优雅处理HTTPS中的证书问题

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Java 中 HTTPS 会遇到的问题

访问自签名的 HTTPS 网站
高版本 JRE 访问 SSLv3/SSLv2 站点
一些银行接口需要加载 keystore 的场景

* 如果要了解 SSL 历史也可以看看这篇文章。
1 访问自签名的 HTTPS 网站
常常看到的回答是直接通过信任所有来支持, 这不优雅; 优雅的操作应该:
下载服务端的 CA 证书
# 方式 1: 导出 DER 格式的证书
# 这里需要通过指定 servername 来保证导出的证书和当前域名匹配
openssl s_client -showcerts -connect self-signed.badssl.com:443 -servername self-signed.badssl.com </dev/null 2>/dev/null|openssl x509 -outform der >self-signed.badssl.com.der
代码中通过加载服务端证书后通过自定义 SSLContext 访问目标服务器:
private SSLContext sslContext(File certificateFile, String certificateType) {

InputStream inputStream = null;
try {
inputStream = new FileInputStream(certificateFile);
CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance(certificateType);
Certificate certificate = cf.generateCertificate(inputStream);
System.out.println(“ca=” + ((X509Certificate) certificate).getSubjectDN());
String alias = ((X509Certificate) certificate).getSubjectDN().toString();

KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
keyStore.load(null, null);
keyStore.setCertificateEntry(alias, certificate);

// Create a KeyStore containing our trusted CAs
SSLContext sslcontext = SSLContexts.custom()
.loadTrustMaterial(keyStore, new TrustSelfSignedStrategy())
.build();
return sslcontext;
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (CertificateException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (KeyStoreException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (KeyManagementException e) {
throw new RuntimeException(e);
} finally {
if (inputStream != null) try {inputStream.close(); } catch (IOException e) {}
}
}

@Test
public void testSelfSign() throws IOException {
File certFile = ResourceUtils.getFile(this.getClass().getResource(“/root.cer”));

CloseableHttpClient httpclient = HttpClients.custom()
.setSSLContext(sslContext(certFile, “X.509”)) //
.build();

String body = Executor.newInstance(httpclient).execute(Request
.Get(“https://self-signed.badssl.com/”))
.returnContent()
.asString();
System.out.println(body);
}
2 高版本 JRE 访问 SSLv3/SSLv2 站点
通常你得到的答案是通过修改 ${JRE_HOME}/lib/security/java.security 目录下某些配置项来取消高版本 SDK 对某些不安全 SSL 协议版本或算法的限制。
各版本对 SSL 的支持情况

JDK8
JDK7
JDK6

TLS Protocols
TLSv1.2 (default) TLSv1.1 TLSv1 SSLv3
TLSv1.2 TLSv1.1 TLSv1 (default) SSLv3
TLS v1.1 (JDK 6 update 111 and above) TLSv1 (default) SSLv3

JSSE Ciphers:
Ciphers in JDK 8
Ciphers in JDK 7
Ciphers in JDK 6

Reference:
JDK 8 JSSE
JDK 7 JSSE
JDK 6 JSSE

Java Cryptography Extension, Unlimited Strength (explained later)
JCE for JDK 8
JCE for JDK 7
JCE for JDK 6

* 在 2015 年 1 月发布的升级补丁中也已经禁用对 SSLv3 的支持。
所以为什么会出现在某些高版本无法访问某些 HTTPS 站点的原因就是由于有以下可能:

服务端支持对 SSL 版本在本地 JRE 已经被禁用, 例如服务端只支持 SSLv3 而 JDK 已经默认关闭了对 SSLv3 的支持。
服务端使用的 JSSE Ciphers 和本地支持的 JSSE Ciphers 没有共同项导致无法正常选择加密算法。

2.1 确认当前 JRE 启用 SSL 协议
@Test
public void sslSupport() throws IOException {
SSLSocketFactory factory = (SSLSocketFactory) SSLSocketFactory.getDefault();
SSLSocket soc = (SSLSocket) factory.createSocket();

// Returns the names of the protocol versions which are
// currently enabled for use on this connection.
String[] protocols = soc.getEnabledProtocols();

