1. 网络通讯的安全性问题
在本系列的第 1、2、3、25 篇文章，分别讲解了使用 UDP 以及 TCP 进行通讯的方式，并且以回声服务器的形式分别演示了客户端与服务端之间的通讯。这种通讯方式一般来说没什么问题，但是在需要对内容保密的情况下就不可取了，毕竟它们都是通过明文进行通讯的，如果数据包在传输过程中被拦截，攻击者可以直接读取其中的信息，这使得用户的敏感信息（如密码、个人资料等）容易遭受窃听或篡改。要避免这种情况的发生，可以使用 TLS 通讯，它通过加密技术确保数据的保密性和完整性，防止数据在传输过程中被窃听或篡改。当使用 TLS 进行通讯时，客户端和服务器会先进行一个握手过程，在这个过程中双方协商加密算法、交换加密密钥等，之后所有传输的数据都会被加密，即使数据包被第三方截获，由于没有解密密钥，第三方也无法读取数据的真实内容。
在本系列的第 7、8 篇文章，介绍了 TLS 客户端的使用，本篇将介绍 TLS 服务端的使用，TLS 服务端在 HarmonyOS NEXT 的 KIT 开放能力模型中，归属于系统相关 Kit 开放能力中的 Network Kit（网络服务），对应的类名称为 TLSSocketServer，使用如下的代码导入模块：
import { socket } from '@kit.NetworkKit';
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在使用其方法前需要先通过 socket.constructTLSSocketServerInstance 方法创建实例。
本文将演示 TLS 服务端的用法，创建一个 TLS 回声服务器，并通过 TLS 客户端和其进行通讯。
2. TLS 回声服务器演示
本示例运行后的界面如图所示：
选择服务端数字证书及数字证书对应的私钥，输入要绑定的服务端端口，然后单击“启动”按钮即可启动 TLS 服务，如图所示：
然后启动 TLS 客户端，可以使用本系列前述文章介绍的客户端，也可以使用其他客户端，启动后，再选择服务端 CA 证书，输入服务端地址和端口，最后连接服务端，如图所示：
可以看到，TLS 服务端连接成功了，并且在日志区域输出了服务端的证书信息。
下面测试 TLS 通讯，输入要发送的信息，然后单击“发送”按钮，就会收到服务端自动回复的消息，如图所示：
此时，查看 TLS 服务端界面，可以看到服务端也收到了客户端的消息：
3. TLS 回声服务器示例编写
下面详细介绍创建该示例的步骤。
步骤 1：创建 Empty Ability 项目。
步骤 2：在 module.json5 配置文件加上对权限的声明：
"requestPermissions": [ { "name": "ohos.permission.INTERNET" } ]
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这里添加了访问互联网的权限。
步骤 3：在 Index.ets 文件里添加如下的代码：
import { socket } from '@kit.NetworkKit';import { BusinessError } from '@kit.BasicServicesKit';import { ArrayList, buffer, util } from '@kit.ArkTS';import fs from '@ohos.file.fs';import { picker } from '@kit.CoreFileKit';
//TLS服务端实例let tlsSocketServer: socket.TLSSocketServer = socket.constructTLSSocketServerInstance()
@Entry@Componentstruct Index { @State title: string = 'TLS回声服务器示例'; @State running: boolean = false //连接、通讯历史记录 @State msgHistory: string = '' //本地端口 @State port: number = 9999 //选择的证书文件 @State certFileUri: string = '' //选择的私钥文件 @State keyFileUri: string = '' scroller: Scroller = new Scroller() //已连接的客户端列表 clientList = new ArrayList<socket.TLSSocketConnection>()
build() { Row() { Column() { Text(this.title) .fontSize(14) .fontWeight(FontWeight.Bold) .width('100%') .textAlign(TextAlign.Center) .padding(10)
Flex({ justifyContent: FlexAlign.SpaceBetween, alignItems: ItemAlign.Center }) { Text("服务端数字证书") .fontSize(14) .flexGrow(1)
Button("选择") .onClick(async () => { this.certFileUri = await selectSingleDocFile(getContext(this)) }) .width(70) .fontSize(14) } .width('100%') .padding(5)
Text(this.certFileUri) .width('100%') .padding(5)
Flex({ justifyContent: FlexAlign.SpaceBetween, alignItems: ItemAlign.Center }) { Text("服务端数字证书私钥：") .fontSize(14) .flexGrow(1)
Button("选择") .onClick(async () => { this.keyFileUri = await selectSingleDocFile(getContext(this)) }) .width(70) .fontSize(14) } .width('100%') .padding(5)
Text(this.keyFileUri) .width('100%') .padding(5)
Flex({ justifyContent: FlexAlign.Start, alignItems: ItemAlign.Center }) { Text("绑定的服务器端口：") .fontSize(14) .width(150)
TextInput({ text: this.port.toString() }) .type(InputType.Number) .onChange((value) => { this.port = parseInt(value) }) .fontSize(12) .width(100) .flexGrow(1)
Button(this.running ? "停止" : "启动") .onClick(() => { if (!this.running) { this.startServer() } else { this.stopServer() } }) .width(70) .fontSize(14) } .width('100%') .padding(5)
Scroll(this.scroller) { Text(this.msgHistory) .textAlign(TextAlign.Start) .padding(10) .width('100%') .backgroundColor(0xeeeeee) } .align(Alignment.Top) .backgroundColor(0xeeeeee) .height(300) .flexGrow(1) .scrollable(ScrollDirection.Vertical) .scrollBar(BarState.On) .scrollBarWidth(20) } .width('100%') .justifyContent(FlexAlign.Start) .height('100%') } .height('100%') }
//停止服务 stopServer() { tlsSocketServer.off('connect') for (let client of this.clientList) { client.off('message') } this.running = false this.msgHistory += "停止服务\r\n" }
