这篇文章主要介绍了Netty、MINA、Twisted中SSL/TLS的示例分析，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。
1. 相关术语
在学习SSL/TLS协议之前，首先要了解一些相关概念：
对称加密：加密和解密都采用同一个密钥，常用的算法有DES、3DES、AES，相对于非对称加密算法更简单速度更快。
非对称加密：和对称加密算法不同，非对称加密算法会有两个密钥：公钥（可以公开的）和私钥（私有的），例如客户端如果使用公钥加密，那么即时其他人有公钥也无法解密，只能通过服务器私有的私钥解密。RSA算法即是典型的非对称加密算法。
数字证书：数字证书是一个包含公钥并且通过权威机构发行的一串数据，数字证书很多需要付费购买，也有免费的，另外也可以自己生成数字证书，本文中将会采用自签名的方式生成数字证书。
2. SSL/TLS流程
使用SSL/TLS协议的服务器和客户端开始通信之前，会先进行一个握手阶段：
1）客户端发出请求：这一步客户端会生成一个随机数传给服务器。
2）服务器回应：这一步服务器会返回给客户端一个服务器数字证书（证书中包含用于加密的公钥），另外服务器也会生成一个随机数给客户端。
3）客户端回应：这一步客户端首先会校验数字证书的合法性，然后会再生成一个随机数，这个随机数会使用第2步中的公钥采用非对称加密算法（例如RSA算法）进行加密后传给服务器，密文只能通过服务器的私钥来解密。
4）服务器最后回应：握手结束。
握手结束后，客户端和服务器都有上面握手阶段的三个随机数。客户端和服务器都通过这三个随机生成一个密钥，接下来所有的通信内容都使用这个密钥通过对称加密算法加密传输，服务器和客户端才开始进行安全的通信。
3. 生成私钥和证书
使用openssl来生成私钥和证书：
openssl req -x509 -newkey rsa:2048 -nodes -days 365 -keyout private.pem -out cert.crt
运行以上命令后，会在当前目录下生成一个私钥文件（private.pem）和一个证书文件（cert.crt）。
生成的私钥和证书Twisted、Netty可以直接使用，然而MINA对私钥文件的格式的要求，要将pem格式转换成der格式，实际上就是将文本文件私钥转成二进制文件私钥。openssl将private.pem转成private.der私钥文件：
openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in private.pem -outform DER -nocrypt -out private.der
4. SSL/TLS服务器
接下来在Netty、MINA、Twisted一起学系列02：TCP消息边界问题及按行分割消息 一文的基础上，加上SSL/TLS层。
1）MINA
MINA 可以通过 SslFilter 来实现 SSL/TLS，初始化 SslFilter 的代码比较繁琐：
public class MinaServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String certPath = "/Users/wucao/Desktop/ssl/cert.crt"; // 证书
String privateKeyPath = "/Users/wucao/Desktop/ssl/private.der"; // 私钥
// 证书
// https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/security/cert/X509Certificate.html
InputStream inStream = null;
Certificate certificate = null;
try {
inStream = new FileInputStream(certPath);
CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X.509");
certificate = cf.generateCertificate(inStream);
} finally {
if (inStream != null) {
inStream.close();
}
}
// 私钥
PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(Files.readAllBytes(new File(privateKeyPath).toPath()));
PrivateKey privateKey = KeyFactory.getInstance("RSA").generatePrivate(keySpec);
KeyStore ks = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
ks.load(null, null);
Certificate[] certificates = {certificate};
ks.setKeyEntry("key", privateKey, "".toCharArray(), certificates);
KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance(KeyManagerFactory.getDefaultAlgorithm());
kmf.init(ks, "".toCharArray());
SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("TLS");
sslContext.init(kmf.getKeyManagers(), null, null);
IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();
DefaultIoFilterChainBuilder chain = acceptor.getFilterChain();
chain.addLast("ssl", new SslFilter(sslContext)); // SslFilter需要放在最前面
chain.addLast("codec", new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory(Charset.forName("UTF-8"), "\r\n", "\r\n")));
acceptor.setHandler(new TcpServerHandle());
acceptor.bind(new InetSocketAddress(8080));
}
}
class TcpServerHandle extends IoHandlerAdapter {
@Override
public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause)
throws Exception {
cause.printStackTrace();
}
@Override
public void messageReceived(IoSession session, Object message)
throws Exception {
String line = (String) message;
System.out.println("messageReceived:" + line);
}
@Override
public void sessionCreated(IoSession session) throws Exception {
System.out.println("sessionCreated");
}
@Override
public void sessionClosed(IoSession session) throws Exception {
System.out.println("sessionClosed");
}
}
2）Netty
