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Java SSLSocket的使用之二---让edtFTPj支持FTPS

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java
socket

免费版的edtFTPj不支持FTPS等安全协议，所以不能访问基于TLS/SSL FTP服务器。最近对SSL有了些概念，项目也使用过edtFTPj库，所以尝试给这个库添加TLS/SSL支持，就当是个练习。

1. commons-net的FTP

commons-net包支持TLS/SSL FTP，首先参考它的实现。

FTP：实现了基本的FTP命令，

FTPClient：对FTP中的基本FTP命令进行封装

FTPSClient: 提供 TLS/SSL FTP功能.

FTP、FTP、FTPSClient继承了SocketClient类的connect()方法，该方法主要是发起到远端的连接并调用_connectAction_()方法。。这三个子类重写了_connectAction_()方法。

    // SocketClient.java
    public void connect(InetAddress host, int port,
                        InetAddress localAddr, int localPort)
    throws SocketException, IOException
    {
        _socket_ = _socketFactory_.createSocket();
        if (receiveBufferSize != -1) {
            _socket_.setReceiveBufferSize(receiveBufferSize);
        }
        if (sendBufferSize != -1) {
            _socket_.setSendBufferSize(sendBufferSize);
        }
        _socket_.bind(new InetSocketAddress(localAddr, localPort));
        _socket_.connect(new InetSocketAddress(host, port), connectTimeout);
        _connectAction_();
    }

    
    // FTPSClient.java
    protected void _connectAction_() throws IOException {
        // Implicit mode.
        if (isImplicit) {
            sslNegotiation();
        }
        super._connectAction_();
        // Explicit mode.
        if (!isImplicit) {
            execAUTH();
            sslNegotiation();
        }
    }

FTPSClient重写_connectAction_方法：如果isImplicit为false，则执行AUTH命令并开始SSL握手；否则直接开始SSL握手。

    // FTPSClient
    protected void sslNegotiation() throws IOException {
        plainSocket = _socket_;
        initSslContext();

        SSLSocketFactory ssf = context.getSocketFactory();
        String ip = _socket_.getInetAddress().getHostAddress();
        int port = _socket_.getPort();
        SSLSocket socket =
            (SSLSocket) ssf.createSocket(_socket_, ip, port, false);
        socket.setEnableSessionCreation(isCreation);
        socket.setUseClientMode(isClientMode);
        // server mode
        if (!isClientMode) {
            socket.setNeedClientAuth(isNeedClientAuth);
            socket.setWantClientAuth(isWantClientAuth);
        }

        if (protocols != null) {
            socket.setEnabledProtocols(protocols);
        }
        if (suites != null) {
            socket.setEnabledCipherSuites(suites);
        }
        socket.startHandshake();

        _socket_ = socket;
        _controlInput_ = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                socket .getInputStream(), getControlEncoding()));
        _controlOutput_ = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
                socket.getOutputStream(), getControlEncoding()));
    }

FTPSClient的sslNegotiation()方法说白了就是用一个已经连接到远程FTP服务器的Socket来创建一个SSLSocket，并替换原来的_socket_成员变量

2. edtFTPj添加FTPS支持

按照上面的思路给edtFTPj添加 FTPS支持。首先看edtFTPj主要的类，(蓝色是我添加的类)

我们写的应用使用edtFTPj包提供的FileTransferClient作为FTP客户端。一般这样使用

FileTransferClient client = new FileTransferClient();

得到一个不支持TLS/SSL的FTP客户端。

根据以上用法，主要作以下修改：

1. 实现一个继承自FTPClient的类FTPSClient

2. 实现一个承自FTPControlSocket的类FTPSControlSocket

3. 实现一个SSLSocket的代理MySSLSocket，这个类同时继承StreamSocket

4. 修改FileTransferClient的构造方法，通过一个参数来区分是生成FTPClient还是FTPSClient对象

基本上，对原有代码的修改只有一处，其他位置都是扩展。比较关键的两处代码如下

public class FTPSClient extends FTPClient {

	@Override
	public void connect() throws IOException, FTPException {

		checkConnection(false);

		if (remoteAddr == null)
			remoteAddr = InetAddress.getByName(remoteHost);

