Netty、MINA、Twisted中SSL/TLS的示例分析(mina,netty,ssl,开发技术)

1. 相关术语

在学习SSL/TLS协议之前，首先要了解一些相关概念：

对称加密：加密和解密都采用同一个密钥，常用的算法有DES、3DES、AES，相对于非对称加密算法更简单速度更快。

非对称加密：和对称加密算法不同，非对称加密算法会有两个密钥：公钥（可以公开的）和私钥（私有的），例如客户端如果使用公钥加密，那么即时其他人有公钥也无法解密，只能通过服务器私有的私钥解密。RSA算法即是典型的非对称加密算法。

数字证书：数字证书是一个包含公钥并且通过权威机构发行的一串数据，数字证书很多需要付费购买，也有免费的，另外也可以自己生成数字证书，本文中将会采用自签名的方式生成数字证书。

2.SSL/TLS流程

使用SSL/TLS协议的服务器和客户端开始通信之前，会先进行一个握手阶段：

1）客户端发出请求：这一步客户端会生成一个随机数传给服务器。

2）服务器回应：这一步服务器会返回给客户端一个服务器数字证书（证书中包含用于加密的公钥），另外服务器也会生成一个随机数给客户端。

3）客户端回应：这一步客户端首先会校验数字证书的合法性，然后会再生成一个随机数，这个随机数会使用第2步中的公钥采用非对称加密算法（例如RSA算法）进行加密后传给服务器，密文只能通过服务器的私钥来解密。

4）服务器最后回应：握手结束。

握手结束后，客户端和服务器都有上面握手阶段的三个随机数。客户端和服务器都通过这三个随机生成一个密钥，接下来所有的通信内容都使用这个密钥通过对称加密算法加密传输，服务器和客户端才开始进行安全的通信。

3. 生成私钥和证书

使用openssl来生成私钥和证书：

运行以上命令后，会在当前目录下生成一个私钥文件（private.pem）和一个证书文件（cert.crt）。

生成的私钥和证书Twisted、Netty可以直接使用，然而MINA对私钥文件的格式的要求，要将pem格式转换成der格式，实际上就是将文本文件私钥转成二进制文件私钥。openssl将private.pem转成private.der私钥文件：

4. SSL/TLS服务器

接下来在Netty、MINA、Twisted一起学系列02：TCP消息边界问题及按行分割消息一文的基础上，加上SSL/TLS层。

1）MINA

MINA 可以通过 SslFilter 来实现 SSL/TLS，初始化 SslFilter 的代码比较繁琐：

2）Netty

Netty 通过添加一个 SslHandler 来实现 SSL/TLS，相对 MINA 来说代码就比较简洁：

3）Twisted

Twisted 实现 SSL/TLS 也是非常简单的，将 reactor.listenTCP 替换为 reactor.listenSSL 即可。

5. SSL/TLS客户端

这里还是使用Java来写一个SSL/TLS客户端，用来测试以上三个服务器程序。需要注意的是，在上面SSL/TLS流程的介绍中，SSL/TLS握手阶段的第2步服务器会将证书传给客户端，第3步客户端会校验证书的合法性，所以下面的代码首先会让客户端信任openssl生成的证书，才能正确的完成SSL/TLS握手。