SSL/TLS的Java实现--JSSE

转载：http://blog.csdn.net/wangyangzhizhou/article/details/38406253

JSSE（Java 安全套接字扩展，Java Secure Socket Extension）是SSL和TLS的纯Java实现，同时它是一个开放的标准，每个公司都可以自己实现JSSE，通过它可以透明地提供数据加密、服务器认证、信息完整性等功能，就像使用普通的套接字一样使用安全套接字，大大减轻了开发者的负担，使开发者可以很轻松将SSL协议整合到程序中，并且JSSE能将安全隐患降到了最低点。

关于SSL/TLS协议本身的介绍：
1）SSL/TLS协议运行机制
2）图解SSL/TLS协议
3）使用wireshark观察SSL/TLS握手过程

SSL/TLS协议通信就必须涉及到密钥和数字证书。
JKS和PKCS#12是比较常用的两种密钥库格式/标准。
JKS文件（通常为*.jks或*.keystore，扩展名无关）可以通过Java原生工具——KeyTool生成；
PKCS#12文件（通常为*.p12或*.pfx，意味个人信息交换文件），可以通过OpenSSL工具产生。
这两者之间是可以通过导入/导出的方式进行转换的，如图。

.cer格式文件俗称证书，但这个证书中没有私钥，只包含了公钥；
.pfx格式文件不仅包含了公钥，还包含了私钥，当然这个私钥是加密的，不输入密码是解不了密的；
.jks格式文件表示java密钥存储器（javakey store），它可以同时容纳N个公钥跟私钥，是一个密钥库；
.keystore格式文件其实跟.jks基本是一样的；
.truststore格式文件表示信任证书存储库，它和.keystore是一样的。仅仅包含了通信对方的公钥，当然你可以直接把通信对方的jks作为信任库（就算如此你也只能知道通信对方的公钥，要知道密钥都是加密的，你无从获取，只要算法不被破解）。

使用SSL/TLS协议通信，客户端和服务器端都可能要设置用于证实自己身份的安全证书，并且还要设置信任对方的哪些安全证书。
按照理论上，一共需要准备四个文件，两个keystore文件和两个truststore文件。
通信双方分别拥有一个keystore和一个truststore，keystore用于存放自己的密钥和公钥，truststore用于存放所有需要信任方的公钥。
当然为了方便可以直接使用keystore替代truststore（免去证书导来导去），因为对方的keystore包含了自己需要的信任公钥。

在用JSSE实现SSL通信过程中主要会遇到以下类和接口，由于过程中涉及到加解密、密钥生成等运算的框架和实现，所以也会间接用到JCE包的一些类。如图为JSSE接
口的主要类图：

 

①  通信核心类——SSLSocket和SSLServerSocket。对于使用过socket进行通信开发的朋友比较好理解，它们对应的就是Socket与ServerSocket，只是表示实现了SSL协议的Socket和ServerSocket，同时它们也是Socket与ServerSocket的子类。SSLSocket负责的事情包括设置加密套件、管理SSL会话、处理握手结束时间、设置客户端模式或服务器模式。

②  客户端与服务器端Socket工厂——SSLSocketFactory和SSLServerSocketFactory。在设计模式中工厂模式是专门用于生产出需要的实例，这里也是把SSLSocket、SSLServerSocket对象创建的工作交给这两个工厂类。

③  SSL会话——SSLSession。安全通信握手过程需要一个会话，为了提高通信的效率，SSL协议允许多个SSLSocket共享同一个SSL会话，在同一个会话中，只有第一个打开的SSLSocket需要进行SSL握手，负责生成密钥及交换密钥，其余SSLSocket都共享密钥信息。

④  SSL上下文——SSLContext。它是对整个SSL/TLS协议的封装，表示了安全套接字协议的实现。主要负责设置安全通信过程中的各种信息，例如跟证书相关的信息。并且负责构建SSLSocketFactory、SSLServerSocketFactory和SSLEngine等工厂类。

⑤  SSL非阻塞引擎——SSLEngine。假如你要进行NIO通信，那么将使用这个类，它让通过过程支持非阻塞的安全通信。

⑥  密钥管理器——KeyManager。此接口负责选择用于证实自己身份的安全证书，发给通信另一方。KeyManager对象由KeyManagerFactory工厂类生成。

⑦  信任管理器——TrustManager。此接口负责判断决定是否信任对方的安全证书，TrustManager对象由TrustManagerFactory工厂类生成。

keytool导入PKCS#12文件
PKCS#12可包含所有私钥、公钥和证书。其以二进制格式存储，也称为 PFX 文件。
pfx文件可以直接作为一个keystore使用，如果报告错误：
java.io.IOException: failed to decrypt safe contents entry
可以通过OpenSSL转换一下：

openssl pkcs12 -in a.pfx -out a.pem
openssl pkcs12 -export -in a.pem -out a1.pfx 
keytool -rfc -list -keystore a1.pfx -storetype pkcs12