CS两端TLS版本不适配导致Connection reset问题

2018-10-01 本文已影响0人码代码的陈同学

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问题背景

近期平台在公司的一个出口IP流量偶尔抖动，在与运营商扯皮无结果后，IT帮忙开了一条新的专线。我们需要把域名在公网的DNS指向新的出口IP。

下面是简图：

image

旧：流量经公网IP 126，采用端口映射直接到平台的代理机，然后再转发给后端具体的业务代理。
新：流量经公网IP 189，然后经公司统一代理(Proxy A)，由代理把流量转发到我们自己的代理上。

切换DNS后，部署在云服务器上的应用利用Http Client访问部署在公司内网的服务时，出现 java.net.SocketException: Connection reset 异常。

部分stacktrace如下，Http Client在建立连接时出现了问题。

Caused by: java.net.SocketException: Connection reset
    at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:196)
    at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:122)
    at sun.security.ssl.InputRecord.readFully(InputRecord.java:442)
    at sun.security.ssl.InputRecord.read(InputRecord.java:480)
    at sun.security.ssl.SSLSocketImpl.readRecord(SSLSocketImpl.java:934)
    at sun.security.ssl.SSLSocketImpl.performInitialHandshake(SSLSocketImpl.java:1332)
    at sun.security.ssl.SSLSocketImpl.startHandshake(SSLSocketImpl.java:1359)
    at sun.security.ssl.SSLSocketImpl.startHandshake(SSLSocketImpl.java:1343)
    at org.apache.http.conn.ssl.SSLConnectionSocketFactory.createLayeredSocket(SSLConnectionSocketFactory.java:396)

问题排查

因应用未更新，仅切换了DNS，这是唯一变量。做了个试验，将流量切换回旧的 x.x.x.126 后，一切正常。

=> 初步确定问题是由新线路与旧线路有些不同导致！

领导特意提醒：公司统一代理只支持TLSv1.1、TLSv1.2。我在本地测试，加了系统参数 -Dhttps.protocols=TLSv1.2，发现还是出同样问题。

=> 于是，认为这个问题可能和TLS版本无关。

用 curl 和 postman 发起相同请求，一切正常。

=> 那应该就是Http Client 这里的问题了。

由于我们对Http Client做了封装，简化了使用(简称A项目)。因此，新建了个项目(简称B项目)，直接用 Http Client 发起请求，发现竟然请求成功了。

=> 真是不可思议，那两个项目的差别是什么？一下也没想起来。

因为是网络问题，因此，A、B项目都加上系统参数 -Djavax.net.debug=all，希望能抓住点蛛丝马迹。一运行，还真不一样。

A项目是jdk1.7，建立连接时报文有：ClientHello, TLSv1

B项目是jdk1.8，建立连接时报文有：ClientHello, TLSv1.2

此时，才想起，这是一个旧项目，用的是jdk1.7。

至此，问题解决。是因为公司代理只支持TLSv1.1、TLSv1.2，而客户端发起请求时用的是TLSv1，服务端直接拒绝握手。虽然无法升级jdk版本，但可以指定http client使用的TLS协议版本。

解决问题还是比较简单，下面借助于问题学习下涉及到的知识。

晓波补充：C不止于Java Client，像浏览器等其他client也会出现类似问题。问题可以归纳为CS两端TLS协议版本不适配。

拓展学习

什么是 connection reset ？

指服务端因某种原因关闭了连接，而此时客户端依然在读取数据，此时服务端会返回复位标识 RST，客户端就会提示：java.net.SocketException: Connection reset

造成 connection reset 原因很多，本文的问题是因TLS协议问题导致。

JDK1.7与1.8在TLS协议方面的区别？

jdk1.7 默认是TLSv1，但支持TLSv1.1、TLSv1.2

jdk1.8 默认是TLSv1.2.

