SSLServerSocket и настройка сертификата

Следующая ошибка может возникнуть по разным причинам:

javax.net.ssl.SSLHandshakeException: no cipher suites in common

Что нужно проверить при отладке:

1. Хранилище ключей и хранилище доверенных сертификатов правильно загружены и используются для создания соединений сокетов.
2. Сертификат совместим с включенными наборами шифров.
3. По крайней мере, один набор шифров общий должен быть включен на клиенте и на сервере, и этот набор шифров также должен быть совместим с сертификатом.

Например, в следующем примере я использую Java 8 с набором шифров по умолчанию. Сгенерированный мной сертификат использует ECDSA и SHA384, и, следовательно, когда TLS-соединение устанавливается между сервером и клиентом, я вижу, что согласованный набор шифров - это TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA384, включив отладку (System.setProperty("javax.net.debug", "ssl");).

Ниже приведен рабочий пример:

В качестве первого шага необходимо создать пару ключей и сертификат. В целях тестирования давайте создадим самозаверяющий сертификат и будем использовать один и тот же сертификат как для сервера, так и для клиента:

keytool -genkeypair -alias server -keyalg EC \
-sigalg SHA384withECDSA -keysize 256 -keystore servercert.p12 \
-storetype pkcs12 -v -storepass abc123 -validity 10000 -ext san=ip:127.0.0.1

Теперь создадим сервер:

package com.sapbasu.javastudy;

import java.io.InputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.security.KeyStore;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Objects;

import javax.net.ssl.KeyManagerFactory;
import javax.net.ssl.SSLContext;
import javax.net.ssl.SSLServerSocket;
import javax.net.ssl.SSLServerSocketFactory;
import javax.net.ssl.TrustManagerFactory;

/*
 * keytool -genkeypair -alias server -keyalg EC \
 * -sigalg SHA384withECDSA -keysize 256 -keystore servercert.p12 \
 * -storetype pkcs12 -v -storepass abc123 -validity 10000 -ext san=ip:127.0.0.1
 */

public class TLSServer {
  public void serve(int port, String tlsVersion, String trustStoreName,
      char[] trustStorePassword, String keyStoreName, char[] keyStorePassword)
      throws Exception {

    Objects.requireNonNull(tlsVersion, "TLS version is mandatory");

    if (port <= 0) {
      throw new IllegalArgumentException(
          "Port number cannot be less than or equal to 0");
    }

    KeyStore trustStore = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
    InputStream tstore = TLSServer.class
        .getResourceAsStream("/" + trustStoreName);
    trustStore.load(tstore, trustStorePassword);
    tstore.close();
    TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory
        .getInstance(TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm());
    tmf.init(trustStore);

    KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
    InputStream kstore = TLSServer.class
        .getResourceAsStream("/" + keyStoreName);
    keyStore.load(kstore, keyStorePassword);
    KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory
        .getInstance(KeyManagerFactory.getDefaultAlgorithm());
    kmf.init(keyStore, keyStorePassword);
    SSLContext ctx = SSLContext.getInstance("TLS");
    ctx.init(kmf.getKeyManagers(), tmf.getTrustManagers(),
        SecureRandom.getInstanceStrong());

    SSLServerSocketFactory factory = ctx.getServerSocketFactory();
    try (ServerSocket listener = factory.createServerSocket(port)) {
      SSLServerSocket sslListener = (SSLServerSocket) listener;

      sslListener.setNeedClientAuth(true);
      sslListener.setEnabledProtocols(new String[] {tlsVersion});
      // NIO to be implemented
      while (true) {
        try (Socket socket = sslListener.accept()) {
          PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
          out.println("Hello World!");
        } catch (Exception e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    }
  }
}

Теперь создайте клиента:

package com.sapbasu.javastudy;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.security.KeyStore;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Objects;

import javax.net.SocketFactory;
import javax.net.ssl.KeyManagerFactory;
import javax.net.ssl.SSLContext;
import javax.net.ssl.SSLParameters;
import javax.net.ssl.SSLSocket;
import javax.net.ssl.TrustManagerFactory;

public class TLSClient {
  public String request(InetAddress serverHost, int serverPort,
      String tlsVersion, String trustStoreName, char[] trustStorePassword,
      String keyStoreName, char[] keyStorePassword) throws Exception {

