http与https网络请求

作者: samychen | 来源:发表于2017-11-25 09:07 被阅读0次

    HTTPS,即安全的超文本传输协议,采用了SSL技术,被广泛使用以保证Web应用系统的安全性。访问Web应用的编程接口大多封装了SSL,使得访问HTTPS和访问HTTP一样简单。

    本文将在简要介绍JSSE的基础上,详细描述使用JSSE访问HTTPS的方法,主要说明了如何访问带有未经验证证书的HTTPS站点。

    Java安全套接扩展 (Java Secure Socket Extension, JSSE)是实现Internet安全通信的一系列包的集合。它是一个SSL和TLS的纯Java实现,可以透明地提供数据加密、服务器认证、信息完整性等功能,可以使我们像使用普通的套接字一样使用JSSE建立的安全套接字。JSSE是一个开放的标准,不只是Sun公司才能实现一个JSSE,事实上其他公司有自己实现的JSSE。
    在深入了解JSSE之前,需要了解一个有关Java安全的概念:客户端的TrustStore文件。客户端的TrustStore文件中保存着被客户端所信任的服务器的证书信息。客户端在进行SSL连接时,JSSE将根据这个文件中的证书决定是否信任服务器端的证书。

    JSSE中,有一个信任管理器类负责决定是否信任远端的证书,这个类有如下的处理规则:

    1 ) 如果系统属性javax.net.sll.trustStore指定了TrustStore文件,那么信任管理器就去jre安装路径下的lib/security/目录中寻找并使用这个文件来检查证书。
    2 ) 如果该系统属性没有指定TrustStore文件,它就会去jre安装路径下寻找默认的TrustStore文件,这个文件的相对路径为:lib/security/jssecacerts。
    3 ) 如果 jssecacerts不存在,但是cacerts存在(它随J2SDK一起发行,含有数量有限的可信任的基本证书),那么这个默认的TrustStore文件就是cacerts。

    直接使用类HttpsURLConnection访问Web页面

    Java提供了一种非常简洁的方法来访问HTTPS网页,即使用类HttpsURLConnection、URL等。这几个类为支持HTTPS对JSSE相关类做了进一步的封装,例子如下所示:

    URL reqURL = new URL("https://www.sun.com" ); //创建URL对象
    HttpsURLConnection httpsConn = (HttpsURLConnection)reqURL.openConnection();
    
    /*下面这段代码实现向Web页面发送数据,实现与网页的交互访问
    httpsConn.setDoOutput(true); 
    OutputStreamWriter out = new OutputStreamWriter(huc.getOutputStream(), "8859_1"); 
    out.write( "……" ); 
    out.flush(); 
    out.close();
    */
    
    //取得该连接的输入流,以读取响应内容 
    InputStreamReader insr = new InputStreamReader(httpsConn.getInputStream();
    
    //读取服务器的响应内容并显示
    int respInt = insr.read();
    while( respInt != -1){
     System.out.print((char)respInt);
     respInt = insr.read();
    }
    

    这段代码能够正常执行,然而把访问的URL改为https://login.bjut.edu.cn 时,程序将抛出异常javax.net.ssl.SSLException,这是由于https://login.bjut.edu.cn 站点的安全证书不被JSSE所信任。根据JSSE简介中对信任管理器的分析,一种解决这个问题的方法是按照信任管理器的处理规则,把站点的证书放到证书库文件jssecacerts中,或者把证书存放到任一TrustStore文件中,然后设置系统属性javax.net.sll.trustStore指向该文件。另一种解决方法则是自己实现信任管理器类,让它信任我们指定的证书。下面分别介绍这两种方法。

