【原】netty案例，netty4.1中级拓展篇十三《Netty基于SSL实现信息传输过程中双向加密验证》

小傅哥 2021-12-13

展开全文

前言介绍

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。

在实际通信过程中，如果不使用SSL那么信息就是明文传输，从而给非法分子一些可乘之机；

窃听风险[eavesdropping]：第三方可以获知通信内容。
篡改风险[tampering]：第三方可以修改通信内容。
冒充风险[pretending]：第三方可以冒充他人身份参与通信。

SSL/TLS协议就是为了解决这三大风险而设计的；

保密：在握手协议中定义了会话密钥后，所有的消息都被加密。
鉴别：可选的客户端认证，和强制的服务器端认证。
完整性：传送的消息包括消息完整性检查（使用MAC）。

那么本章节我们通过在netty的channHandler中添加SSL安全模块{sslContext.newHandler(channel.alloc())}，来实现加密传输的效果。

测试注释掉客户端SSL安全模块：

1io.netty.handler.ssl.NotSslRecordException: not an SSL/TLS record: cea2d0c5b9abd6dabac5a3ba627567737461636bb3e6b6b4d5bb207c20cda8d6aab7fecef1b6cbc1b4bdd3bda8c1a2b3c9b9a6204d6f6e205365702032332031333a35303a3535204353542032303139203132372e302e302e310d0a

测试篡改服务端时间：

1javax.net.ssl.SSLHandshakeException: General SSLEngine problem

开发环境

1、jdk1.8【jdk1.7以下只能部分支持netty】
2、Netty4.1.36.Final【netty3.x 4.x 5每次的变化较大，接口类名也随着变化】
3、OpenSSL-Win64 可以按照自己的需要进行下载；http:///products/Win32OpenSSL.html

生成证书 | 过程较长，耐心完成

1、安装OpenSSL

安装完成后D:\Program Files\OpenSSL-Win64\bin目录下，cnf文件复制到bin目录里，否则在操作工程中如果未指定路径，会报错；
https:///questions/22906927/openssl-windows-error-in-req/27918971

2、生成服务端和客户端私钥 | 命令中需要输入密码测试可以都输入123456

1openssl genrsa -des3 -out server.key 1024
2openssl genrsa -des3 -out client.key 1024

3、根据key生成csr文件 | -config openssl.cnf 默认在cnf文件夹，如果未复制出来，需要指定路径“D://..cnf//openssl.cnf”

1openssl req -new -key server.key -out server.csr -config openssl.cnf
2openssl req -new -key client.key -out client.csr -config openssl.cnf

4、根据ca证书server.csr、client.csr生成x509证书

1openssl x509 -req -days 3650 -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out server.crt
2openssl x509 -req -days 3650 -in client.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out client.crt

5、将key文件进行PKCS#8编码

1openssl pkcs8 -topk8 -in server.key -out pkcs8_server.key -nocrypt
2openssl pkcs8 -topk8 -in client.key -out pkcs8_client.key -nocrypt

6、最终将bin文件夹下，如下文件复制出来；

1server端：ca.crt、server.crt、pkcs8_server.key
2client端：ca.crt、client.crt、pkcs8_client.key

代码示例

 1itstack-demo-netty-2-13
 2└── src
 3    ├── main
 4    │   └── java
 5    │       └── org.itstack.demo.netty
 6    │           ├── client
 7    │           │    ├── MyChannelInitializer.java
 8    │           │    ├── MyClientHandler.java
 9    │           │    └── NettyClient.java
10    │           ├── server
11    │           │    ├── MyChannelInitializer.java
12    │           │    ├── MyServerHandler.java    
13    │           │    └── NettyServer.java
14    │           └── ssl
15    │               ├── client
16    │               │   ├── ca.crt
17    │               │   ├── client.crt  
18    │               │   └── pkcs8_client.key    
19    │               └── server
20    │                   ├── ca.crt
21    │                   ├── pkcs8_server.key
22    │                   └── server.crt
23    │
24    └── test
25         └── java
26             └── org.itstack.demo.test
27                 └── ApiTest.java

以下重点代码块讲解，完整代码，关注公众号：bugstack虫洞栈 | 回复Netty源码获取

客户端：

client/NettyClient.java | 引入SSL认证

 1/**
 2 * 虫洞栈：https://
 3 * 公众号：bugstack虫洞栈  ｛获取学习源码｝
 4 * Create by fuzhengwei on 2019
 5 */
 6public class NettyClient {
 7
 8    public static void main(String[] args) throws SSLException {
 9        new NettyClient().connect("127.0.0.1", 7398);
10    }
11
12    private void connect(String inetHost, int inetPort) throws SSLException {
13
14        //引入SSL安全验证
15        File certChainFile = new File("E:\\itstack\\GIT\\itstack.org\\itstack-demo-netty\\itstack-demo-netty-2-13\\src\\main\\java\\org\\itstack\\demo\\netty\\ssl\\client\\client.crt");
16        File keyFile = new File("E:\\itstack\\GIT\\itstack.org\\itstack-demo-netty\\itstack-demo-netty-2-13\\src\\main\\java\\org\\itstack\\demo\\netty\\ssl\\client\\pkcs8_client.key");
17        File rootFile = new File("E:\\itstack\\GIT\\itstack.org\\itstack-demo-netty\\itstack-demo-netty-2-13\\src\\main\\java\\org\\itstack\\demo\\netty\\ssl\\client\\ca.crt");
18        SslContext sslCtx = SslContextBuilder.forClient().keyManager(certChainFile, keyFile).trustManager(rootFile).build();
19
20        //配置客户端NIO线程组
21        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
22        try {
23            Bootstrap b = new Bootstrap();
24            b.group(workerGroup);
25            b.channel(NioSocketChannel.class);
26            b.option(ChannelOption.AUTO_READ, true);
27            b.handler(new MyChannelInitializer(sslCtx));
28            ChannelFuture f = b.connect(inetHost, inetPort).sync();
29            System.out.println("itstack-demo-netty client start done. {关注公众号：bugstack虫洞栈 | 获取专题源码}");
30            f.channel().closeFuture().sync();
31        } catch (InterruptedException e) {
32            e.printStackTrace();
33        } finally {
34            workerGroup.shutdownGracefully();
35        }
36    }
37
38}