    Objects.requireNonNull(tlsVersion, "TLS version is mandatory");

    Objects.requireNonNull(serverHost, "Server host cannot be null");

    if (serverPort <= 0) {
      throw new IllegalArgumentException(
          "Server port cannot be lesss than or equal to 0");
    }

    KeyStore trustStore = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
    InputStream tstore = TLSClient.class
        .getResourceAsStream("/" + trustStoreName);
    trustStore.load(tstore, trustStorePassword);
    tstore.close();
    TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory
        .getInstance(TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm());
    tmf.init(trustStore);

    KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
    InputStream kstore = TLSClient.class
        .getResourceAsStream("/" + keyStoreName);
    keyStore.load(kstore, keyStorePassword);
    KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory
        .getInstance(KeyManagerFactory.getDefaultAlgorithm());
    kmf.init(keyStore, keyStorePassword);
    SSLContext ctx = SSLContext.getInstance("TLS");
    ctx.init(kmf.getKeyManagers(), tmf.getTrustManagers(),
        SecureRandom.getInstanceStrong());

    SocketFactory factory = ctx.getSocketFactory();

    try (Socket connection = factory.createSocket(serverHost, serverPort)) {
      ((SSLSocket) connection).setEnabledProtocols(new String[] {tlsVersion});
      SSLParameters sslParams = new SSLParameters();
      sslParams.setEndpointIdentificationAlgorithm("HTTPS");
      ((SSLSocket) connection).setSSLParameters(sslParams);

      BufferedReader input = new BufferedReader(
          new InputStreamReader(connection.getInputStream()));
      return input.readLine();
    }
  }
}

Наконец, вот тест JUnit для проверки соединения:

package com.sapbasu.javastudy;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;

import java.net.InetAddress;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

import org.junit.jupiter.api.Test;

public class TLSServerClientTest {

  private static final int SERVER_PORT = 8444;
  private static final String TLS_VERSION = "TLSv1.2";
  private static final int SERVER_COUNT = 1;
  private static final String SERVER_HOST_NAME = "127.0.0.1";
  private static final String TRUST_STORE_NAME = "servercert.p12";
  private static final char[] TRUST_STORE_PWD = new char[] {'a', 'b', 'c', '1',
      '2', '3'};
  private static final String KEY_STORE_NAME = "servercert.p12";
  private static final char[] KEY_STORE_PWD = new char[] {'a', 'b', 'c', '1',
      '2', '3'};

  @Test
  public void whenClientSendsServerRequest_givenServerIsUp_returnsHelloWorld()
      throws Exception {
    TLSServer server = new TLSServer();
    TLSClient client = new TLSClient();

    System.setProperty("javax.net.debug", "ssl");

    ExecutorService serverExecutor = Executors.newFixedThreadPool(SERVER_COUNT);
    serverExecutor.submit(() -> {
      try {
        server.serve(SERVER_PORT, TLS_VERSION, TRUST_STORE_NAME,
            TRUST_STORE_PWD, KEY_STORE_NAME, KEY_STORE_PWD);
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
      }
    });
    try {
      String returnedValue = client.request(
          InetAddress.getByName(SERVER_HOST_NAME), SERVER_PORT, TLS_VERSION,
          TRUST_STORE_NAME, TRUST_STORE_PWD, KEY_STORE_NAME, KEY_STORE_PWD);
      assertEquals("Hello World!", returnedValue);
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
      throw e;
    }
  }
}

Примечание. Сертификат (в данном примере servercert.p12) должен находиться в пути к классам. В этом примере я сохранил его в папке test / resources структуры папок Maven, чтобы тест JUnit мог получить его в пути к классам.

