Android 5.0以下系統支持TLS 1.1/1.2協議版本

一、背景

項目中，客戶端與服務端之間普遍使用Https協議通信，突然接到測試同事反饋Android5.0以下手機上，App測試服使用出現問題，出現SSL handshake aborted錯誤信息，但正式服正常。經查，普遍錯誤信息詳情如下：

SSL handshake aborted: ssl=0x78f08cd0: I/O error during system call, Connection reset by peer .... 復制代碼

從錯誤信息上粗略看上去，SSL握手階段出現問題，連接終止。

二、分析與處理

2.1 問題分析

從總體信息上看，顯然測試服與正式服環境有所不同，導致在Android 5.0以下機型上SSL握手階段失敗。很有可能是測試服改變了相關配置。網上查了一圈，很快，Android官網文檔上找到了對應指引。

developer.android.com/reference/j…

文檔中的圖示給出了Android版本與SSL/TLS版本之間的對應關系。

 

SSLSocket來源於javax.net.ssl，實際上是java的擴展庫，Android不同系統版本中引入的是不同的Open JDK版本。因此，此處的版本對應關系的背后，實際上是因為java的不同版本中，對於SSLSocket中對SSL/TLS版本的默認支持發生了變化。

同時，對於更底層的，如SSLSocketFactoryImpl、SSLSocketImpl等實現類，Oracle JD是在sun.security.ssl包中，Open JDK對其進行了自己的實現，並放在了com.android.org.conscrypt包中。並在類名前前統一加上了Open加以區分，如OpenSSLSocketFactoryImpl、OpenSSLSocketImpl等。

對於conscrypt的介紹，可以參考文檔：
source.android.google.cn/devices/arc…

Android 5.0 API級別是21，5.0以下常用的機型是4.4.x/4.2.x等。API Level 16對應的是Android 4.1。因此，問題基本上可以定位在服務端對TLS版本做了升級。

通過Https通信，客戶端與服務端在SSL/TLS層建立安全連接前，涉及到版本協商過程。SSL/TLS在客戶端和服務端分別具有對應的版本，握手階段客戶端與服務端的SSL/TLS版本，會取用兩者同時支持的最高版本。如在Android 4.4手機上，默認支持SSLv3，TLSv1，如果服務端配置支持的協議版本是TLSv1，TLSv1.1，TLSv1.2，則會取用TLSv1作為協商后的版本。當然，無論是客戶端還是服務端，對於SSL/TLS版本，在對應系統版本所能支持的協議版本范圍內，是可以人為去修改的。如4.4系統手機上，可以將客戶端在請求時的支持版本改成SSLv3，TLSv1，TLSv1.1，TLSv1.2。如果此時服務端支持的協議版本是TLSv1，TLSv1.1，TLSv1.2，協商后的版本將是TLSv1.2。

對於給定的Https的服務端網址，可以檢測其當前所支持的SSL/TLS版本。

推薦一個非常實用的檢測網站，不僅列出了服務端當前支持的版本，還列出了具體的加密套件等有用信息。

www.ssllabs.com/ssltest/ana…

對項目中的正式服和測試服實測，結果如下：
正式服：

 

 

測試服：

 

 

顯然，服務端在測試服中，將TLS1.0的版本支持給直接去掉了。這也正好與測試結果及從Android官方文檔中分析結果是一致的。

經與服務端/運維等同事確認，測試服TLS版本協議確實做了修改，處於安全及升級等方面考慮，測試服運行一段時間后，后續也會同樣部署到正式服中。

這也就意味着，客戶端是需要適配的。

2.2 問題處理

當前項目最低支持版本是4.4，從Android官方文檔中可以看出，Android 4.4默認支持的SSL/TLS版本是SSLv3，TLSv1。但TLSv1.1，TLSv1.2實際上也是在其支持范圍內的，需要人為去配置。

我們的最終目標是改變改變SSLSocket實例中的enabledProtocols，具體可以通過調用其方法setEnabledProtocols(String protocols[])。SSLSocket，對外，是通過SSLSocketFactory接口的方式與外部交互，其創建的調用方式，具體是通過createSocket()方法進行。

因此，我們可以通過代理模式，設置兼容的SSLSocketFactory，並重寫其對應的createSocket()方法，同時，將其設置給OkHttpClient的sslSocketFactory。

首先實現代理類：

public class TlsCompatSocketFactory extends SSLSocketFactory {
    private static final String[] TLS_VERSION_LIST = {"TLSv1", "TLSv1.1", "TLSv1.2"}; final SSLSocketFactory target; public TlsCompatSocketFactory(SSLSocketFactory target) { this.target = target; } @Override public String[] getDefaultCipherSuites() { return target.getDefaultCipherSuites(); } @Override public String[] getSupportedCipherSuites() { return target.getSupportedCipherSuites(); } @Override public Socket createSocket(Socket s, String host, int port, boolean autoClose) throws IOException { return supportTLS(target.createSocket(s, host, port, autoClose)); } @Override public Socket createSocket(String host, int port) throws IOException, UnknownHostException { return supportTLS(target.createSocket(host, port)); } @Override public Socket createSocket(String host, int port, InetAddress localHost, int localPort) throws IOException, UnknownHostException { return supportTLS(target.createSocket(host, port, localHost, localPort)); } @Override public Socket createSocket(InetAddress host, int port) throws IOException { return supportTLS(target.createSocket(host, port)); } @Override public Socket createSocket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException { return supportTLS(target.createSocket(address, port, localAddress, localPort)); } private Socket supportTLS(Socket s) { if (s instanceof SSLSocket) { ((SSLSocket) s).setEnabledProtocols(TLS_VERSION_LIST); } return s; } } 復制代碼

