFactory.ALLOW_ALL_HOSTNAME_VERIFIER;  

                  

                HttpsURLConnection.setDefaultHostnameVerifier(hostnameVerifier);  

  

                StringBuilder entityBuilder = new StringBuilder("");  

                if(paramsMap!=null && !paramsMap.isEmpty()){  

                for(Map.Entry<String, String> entry : paramsMap.entrySet()){  

                entityBuilder.append(entry.getKey()).append('=');  

                entityBuilder.append(URLEncoder.encode(entry.getValue(), HTTP.UTF_8));  

                entityBuilder.append('&');  

                }  

                entityBuilder.deleteCharAt(entityBuilder.length() - 1);  

                }  

  

                byte[] entity = entityBuilder.toString().getBytes();  

                  

                // Tell the URLConnection to use a SocketFactory from our SSLContext  

                //URL url = new URL("https://172.16.18.109");  

                URL url = new URL(urlPath);  

                HttpsURLConnection urlConnection = (HttpsURLConnection) url  

                        .openConnection();  

                urlConnection.setSSLSocketFactory(sslContext.getSocketFactory());  

                  

                urlConnection.setConnectTimeout(5 * 1000);  

                urlConnection.setRequestMethod("POST");  

                urlConnection.setDoOutput(true);//允许输出数据  

                urlConnection.setRequestProperty("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");  

                urlConnection.setRequestProperty("Content-Length", String.valueOf(entity.length));  

                OutputStream outStream = urlConnection.getOutputStream();  

                outStream.write(entity);  

                outStream.flush();  

                outStream.close();  

                  

                InputStream in = urlConnection.getInputStream();  

                StringBuffer sb = new StringBuffer();  

  

                String line = null;  

                char ch = '\u0000';  

                int temp = 0 ;  

                while ((temp = in.read()) != -1) {  

                    ch = (char) temp;  

                    sb.append((char) temp);  

                }  

                String result = sb.toString();  

                  

                return result;  

            }  

              

            return "-1";  

              

        }catch(Exception e){  

            e.printStackTrace();  

            return "-2";  

        }  

          

    }  

HttpClient方式：

 

[java]  

public static  synchronized HttpClient getHttpClient(Context context) throws KeyStoreException, NoSuchAlgorithmException, CertificateException, IOException, KeyManagementException, UnrecoverableKeyException  

  {  

    if(null==httpClient)  

      {  

              AssetManager sm=   context.getAssets();  

              InputStream keyStroreInputStream=sm.open("ca_zx.bks");            

              KeyStore  keyStore=KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());  

              keyStore.load(keyStroreInputStream, KEYSTORE_PASSWORD.toCharArray());  

  

             SSLSocketFactory sf=new MySSLSocketFactory(keyStore);  

              sf.setHostnameVerifier(SSLSocketFactory.ALLOW_ALL_HOSTNAME_VERIFIER);  

                

              HttpParams params=new BasicHttpParams();  

                

              HttpProtocolParams.setVersion(params, HttpVersion.HTTP_1_1);  

              HttpProtocolParams.setContentCharset(params, HTTP.UTF_8);  

              HttpProtocolParams.setUseExpectContinue(params, true);  

                

              ConnManagerParams.setTimeout(params, 10000);  

              HttpConnectionParams.setConnectionTimeout(params, 15000);  

              HttpConnectionParams.setSoTimeout(params, 20000);  

                

              SchemeRegistry schreg=new SchemeRegistry();  

              schreg.register(new Scheme("http", PlainSocketFactory.getSocketFactory(), 80));  

              schreg.register(new Scheme("https",   sf , 443));   

             ClientConnectionManager conman=new ThreadSafeClientConnManager(params, schreg);  

             httpClient=new DefaultHttpClient(conman, params);  

  

      }  

      return httpClient;  

  }  

  

  

private static  class MySSLSocketFactory extends SSLSocketFactory  

  {  

        SSLContext sslContext=SSLContext.getInstance("TLS");  

  

        public MySSLSocketFactory(KeyStore truststore)  

                throws NoSuchAlgorithmException, KeyManagementException,  

                KeyStoreException, UnrecoverableKeyException {  

            super(truststore);  

              

            TrustManager tm=new X509TrustManager() {  

                @Override  

                public X509Certificate[] getAcceptedIssuers() {  

                    return null;  

                }     

                @Override  

                public void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain, String authType)  

                        throws CertificateException {  

                }     

                @Override  

                public void checkClientTrusted(X509Certificate[] chain, String authType)  

                        throws CertificateException {  

                }  

            };  

              

            KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("X509");  

            kmf.init(truststore, KEYSTORE_PASSWORD.toCharArray());  

  

            sslContext.init(kmf.getKeyManagers(), new TrustManager[]{ tm}, null);  

        }  

  

        @Override  

        public Socket createSocket() throws IOException {  

            // TODO Auto-generated method stub  

            return sslContext.getSocketFactory().createSocket();  

        }  

  

        @Override  

        public Socket createSocket(Socket socket, String host, int port,  

                boolean autoClose) throws IOException, UnknownHostException {  

  

            return sslContext.getSocketFactory().createSocket(socket, host, port, autoClose);  

        }  

  }