Фон набора шифров

При использовании TLS / SSL используемые криптографические алгоритмы определяются наборами шифров. Сервер поддерживает набор наборов шифров (вы можете включить или отключить определенные наборы в соответствии с вашими потребностями и уровнем безопасности). Клиент также поддерживает набор наборов шифров. Во время установки соединения между клиентом и сервером согласовывается набор шифров, который будет использоваться. Предпочтение клиента будет соблюдаться при условии, что сервер поддерживает этот конкретный набор шифров.

Вы найдете список наборов шифров, поддерживаемых поставщиками Sun вплоть до Java 8 здесь.

Типичное имя набора шифров выглядит так:

TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256

Здесь,

ECDHE расшифровывается как Elliptic Curve Diffie Hellman Ephemeral. Это алгоритм обмена ключами. Вариант Elliptic (первый E) используется для производительности, тогда как вариант Ephemeral (последний E) предназначен для прямой секретности. Прямая секретность означает, что если злоумышленник продолжает записывать все сообщения через TLS и в более поздний момент каким-то образом завладевает закрытым ключом, он / она не может расшифровать прошлые записанные сообщения.

ECDSA - это алгоритм цифровой подписи, используемый для подписи ключа и используется для аутентификации (проверки целостности) общего секрета. ECDSA слабее и медленнее, чем другие алгоритмы аутентификации, такие как HMAC. Тем не менее, он используется для аутентификации с общим ключом, потому что верификатору не нужно знать секретный ключ, использованный для создания тега аутентификации. Сервер очень хорошо может использовать свой закрытый ключ для проверки целостности сообщения.

AES_128_GCM - после того, как общий секретный ключ используется обеими сторонами (обычно браузером и веб-сервером), для шифрования обмена сообщениями между сторонами используется алгоритм симметричного блочного шифрования. В данном конкретном случае используется блочный шифр AES со 128-битным ключом и режим аутентификации GCM.

SHA256 - Алгоритм хеширования для PRF

Вы неправильно задаете системные свойства.

Серверу нужны javax.net.keyStore (не trustStore) и javax.net.keyStorePassword - а иногда и javax.net.keyStoreType, но, вероятно, не в вашем случае. Для сервера, использующего самозаверяющий сертификат, клиенту требуется, чтобы магазин доверия содержал этот сертификат, и ему вообще не нужно какое-либо хранилище ключей. Хотя это не задокументировано, если они находятся в одной системе, вы можете использовать серверное хранилище ключей (содержащее privateKeyEntry) в качестве клиентского хранилища доверенных сертификатов, а JSSE автоматически обрабатывает листовой сертификат privateKey как trustCert. В любой другой ситуации вам необходимо извлечь сертификат сервера (не ключ), скопировать / отправить его клиенту и использовать keytool -importcert для помещения сертификата (не ключа) в хранилище ключей файл, которое используется в качестве хранилища доверенных сертификатов; это может быть либо пользовательский файл (идентифицируемый с помощью sysprops), либо хранилище доверенных сертификатов по умолчанию в JRE / lib / security / cacerts (за исключением текущей Windows, если JRE находится под \Program Files[ (x86)], как это используется установщиком по умолчанию, потому что теперь Windows беспорядок с людьми, которые пытаются поменять там файлы).

И эти sysprops (если они используются) должны быть установлены ДО ЗАГРУЗКИ КЛАССОВ JSSE - установка их при вызове SSL[Server]SocketFactory обычно слишком поздно. Обычно они устанавливаются в командной строке, которая вызывает Java с опцией -Dname=value; это гарантированно будет сделано достаточно рано. Если вы не можете этого сделать, поместите вызовы setProperty в начало метода main или эквивалент для графического интерфейса.

Этот проявляет означает `` нет общего / общего шифра '', потому что без ключа + сертификата сервер не может поддерживать шифровальные комплекты, которые выполняют аутентификацию сервера, а Java / JSSE по умолчанию включает только шифровальные комплекты, которые выполняют аутентификацию сервера, потому что другие небезопасны во многих / большинстве ситуаций .

Я уверен, что отвечал на вторую часть раньше, но не могу найти обман. Первая часть встречается во многих ответах, но обычно не представлена ​​четко в вопросе.