    将证书导入到TrustStore文件中

    Java提供了命令行工具keytool用于创建证书或者把证书从其它文件中导入到Java自己的TrustStore文件中。把证书从其它文件导入到TrustStore文件中的命令行格式为:
    keytool -import -file src_cer_file –keystore dest_cer_store
    其中,src_cer_file为存有证书信息的源文件名,dest_cer_store为目标TrustStore文件。
      在使用keytool之前,首先要取得源证书文件,这个源文件可使用IE浏览器获得,IE浏览器会把访问过的HTTPS站点的证书保存到本地。从IE浏览器导出证书的方法是打开“Internet 选项”,选择“内容”选项卡,点击“证书…”按钮,在打开的证书对话框中,选中一个证书,然后点击“导出…”按钮,按提示一步步将该证书保存到一文件中。最后就可利用keytool把该证书导入到Java的TrustStore文件中。为了能使Java程序找到该文件,应该把这个文件复制到jre安装路径下的lib/security/目录中。

    这样,只需在程序中设置系统属性javax.net.sll.trustStore指向文件dest_cer_store,就能使JSSE信任该证书,从而使程序可以访问使用未经验证的证书的HTTPS站点。

    使用这种方法,编程非常简单,但需要手工导出服务器的证书。当服务器证书经常变化时,就需要经常进行手工导出证书的操作。下面介绍的实现X509证书信任管理器类的方法将避免手工导出证书的问题。

    X509证书信任管理器类的实现及应用

    在JSSE中,证书信任管理器类就是实现了接口X509TrustManager的类。我们可以自己实现该接口,让它信任我们指定的证书。

    接口X509TrustManager有下述三个公有的方法需要我们实现:
    ⑴ void checkClientTrusted(X509Certificate[] chain, String authType)
    throws CertificateException
    该方法检查客户端的证书,若不信任该证书则抛出异常。由于我们不需要对客户端进行认证,因此我们只需要执行默认的信任管理器的这个方法。JSSE中,默认的信任管理器类为TrustManager。
    ⑵void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain, String authType)
    throws CertificateException

    该方法检查服务器的证书,若不信任该证书同样抛出异常。通过自己实现该方法,可以使之信任我们指定的任何证书。在实现该方法时,也可以简单的不做任何处理,即一个空的函数体,由于不会抛出异常,它就会信任任何证书。

    ⑶ X509Certificate[] getAcceptedIssuers()
    返回受信任的X509证书数组。

    自己实现了信任管理器类,如何使用呢?类HttpsURLConnection似乎并没有提供方法设置信任管理器。其实,HttpsURLConnection通过SSLSocket来建立与HTTPS的安全连接,SSLSocket对象是由SSLSocketFactory生成的。HttpsURLConnection提供了方法setSSLSocketFactory(SSLSocketFactory)设置它使用的SSLSocketFactory对象。SSLSocketFactory通过SSLContext对象来获得,在初始化SSLContext对象时,可指定信任管理器对象。下面用一个图简单表示这几个JSSE类的关系:


    image

    假设自己实现的X509TrustManager类的类名为:MyX509TrustManager,下面的代码片断说明了如何使用MyX509TrustManager:

    //创建SSLContext对象,并使用我们指定的信任管理器初始化
    TrustManager[] tm = {new MyX509TrustManager ()}; 
    SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("SSL","SunJSSE"); 
    sslContext.init(null, tm, new java.security.SecureRandom()); 
    
    //从上述SSLContext对象中得到SSLSocketFactory对象
    SSLSocketFactory ssf = sslContext.getSocketFactory();
    
    //创建HttpsURLConnection对象,并设置其SSLSocketFactory对象
    HttpsURLConnection httpsConn = (HttpsURLConnection)myURL.openConnection();
    httpsConn.setSSLSocketFactory(ssf);
    

    这样,HttpsURLConnection对象就可以正常连接HTTPS了,无论其证书是否经权威机构的验证,只要实现了接口X509TrustManager的类MyX509TrustManager信任该证书。

    小结

    本文主要介绍了在HTTPS的证书未经权威机构认证的情况下,访问HTTPS站点的两种方法,一种方法是把该证书导入到Java的TrustStore文件中,另一种是自己实现并覆盖JSSE缺省的证书信任管理器类。两种方法各有优缺点,第一种方法不会影响JSSE的安全性,但需要手工导入证书;第二种方法虽然不用手工导入证书,但需要小心使用,否则会带来一些安全隐患。

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