Java实现HTTPS访问 Java通过SSLEngine与NIO实现HTTPS访问的操作方法
爆走de萝卜 人气:0想了解Java通过SSLEngine与NIO实现HTTPS访问的操作方法的相关内容吗，爆走de萝卜在本文为您仔细讲解Java实现HTTPS访问的相关知识和一些Code实例，欢迎阅读和指正，我们先划重点：Java通过SSLEngine与NIO实现HTTPS访问,Java实现HTTPS访问，下面大家一起来学习吧。
Java使用NIO进行HTTPS协议访问的时候，离不开SSLContext和SSLEngine两个类。我们只需要在Connect操作、Connected操作、Read和Write操作中加入SSL相关的处理即可。
一、连接服务器之前先初始化SSLContext并设置证书相关的操作。
public void Connect(String host, int port) {
mSSLContext = this.InitSSLContext();
super.Connect(host, port);
}
在连接服务器前先创建SSLContext对象，并进行证书相关的设置。如果服务器不是使用外部公认的认证机构生成的密钥，可以使用基于公钥CA的方式进行设置证书。如果是公认的认证证书一般只需要加载Java KeyStore即可。
1.1 基于公钥CA
public SSLContext InitSSLContext() throws NoSuchAlgorithmException{
// 创建生成x509证书的对象
CertificateFactory caf = CertificateFactory.getInstance("X.509");
// 这里的CA_PATH是服务器的ca证书，可以通过浏览器保存Cer证书（Base64和DER都可以）
X509Certificate ca = (X509Certificate)caf.generateCertificate(new FileInputStream(CA_PATH));
KeyStore caKs = KeyStore.getInstance("JKS");
caKs.load(null, null);
// 将上面创建好的证书设置到仓库里面，前面的`baidu-ca`只是一个别名可以任意不要出现重复即可。
caKs.setCertificateEntry("baidu-ca", ca);
TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("SunX509");
tmf.init(caKs);
// 最后创建SSLContext，将可信任证书列表传入。
SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLSv1.2");
context.init(null, tmf.getTrustManagers(), null);
return context;
}
1.2 加载Java KeyStore
public SSLContext InitSSLContext() throws NoSuchAlgorithmException{
// 加载java keystore 仓库
KeyStore caKs = KeyStore.getInstance("JKS");
// 把生成好的jks证书加载进来
caKs.load(new FileInputStream(CA_PATH), PASSWORD.toCharArray());
// 把加载好的证书放入信任的列表
TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("SunX509");
tmf.init(caKs);
// 最后创建SSLContext，将可信任证书列表传入。
SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLSv1.2");
context.init(null, tmf.getTrustManagers(), null);
return context;
}
二、连接服务器成功后，需要创建SSLEngine对象，并进行相关设置与握手处理。
通过第一步生成的SSLContext创建SSLSocketFactory并将当前的SocketChannel进行绑定（注：很多别人的例子都没有这步操作，如果只存在一个HTTPS的连接理论上没有问题，但如果希望同时创建大量的HTTPS请求“可能”有问题，因为SSLEngine内部使用哪个Socket进行操作数据是不确定，如果我的理解有误欢迎指正）。
然后调用创建SSLEngine对象，并初始化操作数据的Buffer，然后开始进入握手阶段。（注：这里创建的Buffer主要用于将应用层数据加密为网络数据，将网络数据解密为应用层数据使用：“密文与明文”）。
public final void OnConnected() {
super.OnConnected();
// 设置socket，并创建SSLEngine，开始握手
SSLSocketFactory fx = mSSLContext.getSocketFactory();
// 这里将自己的channel传进去
fx.createSocket(mSocketChannel.GetSocket(), mHost, mPort, false);
mSSLEngine = this.InitSSLEngine(mSSLContext);
// 初始化使用的BUFFER
int appBufSize = mSSLEngine.getSession().getApplicationBufferSize();
int netBufSize = mSSLEngine.getSession().getPacketBufferSize();
mAppDataBuf = ByteBuffer.allocate(appBufSize);
mNetDataBuf = ByteBuffer.allocate(netBufSize);
pAppDataBuf = ByteBuffer.allocate(appBufSize);
pNetDataBuf = ByteBuffer.allocate(netBufSize);
// 初始化完成，准备开启握手
mSSLInitiated = true;
mSSLEngine.beginHandshake();
this.ProcessHandShake(null);
}
三、进行握手操作
下图简单展示了握手流程，由客户端发起，通过一些列的数据交换最终完成握手操作。要成功与服务器建立连接，握手流程是非常重要的环节，幸好SSEngine内部已经实现了证书验证、交换等步骤，我们只需要在其上层执行特定的行为（握手状态处理）。
3.1 握手相关状态（来自getHandshakeStatus方法）
NEED_WRAP当前握手状态表示需要加密数据，即将要发送的应用层数据加密输出为网络层数据，并执行发送操作。
NEED_UNWRAP当前握手状态表示需要对数据进行解密，即将收到的网络层数据解密后成应用层数据。
NEED_TASK当前握手状态表示需要执行任务，因为有些操作可能比较耗时，如果不希望造成阻塞流程就需要开启异步任务进行执行。
FINISHED当前握手已完成
NOT_HANDSHAKING表示不需要握手，这个主要是再次连接时，为了加快速度而跳过握手流程。
3.2处理握手的方法
以下代码展示了握手流程中的各种状态的处理，主要的逻辑就是如果需要加密就执行加密操作，如果需要执行解密就执行解密操作（废话@_@!）。
protected void ProcessHandShake(SSLEngineResult result){
if(this.isClosed() || this.isShutdown()) return;
// 区分是来此WRAP UNWRAP调用，还是其他调用
SSLEngineResult.HandshakeStatus status;
if(result != null){
status = result.getHandshakeStatus();
}else{
status = mSSLEngine.getHandshakeStatus();
}
switch(status)
{
// 需要加密
case NEED_WRAP:
//判断isOutboundDone，当true时，说明已经不需要再处理任何的NEED_WRAP操作了.