System.out.println(“Enabled protocols:”);
for (String s : protocols) {
System.out.println(s);
}
}
输出:
Enabled protocols:
TLSv1
TLSv1.1
TLSv1.2
2.2 确认当前 JRE 启用 CipherSutes
String[] cipers = soc.getEnabledCipherSuites();
System.out.println(“Enabled CipherSutes:”);
for (String s : cipers) {
System.out.println(s);
}
输出
Enabled CipherSutes:
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA384
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA384
TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA256
TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA384
TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA384
TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA256
TLS_DHE_DSS_WITH_AES_256_CBC_SHA256
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_DHE_DSS_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_DHE_DSS_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_DHE_DSS_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
TLS_DHE_DSS_WITH_AES_256_GCM_SHA384
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
TLS_DHE_DSS_WITH_AES_128_GCM_SHA256
TLS_EMPTY_RENEGOTIATION_INFO_SCSV
2.3 检查服务器支持的 SSL 协议
这里我推荐使用 nmap 检测:
nmap –script ssl-enum-ciphers -p 443 badssl.com
输出:
Starting Nmap 7.70 (https://nmap.org) at 2019-01-01 22:26 CST
Nmap scan report for badssl.com (104.154.89.105)
Host is up (0.32s latency).
rDNS record for 104.154.89.105: 105.89.154.104.bc.googleusercontent.com

Nmap done: 1 IP address (1 host up) scanned in 39.91 seconds
根据输出可以看到 badssl.com 同时支持 TLSv1.0、TLSv1.1 以及 TLSv1.2, 同时也可以看到当前对应协议支持的加密算法。
2.4 解决方案
JRE 在 ${JRE_HOME}/lib/security/java.security 配置了一些算法的配置, 例如本地我的 ${JRE_HOME}/lib/security/java.security 配置内容为:
jdk.tls.disabledAlgorithms=SSLv3, RC4, DES, MD5withRSA, DH keySize < 1024, \
EC keySize < 224, 3DES_EDE_CBC
表示当前 JRE 要禁用 SSLv3 协议以及 RC4、DES 等算法。
当然我们可以通过手动修改该文件来取消这些限制来达到我们对目的, 但这样程序在部署到新环境就可能不能正常运行, 不优雅! 优雅对操作如下:
根据协议版本动态对 JRE 对设置取消设置, 在 JRE 中管理相关 SSL 协议以及算法的配置项主要是 jdk.tls.disabledAlgorithms。
// 取消当前运行环境对 SSLv3、RC4、DES 以及 3DES_EDE_CBC 的禁用限制
static {
String disabledAlgorithms = Security.getProperty(“jdk.tls.disabledAlgorithms”);
HashSet<String> keys = Sets.newHashSet(disabledAlgorithms.split(“, +”));
if (keys.contains(“SSLv3”)) keys.remove(“SSLv3”);
if (keys.contains(“RC4”)) keys.remove(“RC4”);
if (keys.contains(“DES”)) keys.remove(“DES”);
if (keys.contains(“3DES_EDE_CBC”)) keys.remove(“3DES_EDE_CBC”);

Security.setProperty(“jdk.tls.disabledAlgorithms”, StringUtils.join(keys, “, “));
log.debug(“SECURITY PROPERTY UPDATED \”jdk.tls.disabledAlgorithms\” = ” + Security.getProperty(“jdk.tls.disabledAlgorithms”));
}
自定义 SSLConnectionSocketFactory 兼容对低版本协议对支持, 突破 JRE 默认限制。
// Allow SSLv3, TLSv1, TLSv1.2 protocol only
SSLConnectionSocketFactory sslConnectionSocketFactory = new SSLConnectionSocketFactory(
sslContext,
new String[] { “SSLv3”, “TLSv1”, “TLSv1.2”},
null,
NoopHostnameVerifier.INSTANCE);
至此你就可以完美且优雅的解决这个问题。
附录
[1] HTTPShttps://en.wikipedia.org/wiki…[2] Obtain a Certificate from Serverhttps://ldapwiki.com/wiki/Obt…[3] Transport Level Security (TLS) and Javahttp://www.ateam-oracle.com/t…[4] Diagnosing TLS, SSL, and HTTPShttps://blogs.oracle.com/java…

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