Программно получить KeyStore из PEM

Question

Как программно получить KeyStore из файла PEM, содержащего как сертификат, так и закрытый ключ? Я пытаюсь предоставить сертификат клиента серверу, подключенному по протоколу HTTPS. Я подтвердил, что сертификат клиента работает, если я использую openssl и keytool для получения файла jks, который я загружаю динамически. Я даже могу заставить его работать, динамически читая файл p12 (PKCS12).

Я изучаю использование класса PEMReader из BouncyCastle, но не могу обойти некоторые ошибки. Я запускаю Java-клиент с опцией -Djavax.net.debug=all и веб-сервер Apache с отладочным LogLevel. Я не уверен, что искать, хотя. Журнал ошибок Apache показывает:

...
OpenSSL: Write: SSLv3 read client certificate B
OpenSSL: Exit: error in SSLv3 read client certificate B
Re-negotiation handshake failed: Not accepted by client!?

Клиентская программа Java указывает:

...
main, WRITE: TLSv1 Handshake, length = 48
main, waiting for close_notify or alert: state 3
main, Exception while waiting for close java.net.SocketException: Software caused connection abort: recv failed
main, handling exception: java.net.SocketException: Software caused connection abort: recv failed
%% Invalidated:  [Session-3, TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA]
main, SEND TLSv1 ALERT:  fatal, description = unexpected_message
...

Код клиента:

public void testClientCertPEM() throws Exception {
    String requestURL = "https://mydomain/authtest";
    String pemPath = "C:/Users/myusername/Desktop/client.pem";

    HttpsURLConnection con;

    URL url = new URL(requestURL);
    con = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
    con.setSSLSocketFactory(getSocketFactoryFromPEM(pemPath));
    con.setRequestMethod("GET");
    con.setDoInput(true);
    con.setDoOutput(false);  
    con.connect();

    String line;

    BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(con.getInputStream()));

    while((line = reader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }       

    reader.close();
    con.disconnect();
}

public SSLSocketFactory getSocketFactoryFromPEM(String pemPath) throws Exception {
    Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());        
    SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLS");

    PEMReader reader = new PEMReader(new FileReader(pemPath));
    X509Certificate cert = (X509Certificate) reader.readObject();        

    KeyStore keystore = KeyStore.getInstance("JKS");
    keystore.load(null);
    keystore.setCertificateEntry("alias", cert);

    KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");
    kmf.init(keystore, null);

    KeyManager[] km = kmf.getKeyManagers(); 

    context.init(km, null, null);

    return context.getSocketFactory();
} 

Я заметил, что сервер выводит SSLv3 в журнале, а клиент - TLSv1. Если я добавлю системное свойство -Dhttps.protocols=SSLv3, то клиент также будет использовать SSLv3, но я получаю то же сообщение об ошибке. Я также попытался добавить -Dsun.security.ssl.allowUnsafeRenegotiation=true без изменений в результате.

Я погуглил, и обычный ответ на этот вопрос - сначала просто использовать openssl и keytool. В моем случае мне нужно читать PEM прямо на лету. Я на самом деле портирую программу на C++, которая уже делает это, и, честно говоря, я очень удивлен, насколько сложно сделать это на Java. Код C++:

  curlpp::Easy request;
  ...
  request.setOpt(new Options::Url(myurl));
  request.setOpt(new Options::SslVerifyPeer(false));
  request.setOpt(new Options::SslCertType("PEM"));
  request.setOpt(new Options::SslCert(cert));
  request.perform();

Answer 1

Я понял. Проблема в том, что сертификат X509 сам по себе недостаточен. Мне нужно было также поместить закрытый ключ в динамически сгенерированное хранилище ключей. Не похоже, что BouncyCastle PEMReader может обрабатывать PEM-файл как с сертификатом, так и с закрытым ключом одновременно, но он может обрабатывать каждый фрагмент отдельно. Я могу сам прочитать PEM в память и разбить его на два отдельных потока, а затем передать каждый из них в отдельный PEMReader. Поскольку я знаю, что файлы PEM, с которыми я имею дело, будут иметь сначала сертификат, а второй - закрытый ключ, я могу упростить код за счет надежности. Я также знаю, что разделитель END CERTIFICATE всегда будет окружен пятью дефисами. Реализация, которая работает для меня:

protected static SSLSocketFactory getSocketFactoryPEM(String pemPath) throws Exception {        
    Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());

    SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLS");

    byte[] certAndKey = fileToBytes(new File(pemPath));

    String delimiter = "-----END CERTIFICATE-----";
    String[] tokens = new String(certAndKey).split(delimiter);

    byte[] certBytes = tokens[0].concat(delimiter).getBytes();
    byte[] keyBytes = tokens[1].getBytes();

    PEMReader reader;

    reader = new PEMReader(new InputStreamReader(new ByteArrayInputStream(certBytes)));
    X509Certificate cert = (X509Certificate)reader.readObject();        

    reader = new PEMReader(new InputStreamReader(new ByteArrayInputStream(keyBytes)));
    PrivateKey key = (PrivateKey)reader.readObject();        

    KeyStore keystore = KeyStore.getInstance("JKS");
    keystore.load(null);
    keystore.setCertificateEntry("cert-alias", cert);
    keystore.setKeyEntry("key-alias", key, "changeit".toCharArray(), new Certificate[] {cert});

    KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");
    kmf.init(keystore, "changeit".toCharArray());

    KeyManager[] km = kmf.getKeyManagers(); 

    context.init(km, null, null);

    return context.getSocketFactory();
}

Обновление: кажется, это можно сделать без BouncyCastle:

    byte[] certAndKey = fileToBytes(new File(pemPath));
    byte[] certBytes = parseDERFromPEM(certAndKey, "-----BEGIN CERTIFICATE-----", "-----END CERTIFICATE-----");
    byte[] keyBytes = parseDERFromPEM(certAndKey, "-----BEGIN PRIVATE KEY-----", "-----END PRIVATE KEY-----");

    X509Certificate cert = generateCertificateFromDER(certBytes);              
    RSAPrivateKey key  = generatePrivateKeyFromDER(keyBytes);

...

protected static byte[] parseDERFromPEM(byte[] pem, String beginDelimiter, String endDelimiter) {
    String data = new String(pem);
    String[] tokens = data.split(beginDelimiter);
    tokens = tokens[1].split(endDelimiter);
    return DatatypeConverter.parseBase64Binary(tokens[0]);        
}

protected static RSAPrivateKey generatePrivateKeyFromDER(byte[] keyBytes) throws InvalidKeySpecException, NoSuchAlgorithmException {
    PKCS8EncodedKeySpec spec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);

    KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("RSA");

    return (RSAPrivateKey)factory.generatePrivate(spec);        
}

protected static X509Certificate generateCertificateFromDER(byte[] certBytes) throws CertificateException {
    CertificateFactory factory = CertificateFactory.getInstance("X.509");

    return (X509Certificate)factory.generateCertificate(new ByteArrayInputStream(certBytes));      
}

Answer 2

Хотя ответ Райана работает хорошо, я хочу предоставить альтернативу другим разработчикам, поскольку в прошлом я сталкивался с аналогичной проблемой, когда мне также нужно было обрабатывать зашифрованные закрытые ключи в формате pem. Я создал библиотеку для упрощения загрузки файлов pem и создания из них SSLSocketFactory или SSLContext, см. Здесь: GitHub - SSLContext Kickstart Надеюсь, вам понравится :)

Файлы pem можно загрузить с помощью следующего фрагмента:

      var keyManager = PemUtils.loadIdentityMaterial("certificate-chain.pem", "private-key.pem");
var trustManager = PemUtils.loadTrustMaterial("some-trusted-certificate.pem");

var sslFactory = SSLFactory.builder()
          .withIdentityMaterial(keyManager)
          .withTrustMaterial(trustManager)
          .build();

var sslContext = sslFactory.getSslContext();
var sslSocketFactory = sslFactory.getSslSocketFactory();

Возвращаясь к вашему основному вопросу, в приведенном выше фрагменте нет необходимости создавать объект хранилища ключей из файлов pem. Он позаботится об этом под обложками и сопоставит его с экземпляром KeyManager.