Android MQTT TLS/SSL 认证

MQTT 是一种轻量级的、灵活的物联网消息交换和数据传递协议，致力于为 IoT 开发人员实现灵活性与硬件/网络资源的平衡。为了确保通讯安全，通常使用 TLS/SSL 来进行通讯加密。

本文主要介绍如何通过 Android 与 MQTT 进行 TLS/SSL 单向认证和双向认证。

准备

本文使用 Eclipse Paho Android Service 和 BouncyCastle，添加依赖

dependencies {implementation 'org.eclipse.paho:org.eclipse.paho.client.mqttv3:1.1.0'implementation 'org.eclipse.paho:org.eclipse.paho.android.service:1.1.1'implementation 'org.bouncycastle:bcpkix-jdk15on:1.59'
}

以下是 Android 连接 TLS/SSL 的核心代码部分

MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
SSLSocketFactory sslSocketFactory = ...
options.setSocketFactory(sslSocketFactory);

重点在于如何获取 SSLSocketFactory，下面对单向认证和双向认证分别进行说明。

单向认证

单向认证是指服务端认证客户端，以下是核心代码

 public static SSLSocketFactory getSingleSocketFactory(InputStream caCrtFileInputStream) throws Exception {Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());X509Certificate caCert = null;BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(caCrtFileInputStream);CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X.509");while (bis.available() > 0) {caCert = (X509Certificate) cf.generateCertificate(bis);}KeyStore caKs = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());caKs.load(null, null);caKs.setCertificateEntry("cert-certificate", caCert);TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance(TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm());tmf.init(caKs);SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("TLSv1.2");sslContext.init(null, tmf.getTrustManagers(), null);return sslContext.getSocketFactory();}

我们把 ca.crt 放到 res/raw 下，然后调用

try {InputStream caCrtFileI = context.getResources().openRawResource(R.raw.ca);options.setSocketFactory(getSingleSocketFactory(caCrtFile));
} catch (Exception e) {e.printStackTrace();
}

双向认证

双向认证是指服务端和客户端相互认证，以下是关键代码

public static SSLSocketFactory getSocketFactory(InputStream caCrtFile, InputStream crtFile, InputStream keyFile,String password) throws Exception {Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());// load CA certificateX509Certificate caCert = null;BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(caCrtFile);CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X.509");while (bis.available() > 0) {caCert = (X509Certificate) cf.generateCertificate(bis);}// load client certificatebis = new BufferedInputStream(crtFile);X509Certificate cert = null;while (bis.available() > 0) {cert = (X509Certificate) cf.generateCertificate(bis);}// load client private certPEMParser pemParser = new PEMParser(new InputStreamReader(keyFile));Object object = pemParser.readObject();JcaPEMKeyConverter converter = new JcaPEMKeyConverter().setProvider("BC");KeyPair key = converter.getKeyPair((PEMKeyPair) object);KeyStore caKs = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());caKs.load(null, null);caKs.setCertificateEntry("cert-certificate", caCert);TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance(TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm());tmf.init(caKs);KeyStore ks = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());ks.load(null, null);ks.setCertificateEntry("certificate", cert);ks.setKeyEntry("private-cert", key.getPrivate(), password.toCharArray(),new java.security.cert.Certificate[]{cert});KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance(KeyManagerFactory.getDefaultAlgorithm());kmf.init(ks, password.toCharArray());SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLSv1.2");context.init(kmf.getKeyManagers(), tmf.getTrustManagers(), null);return context.getSocketFactory();}

我们需要准备好服务端证书，客户端证书和秘钥放到 res/raw 下，然后调用，注意密码设为空字符串

try {InputStream caCrtFile = context.getResources().openRawResource(R.raw.ca);InputStream crtFile = context.getResources().openRawResource(R.raw.cert);InputStream keyFile = context.getResources().openRawResource(R.raw.key);options.setSocketFactory(getSocketFactory(caCrtFile, crtFile, keyFile, ""));
} catch (Exception e) {e.printStackTrace();
}

以上就是如何在 Android 上与 MQTT 进行 TLS/SSL 单向认证和双向认证。

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原文链接：https://www.emqx.io/cn/blog/android-mqtt-ssl-tls-authentication

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