client/NettyClient.java | 添加SSL认证模块，测试过程中可以尝试注释掉

 1/**
 2 * 虫洞栈：https://
 3 * 公众号：bugstack虫洞栈  ｛获取学习源码｝
 4 * Create by fuzhengwei on 2019
 5 */
 6public class MyChannelInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
 7
 8    private SslContext sslContext;
 9
10    public MyChannelInitializer(SslContext sslContext) {
11        this.sslContext = sslContext;
12    }
13
14    @Override
15    protected void initChannel(SocketChannel channel) throws Exception {
16        // 添加SSL安全验证
17        channel.pipeline().addLast(sslContext.newHandler(channel.alloc()));
18        // 基于换行符号
19        channel.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024));
20        // 解码转String，注意调整自己的编码格式GBK、UTF-8
21        channel.pipeline().addLast(new StringDecoder(Charset.forName("GBK")));
22        // 解码转String，注意调整自己的编码格式GBK、UTF-8
23        channel.pipeline().addLast(new StringEncoder(Charset.forName("GBK")));
24        // 在管道中添加我们自己的接收数据实现方法
25        channel.pipeline().addLast(new MyClientHandler());
26    }
27
28}

服务端：

server/NettyServer.java | 引入SSL安全验证

 1/**
 2 * 虫洞栈：https://
 3 * 公众号：bugstack虫洞栈  ｛获取学习源码｝
 4 * Create by fuzhengwei on 2019
 5 */
 6public class NettyServer {
 7
 8    public static void main(String[] args) throws SSLException {
 9        new NettyServer().bing(7398);
10    }
11
12    private void bing(int port) throws SSLException {
13
14        //引入SSL安全验证
15        File certChainFile = new File("E:\\itstack\\GIT\\itstack.org\\itstack-demo-netty\\itstack-demo-netty-2-13\\src\\main\\java\\org\\itstack\\demo\\netty\\ssl\\server\\server.crt");
16        File keyFile = new File("E:\\itstack\\GIT\\itstack.org\\itstack-demo-netty\\itstack-demo-netty-2-13\\src\\main\\java\\org\\itstack\\demo\\netty\\ssl\\server\\pkcs8_server.key");
17        File rootFile = new File("E:\\itstack\\GIT\\itstack.org\\itstack-demo-netty\\itstack-demo-netty-2-13\\src\\main\\java\\org\\itstack\\demo\\netty\\ssl\\server\\ca.crt");
18        SslContext sslCtx = SslContextBuilder.forServer(certChainFile, keyFile).trustManager(rootFile).clientAuth(ClientAuth.REQUIRE).build();
19
20        //配置服务端NIO线程组
21        EventLoopGroup parentGroup = new NioEventLoopGroup(1); //NioEventLoopGroup extends MultithreadEventLoopGroup Math.max(1, SystemPropertyUtil.getInt("io.netty.eventLoopThreads", NettyRuntime.availableProcessors() * 2));
22        EventLoopGroup childGroup = new NioEventLoopGroup();
23        try {
24            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
25            b.group(parentGroup, childGroup)
26                    .channel(NioServerSocketChannel.class)    //非阻塞模式
27                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
28                    .childHandler(new MyChannelInitializer(sslCtx));
29            ChannelFuture f = b.bind(port).sync();
30            System.out.println("itstack-demo-netty server start done. {关注公众号：bugstack虫洞栈 | 获取专题源码}");
31            f.channel().closeFuture().sync();
32        } catch (InterruptedException e) {
33            e.printStackTrace();
34        } finally {
35            childGroup.shutdownGracefully();
36            parentGroup.shutdownGracefully();
37        }
38
39    }
40
41}

server/NettyServer.java | 添加SSL认证模块

 1**
 2 * 虫洞栈：https://
 3 * 公众号：bugstack虫洞栈  ｛获取学习源码｝
 4 * Create by fuzhengwei on 2019
 5 */
 6public class MyChannelInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
 7
 8    private SslContext sslContext;
 9
10    public MyChannelInitializer(SslContext sslContext) {
11        this.sslContext = sslContext;
12    }
13
14    @Override
15    protected void initChannel(SocketChannel channel) {
16        // 添加SSL安装验证
17        channel.pipeline().addLast(sslContext.newHandler(channel.alloc()));
18        // 基于换行符号
19        channel.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024));
20        // 解码转String，注意调整自己的编码格式GBK、UTF-8
21        channel.pipeline().addLast(new StringDecoder(Charset.forName("GBK")));
22        // 解码转String，注意调整自己的编码格式GBK、UTF-8
23        channel.pipeline().addLast(new StringEncoder(Charset.forName("GBK")));
24        // 在管道中添加我们自己的接收数据实现方法
25        channel.pipeline().addLast(new MyServerHandler());
26    }
27
28}