		// 创建Socket
		FTPSControlSocket sock = new FTPSControlSocket(remoteAddr, controlPort,
				timeout, controlEncoding, messageListener);
		initialize(sock);

		// 在Socket上发出第一条命令AUTH TLS
		System.out.println("send AUTH TLS");

		lastReply = control.sendCommand("AUTH TLS");
		if (!"234".equals(lastReply.getReplyCode())) {
			System.err.println("err");
			throw new IOException();
		}

		// 创建SSLSocket
		StreamSocket ss = MySSLSocket.createSSLSocket(sock.getControlSock(),
				remoteAddr, controlPort, timeout);

		// 用SSLSocket替换原来的的Socket
		sock.setControlSock(ss);

		sock.initStreams();
	}

这段代码所做的工作类似于前面提到的sslNegotiation方法

public class MySSLSocket implements StreamSocket {

	private SSLSocket sslSocket;
	protected String remoteHostname;

	private MySSLSocket(SSLSocket sslSocket) {
		this.sslSocket = sslSocket;
	}

	public static MySSLSocket createSSLSocket(Socket socket, InetAddress host,
			int port, int timeout) throws IOException {
		SSLSocket sock = getSSLSocket(socket, host.getHostName(), port);
		if (null == sock) {
			throw new IOException("null SSLSocket");
		}

		// 注意: 已连接, 不用再次连接
		// sock.connect(addr, timeout);
		return new MySSLSocket(sock);
	}

	private static SSLSocket getSSLSocket(Socket socket, String host, int port) {
		long now = System.currentTimeMillis();
		try {
			SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("SSL");
			sslContext.init(null,
					new TrustManager[] { new MyX509TrustManager() }, null);

			SSLSocket sslSocket = (SSLSocket) sslContext.getSocketFactory()
					.createSocket(socket, host, port, false);
			sslSocket.setEnableSessionCreation(true);
			sslSocket.setUseClientMode(true);
			System.out.println(System.currentTimeMillis() - now);
			now = System.currentTimeMillis();
			sslSocket.startHandshake();

			System.out.println("shakehand takes"
					+ (System.currentTimeMillis() - now));
			return sslSocket;
		} catch (KeyManagementException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}

这段代码主要是通过一个已经连接到FTP服务器的Socket(控制连接)来创建一个SSLSocket，之后FTPSClient使用这个SSLSocket与FTP服务器交互。

	public static void main(String[] args) throws FTPException, IOException {
		// 使用自己添加的构造函数, 获取一个支持FTPS的 FileTransferClient
		FileTransferClient client = new FileTransferClient(FTPType.FTPS);

		client.setRemoteHost("10.204.80.48");
		client.setRemotePort(21);
		client.setUserName("tom");
		client.setPassword("123456");

		// 二进制传输模式
		client.setContentType(FTPTransferType.BINARY);
		// 控制信道上的字符集为utf-8
		client.getAdvancedSettings().setControlEncoding("utf-8");
		// 不要自动登录
		client.getAdvancedSettings().setAutoLogin(false);
		client.getAdvancedFTPSettings().setConnectMode(FTPConnectMode.PASV);

		try {
			client.connect();

			client.manualLogin();

			// 遍历当前目录
			for (String string : client.directoryNameList()) {
				System.out.println(string);
			}

			client.changeDirectory("data");

			// 遍历data目录
			for (String string : client.directoryNameList()) {
				System.out.println(string);
			}

			client.uploadFile("c:\\a.txt", "cm.txt");
			System.out.println("upload!!");
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

简单验证了下FTPSClient的功能，可以登录、切换目录、显示目录列表、上传文件。用Wireshark抓包看了下，控制连接和数据连接上数据果然都加密了。