然后在OkHttpClient的封裝類中，將其設置給OkHttpClient的builder：

....
@JvmStatic
// 設置5.0以下機型可以支持TLS 1.1/1.2版本
val sc = SSLContext.getInstance("TLS") sc.init(null, null, null) clientBuilder.sslSocketFactory(TlsCompatSocketFactory(sc.socketFactory), object : X509TrustManager { @Throws(CertificateException::class) override fun checkClientTrusted(chain: Array<X509Certificate>, authType: String) { } @Throws(CertificateException::class) override fun checkServerTrusted(chain: Array<X509Certificate>, authType: String) { } override fun getAcceptedIssuers(): Array<X509Certificate> { return arrayOf() } }) .... 復制代碼

設置完成后，如下圖所示，在進行Https請求時，sslSocketFactory已經被替換成了我們自己定義的代理類TlsCompatSocketFactory。其內部的target對象中的sslParameters的enabledProtocols為TLSv1和SSlv3，此參數為創建SSLSocket對象時默認的SSL/TLS協議版本。現在通過代理后，SSLSocket對象中的enabledProtocols已經變更成我們自定義的TLS_VERSION_LIST，即同時包含了TLSv1、TLSv1.1、TLSv1.2協議版本。

 

 

另外，SSL/TLS協議版本中，還有一點需要注意的是，除了SSLSocket對象支持的協議版本外，OkHttp還通過connectionSpecs指定了一個連接規格，連接規格中，包含有tlsVersions，此參數與SSLSocket中的enabledProtocols一起，用來控制實際連接建立時的終端SSL/TLS協議版本。

默認的取值邏輯如下：

static final List<ConnectionSpec> DEFAULT_CONNECTION_SPECS = Util.immutableList(
      ConnectionSpec.MODERN_TLS, ConnectionSpec.CLEARTEXT);
復制代碼

其中，MODERN_TLS對應的實現如下：

public static final ConnectionSpec MODERN_TLS = new Builder(true) .cipherSuites(APPROVED_CIPHER_SUITES) .tlsVersions(TlsVersion.TLS_1_3, TlsVersion.TLS_1_2, TlsVersion.TLS_1_1, TlsVersion.TLS_1_0) .supportsTlsExtensions(true) .build(); 復制代碼

也就是說，默認情況下，ConnectionSpec中的tlsVersions對當前主流的SSL/TLS協議版本都是支持的。當然，特殊情況下，我們也可以人為去設置ConnectionSpec並指定其內部的tlsVersions。

下面我們看下tlsVersions與enabledProtocols取交集的具體邏輯。

private fun supportedSpec(sslSocket: SSLSocket, isFallback: Boolean): ConnectionSpec {
    ....

    val tlsVersionsIntersection = if (tlsVersionsAsString != null) { sslSocket.enabledProtocols.intersect(tlsVersionsAsString, naturalOrder()) } else { sslSocket.enabledProtocols } .... return Builder(this) .cipherSuites(*cipherSuitesIntersection) .tlsVersions(*tlsVersionsIntersection) .build() } /** Applies this spec to {@code sslSocket}. */ void apply(SSLSocket sslSocket, boolean isFallback) { ConnectionSpec specToApply = supportedSpec(sslSocket, isFallback); if (specToApply.tlsVersions != null) { sslSocket.setEnabledProtocols(specToApply.tlsVersions); } if (specToApply.cipherSuites != null) { sslSocket.setEnabledCipherSuites(specToApply.cipherSuites); } } 復制代碼

也就是說，最終sslSocket實例中的enabledProtocols，除了基於TlsCompatSocketFactory中對sslSocket設置的enabledProtocols外，最終還會和ConnectionSpec內部的tlsVersions取交集后，再次賦值給sslSocket實例中的enabledProtocols。

三、結語

總體上來說，Https通信時，SSL/TLS的協議版本，在客戶端，首先取決於Android系統默認支持下的協議版本，並與ConnectionSpec內部的tlsVersions取交集，在服務端則依賴於服務端的配置。在握手階段，客戶端會和服務端協商最終的協議版本，取用兩者同時支持的最高版本。

一般情況下，終端可以盡量放寬協議版本，這樣當服務端更改協議版本，甚至只支持某一個協議版本（如TLSv1.1）時，在協議版本協商階段，都是可以有盡量匹配的版本，從而對Https通信不造成影響。當然，Android 5.0以上的系統中，默認情況下，客戶端對主流的協議版本都是支持的，一般不用做特殊處理。

end~

作者：HappyCorn
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