//获取tls监听配置信息 getTlsConnOptions(): socket.TLSConnectOptions { let listenAddress: socket.NetAddress = { address: '0.0.0.0', port: this.port } let context = getContext(this) let tlsSecOptions: socket.TLSSecureOptions = { cert: copy2SandboxAndReadContent(context, this.certFileUri), key: copy2SandboxAndReadContent(context, this.keyFileUri) }
return { address: listenAddress, secureOptions: tlsSecOptions } }
//启动服务 async startServer() { //获取tls监听配置 let tlsConnOptions = this.getTlsConnOptions() //绑定到指定的端口并启动客户端连接监听 await tlsSocketServer.listen(tlsConnOptions).then(this.onListenSuccessful) .catch((err: BusinessError) => { this.msgHistory += `监听失败: 错误码 ${err.code}, 错误信息 ${JSON.stringify(err)}\r\n`; }) //订阅连接事件消息 tlsSocketServer.on('connect', this.onNewClientConnected); }
//监听成功的回调 onListenSuccessful = async () => { let listenAddr: socket.NetAddress = await tlsSocketServer.getLocalAddress() this.msgHistory += `监听成功[${listenAddr.address}:${listenAddr.port}]\r\n` this.running = true this.msgHistory += "服务启动\r\n" } //接受新的客户端连接的回调 onNewClientConnected = async (clientSocket: socket.TLSSocketConnection) => { this.clientList.add(clientSocket) //客户端地址 let clientAddr: socket.NetAddress = await clientSocket.getRemoteAddress() this.msgHistory += `接受新的客户端连接[${clientAddr.address}:${clientAddr.port}]\r\n`
clientSocket.on('message', (msgInfo: socket.SocketMessageInfo) => { //收到的信息转化为字符串 let content = buf2String(msgInfo.message) //显示信息日志，最后加上回车换行 this.msgHistory += `[${msgInfo.remoteInfo.address}:${msgInfo.remoteInfo.port}]${content}\r\n` //把收到的信息发回客户端 clientSocket.send(buffer.from(content).buffer) }) }}
//选择一个文件async function selectSingleDocFile(context: Context): Promise<string> { let selectedFilePath: string = "" let documentPicker = new picker.DocumentViewPicker(context); await documentPicker.select({ maxSelectNumber: 1 }).then((result) => { if (result.length > 0) { selectedFilePath = result[0] } }) return selectedFilePath}
//复制文件到沙箱并读取文件内容function copy2SandboxAndReadContent(context: Context, filePath: string): string { let segments = filePath.split('/') let fileName = segments[segments.length-1] let realUri = context.cacheDir + "/" + fileName let file = fs.openSync(filePath); fs.copyFileSync(file.fd, realUri) fs.closeSync(file)
return fs.readTextSync(realUri)}
//ArrayBuffer转utf8字符串export function buf2String(buf: ArrayBuffer) { let msgArray = new Uint8Array(buf); let textDecoder = util.TextDecoder.create("utf-8"); return textDecoder.decodeToString(msgArray)}
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步骤 4：编译运行，可以使用模拟器或者真机。
步骤 5：按照本节第 2 部分“TLS 回声服务器演示”操作即可。
4. 代码分析
本示例关键点在于 TLS 服务器的配置，特别是配置 TLS 服务端的证书，因为文件权限的关系，本示例在用户选择证书和证书私钥文件后，把这些文件首选复制到沙箱，然后再读取文件内容，TLS 配置的代码如下所示：
getTlsConnOptions(): socket.TLSConnectOptions { let listenAddress: socket.NetAddress = { address: '0.0.0.0', port: this.port } let context = getContext(this) let tlsSecOptions: socket.TLSSecureOptions = { cert: copy2SandboxAndReadContent(context, this.certFileUri), key: copy2SandboxAndReadContent(context, this.keyFileUri) }
return { address: listenAddress, secureOptions: tlsSecOptions } }
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复制文件到沙箱并读取文件内容的代码如下所示：
function copy2SandboxAndReadContent(context: Context, filePath: string): string { let segments = filePath.split('/') let fileName = segments[segments.length-1] let realUri = context.cacheDir + "/" + fileName let file = fs.openSync(filePath); fs.copyFileSync(file.fd, realUri) fs.closeSync(file)
return fs.readTextSync(realUri)}
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（本文作者原创，除非明确授权禁止转载）
本文源码地址：
https://gitee.com/zl3624/harmonyos_network_samples/tree/master/code/tls/TLSEchoServer
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https://gitee.com/zl3624/harmonyos_network_samples
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