通过以下代码可以查看受支持的协议(supported protocols)和启用的协议(enabled protocols)，可以从受支持的协议中进行选择并启用。

SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLS");
context.init(null, null, null);

SSLSocketFactory factory = context.getSocketFactory();
SSLSocket socket = (SSLSocket) factory.createSocket();

String[] protocols = socket.getSupportedProtocols();
System.out.println(Arrays.asList(protocols));

protocols = socket.getEnabledProtocols();
System.out.println(Arrays.asList(protocols));

贴一下 Oracle 的一篇blog： Diagnosing TLS, SSL, and HTTPS，摘取几个JDK版本中TLS协议信息：

	JDK 8 (March 2014 to present)	JDK 7 (July 2011 to present)	JDK 6 (2006 to end of public updates 2013)
TLS Protocols	TLSv1.2 (default) <br />TLSv1.1<br />TLSv1<br />SSLv3	TLSv1.2<br />TLSv1.1<br />TLSv1 (default) <br />SSLv3	TLS v1.1 (JDK 6 update 111 and above) <br />TLSv1 (default) <br />SSLv3

为什么-Dhttps.protocols=TLSv1.2不生效？

最开始就怀疑是TLS协议问题，但因设置该系统参数无效，导致忽略了这个因子，最后却证实依然是这个问题。那为什么这个参数不生效？

参考 Setting TLSv1.2 in https.protocols not working 和 Diagnosing TLS, SSL, and HTTPS。

发现 https.protocols 环境变量只对 HttpsURLConnection 有效，下面是两个相关参数：

javax.net.debug

打印connection相关信息，例如: -Djavax.net.debug=all 或 -Djavax.net.debug=ssl:handshake
https.protocols

控制使用 HttpsURLConnection 或 URL.openStream() 获取https连接的Java Clients 的协议版本。

例如：-Dhttps.protocols=TLSv1,TLSv1.1,TLSv1.2

为什么OkHttp在jdk1.7没问题？

后续我又用了OkHttp替换Http Client，发现一切OK。OkHttp默认会使用TLSv1.2。OkHttp只知道但没用过，看了下发现使用还挺方便，如果是新项目，可以使用OkHttp替换Http Client。

关于 TLS1.0、1.1、1.2、1.3

数据来自 PCI DSS合规标准：禁用不安全的TLS 1.0

TLS各版本的信息稍微了解一下。

TLS 1.0于1999年发行，至今将近有20年。对于目前的互联网技术，TLS 1.0的存在可以说就是一种安全隐患。因为TLS 1.0易受各种攻击（如BEAST和POODLE）已有多年，除此之外，支持较弱加密，对当今网络连接的安全已失去应有的保护效力。因此，从去年开始，众多平台、安全企业纷纷放弃。
2017年的年中，微软强烈建议企业、及其客户或者合作伙伴禁用已经出现问题的老旧版本TLS 1.0及TLS 1.1。
2018年2月，GitHub停止支持弱加密标准，其中就包括弃用TLS 1.0及1.1协议。
2018年4月1日，DigiCert禁用TLS 1.0/1.1，只支持TLS 1.2和更高版本。
2018年6月21日，GlobalSign 将禁用 TL1.0 和 TLS1.1
2018年6月30日，PCI 安全标准要求各大网站停止支持TLS1.0
2018年8月10日，互联网工程任务组（IETF）发布了最新版本的传输层安全TLS——TLS 1.3，相比之前所有的版本，TLS 1.3顺应了目前互联网的需求，在安全性和响应速度性能方面作了更进一步的提升。TLS 1.3的出现，将会加快淘汰TLS 1.0的速度。

防人之心不可无

对于小团队来说，一方面由于安全意识薄弱，且没有专门的安全团队，精力全部扑在业务上；另一方面，这些团队的产品基本也不在攻击范围之内，没有什么攻击价值。

但没有发生危险不代表没有危险，该来的总会来。因此，对于开展的新项目，还是禁用TLS1.0、1.1，只使用TLS1.2，迎接TLS1.3的普及！

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