// 因为已经显式调用过closeOutbound，且就算执行wrap，
// SSLEngineReulst.STATUS也一定是CLOSED，没有任何意义
if(mSSLEngine.isOutboundDone()){
// 如果还有数据则发送出去
if(mNetDataBuf.position() > 0) {
mNetDataBuf.flip();
mSocketChannel.WriteAndFlush(mNetDataBuf);
}
break;
}
// 执行加密流程
this.ProcessWrapEvent();
break;
// 需要解密
case NEED_UNWRAP:
//判断inboundDone是否为true, true说明peer端发送了close_notify,
// peer发送了close_notify也可能被unwrap操作捕获到，结果就是返回的CLOSED
if(mSSLEngine.isInboundDone()){
//peer端发送关闭，此时需要判断是否调用closeOutbound
if(mSSLEngine.isOutboundDone()){
return;
}
mSSLEngine.closeOutbound();
}
break;
case NEED_TASK:
// 执行异步任务，我这里是同步执行的，可以弄一个异步线程池进行。
Runnable task = mSSLEngine.getDelegatedTask();
if(task != null){
task.run();
// executor.execute(task); 这样使用异步也是可以的，
//但是异步就需要对ProcessHandShake的调用做特殊处理，因为异步的，像下面这直接是会导致疯狂调用。
}
this.ProcessHandShake(null); // 继续处理握手
break;
case FINISHED:
// 握手完成
mHandshakeCompleted = true;
this.OnHandCompleted();
return;
case NOT_HANDSHAKING:
// 不需要握手
if(!mHandshakeCompleted)
{
mHandshakeCompleted = true;
this.OnHandCompleted();
}
return;
}
}
四、数据的发送与接收
握手成功后就可以进行正常的数据发送与接收，但是需要额外在数据发送的时候进行加密操作，数据接收后进行解密操作。
这里需要额外说明一下，在握手期间也是会需要读取数据的，因为服务器发送过来的数据需要我们执行读取并解密操作。而这个操作在一些其他的例子中直接使用了阻塞的读取方式，我这里则是放在OnRead事件调用后进行处理，这样才符合NIO模型。
4.1加密操作(SelectionKey.OP_WRITE)
protected void ProcessWrapEvent(){
if(this.isClosed() || this.isShutdown()) return;
SSLEngineResult result = mSSLEngine.wrap(mAppDataBuf, mNetDataBuf);
// 处理result
if(ProcessSSLStatus(result, true)){
mNetDataBuf.flip();
mSocketChannel.WriteAndFlush(mNetDataBuf);
// 发完成后清空buffer
mNetDataBuf.clear();
}
mAppDataBuf.clear();
// 如果没有握手完成，则继续调用握手处理
if(!mHandshakeCompleted)
this.ProcessHandShake(result);
}
4.2 解密操作(SelectionKey.OP_READ)
protected void ProcessUnWrapEvent(){
if(this.isClosed() || this.isShutdown()) return;
do{
// 执行解密操作
SSLEngineResult res = mSSLEngine.unwrap(pNetDataBuf, pAppDataBuf);
if(!ProcessSSLStatus(res, false))
// 这里不需要对`pNetDataBuf`进行处理，因为ProcessSSLStatus里面已经做好处理了。
return;
if(res.getStatus() == Status.CLOSED)
break;
// 未完成握手时，需要继续调用握手处理
if(!mHandshakeCompleted)
this.ProcessHandShake(res);
}while(pNetDataBuf.hasRemaining());
// 数据都解密完了，这个就可以清空了。
if(!pNetDataBuf.hasRemaining())
pNetDataBuf.clear();
}
加载全部内容