Netty 通过添加一个 SslHandler 来实现 SSL/TLS，相对 MINA 来说代码就比较简洁：
public class NettyServer {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, SSLException {
File certificate = new File("/Users/wucao/Desktop/ssl/cert.crt"); // 证书
File privateKey = new File("/Users/wucao/Desktop/ssl/private.pem"); // 私钥
final SslContext sslContext = SslContextBuilder.forServer(certificate, privateKey).build();
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch)
throws Exception {
ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
// SslHandler要放在最前面
SslHandler sslHandler = sslContext.newHandler(ch.alloc());
pipeline.addLast(sslHandler);
pipeline.addLast(new LineBasedFrameDecoder(80));
pipeline.addLast(new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
pipeline.addLast(new TcpServerHandler());
}
});
ChannelFuture f = b.bind(8080).sync();
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
workerGroup.shutdownGracefully();
bossGroup.shutdownGracefully();
}
}
}
class TcpServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
String line = (String) msg;
System.out.println("channelRead:" + line);
}
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
System.out.println("channelActive");
}
@Override
public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) {
System.out.println("channelInactive");
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
}
3）Twisted
Twisted 实现 SSL/TLS 也是非常简单的，将 reactor.listenTCP 替换为 reactor.listenSSL 即可。
# -*- coding:utf-8 –*-
from twisted.protocols.basic import LineOnlyReceiver
from twisted.internet.protocol import Factory
from twisted.internet import reactor, ssl
sslContext = ssl.DefaultOpenSSLContextFactory(
'/Users/wucao/Desktop/ssl/private.pem', # 私钥
'/Users/wucao/Desktop/ssl/cert.crt', # 公钥
)
class TcpServerHandle(LineOnlyReceiver):
def connectionMade(self):
print 'connectionMade'
def connectionLost(self, reason):
print 'connectionLost'
def lineReceived(self, data):
print 'lineReceived:' + data
factory = Factory()
factory.protocol = TcpServerHandle
reactor.listenSSL(8080, factory, sslContext)
reactor.run()
5. SSL/TLS客户端
这里还是使用Java来写一个SSL/TLS客户端，用来测试以上三个服务器程序。需要注意的是，在上面SSL/TLS流程的介绍中，SSL/TLS握手阶段的第2步服务器会将证书传给客户端，第3步客户端会校验证书的合法性，所以下面的代码首先会让客户端信任openssl生成的证书，才能正确的完成SSL/TLS握手。
public class SSLClient {
public static void main(String args[]) throws Exception {
// 客户端信任改证书，将用于校验服务器传过来的证书的合法性
String certPath = "/Users/wucao/Desktop/ssl/cert.crt";
InputStream inStream = null;
Certificate certificate = null;
try {
inStream = new FileInputStream(certPath);
CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X.509");
certificate = cf.generateCertificate(inStream);
} finally {
if (inStream != null) {
inStream.close();
}
}
KeyStore ks = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
ks.load(null, null);
ks.setCertificateEntry("cert", certificate);
TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("sunx509");
tmf.init(ks);
SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("TLS");
sslContext.init(null, tmf.getTrustManagers(), null);
SSLSocketFactory socketFactory = sslContext.getSocketFactory();
Socket socket = null;
OutputStream out = null;
try {
socket = socketFactory.createSocket("localhost", 8080);
out = socket.getOutputStream();
// 请求服务器
String lines = "床前明月光\r\n疑是地上霜\r\n举头望明月\r\n低头思故乡\r\n";
byte[] outputBytes = lines.getBytes("UTF-8");
out.write(outputBytes);
out.flush();
} finally {
// 关闭连接
out.close();
socket.close();
}
}
}
感谢你能够认真阅读完这篇文章，希望小编分享的“Netty、MINA、Twisted中SSL/TLS的示例分析”这篇文章对大家有帮助，同时也希望大家多多支持天达云，关注天达云行业资讯频道，更多相关知识等着你来学习!