IoT Platform:Conectar um dispositivo de gateway MQTT usando verificação bidirecional baseada em certificado X.509

Pré-requisitos

• Você adquiriu uma instância Exclusive Enterprise Edition. Neste exemplo, a instância Exclusive Enterprise Edition foi adquirida na região China (Shanghai). Para mais informações, consulte Purchase an Enterprise Edition instance.

• Os certificados necessários para a verificação bidirecional estão preparados.

  Neste exemplo, são usados os seguintes arquivos de certificado: root-ca.crt (arquivo de certificado raiz), server.key (arquivo de chave privada do servidor), server.crt (arquivo de certificado do servidor), client.key (arquivo de chave privada do dispositivo) e client.crt (arquivo de certificado do dispositivo).

Informações básicas

O IoT Platform oferece gateways MQTT e permite o uso de certificados X.509 e personalizados para verificar e conectar dispositivos ao IoT Platform. Isso ajuda o IoT Platform a atender aos requisitos de diversos cenários de negócios de IoT.

Para mais informações sobre verificação e comunicação entre gateways MQTT e dispositivos, consulte MQTT gateways.

Preparações

Neste exemplo, usa-se Java para desenvolver o programa. Prepare um ambiente de desenvolvimento Java que atenda aos seguintes requisitos:

• Sistema operacional: Windows 10 (64 bits)

• Java Development Kit (JDK): JDK 8

• Ambiente de desenvolvimento integrado (IDE): IntelliJ IDEA Community Edition

Crie um gateway e adicione um dispositivo

1. Create an MQTT gateway: Na caixa de diálogo Add Gateway, defina o parâmetro Server Certificate com o conteúdo do arquivo server.crt, o parâmetro Private Key of Server Certificate com o conteúdo do arquivo server.key e o parâmetro Device Root Certificate com o conteúdo do arquivo root-ca.crt. Em seguida, configure os demais parâmetros da seguinte forma:

   • Defina Protocol como MQTT

   • Defina Custom Port como 1883

   • Defina Authentication Type como One-party Verification

   • Defina Enable Data Parsing como No

   • Defina Enable Device X.509 Certificate Authentication como Yes

   • Defina Enable OCSP como Not Enabled

2. Na página Gateway, copie a URL na coluna Gateway URL do gateway. O formato da Gateway URL segue o exemplo iot-{gateway identifier}.igw.iothub.aliyuncs.com, com o número de porta 1883.

3. Add a device to the MQTT gateway product. Neste exemplo, adicione um dispositivo com o parâmetro MQTT Username definido como device01 e o parâmetro MQTT Password definido como hello456.

Desenvolver um programa de dispositivo

1. Baixe o pacote de código aiot-java-dual-auth-demo e descompacte-o.

2. Abra o IntelliJ IDEA e importe o projeto de amostra aiot-java-demo do pacote de código.

   • Adicione dependências Maven ao arquivo pom.xml. Neste exemplo, use as seguintes dependências:

        <dependency>
           <groupId>org.eclipse.paho</groupId>
           <artifactId>org.eclipse.paho.mqttv5.client</artifactId>
           <version>1.2.5</version>
         </dependency>
         <dependency>
             <groupId>org.eclipse.paho</groupId>
             <artifactId>org.eclipse.paho.client.mqttv3</artifactId>
             <version>1.2.0</version>
         </dependency>
         <dependency>
           <groupId>junit</groupId>
           <artifactId>junit</artifactId>
           <version>3.8.1</version>
           <scope>test</scope>
         </dependency>
     
         <dependency>
           <groupId>org.bouncycastle</groupId>
           <artifactId>bcpkix-jdk15on</artifactId>
           <version>1.47</version>
         </dependency>

   • O diretório /src/main/java/com/aliyun/iot do projeto contém os seguintes arquivos de programa necessários para a verificação bidirecional:

     • SslUtil.java: lê os certificados do dispositivo.

     • Mqtt5TlsApp.java: conecta dispositivos ao IoT Platform.

3. No arquivo pom.xml do projeto, clique em Load Maven Changes para baixar os pacotes de dependência.

4. No diretório /src/main do projeto, crie uma pasta chamada resources.

5. No diretório /src/main/resources do projeto, importe os seguintes arquivos de certificado: root-ca.crt (contendo o certificado raiz), client.key (contendo a chave privada do dispositivo) e client.crt (contendo o certificado do dispositivo).

6. No arquivo /src/main/java/com/aliyun/iot/SslUtil.java do projeto, modifique a chave usada para gerar o certificado.

   Importante

   O valor 123456 especificado na função clientKs.setKeyEntry() indica uma chave usada para gerar um certificado. Altere esse valor conforme o seu cenário de negócios.

   ......
         // Replace 123456 with an actual key value.
         clientKs.setKeyEntry("private-key", key.getPrivate(), "123456".toCharArray(), new java.security.cert.Certificate[]{clientCertificate});
   ......

7. Abra o arquivo /src/main/java/com/aliyun/iot/Mqtt5TlsApp.java do projeto e modifique os parâmetros de conexão do dispositivo.

   ......
           // MQTT connection parameters
           String userName = "device01";
           String password = "hello456";
           String clientId = "test01_client1";
   
           // The path in which the root directory is stored.
           String caCertPath = "src/main/resources/root-ca.crt";
           // The path in which the device certificate is stored.
           String clientCertPath= "src/main/resources/client.crt";
           // The path in which the device-side private key is stored.
           String clientKeyPath="src/main/resources/client.key";
   
           // The URL of the MQTT gateway.
           String broker = "ssl://iot-*******.igw.iothub.aliyuncs.com:1883";
   ......

   Parâmetro	Exemplo	Descrição
   userName	device01	Valor do parâmetro MQTT Username do dispositivo adicionado.
   password	hello456	Valor do parâmetro MQTT Password do dispositivo adicionado.
   clientId	test01_client1	(Opcional) ID do cliente. Deve ter entre 1 e 64 caracteres. Recomendamos usar o endereço MAC ou o número de série (SN) do dispositivo como ID do cliente.
   caCertPath	src/main/resources/root-ca.crt	Caminho do projeto onde o arquivo de certificado raiz do dispositivo root-ca.crt está armazenado.
   clientCertPath	src/main/resources/client.crt	Caminho do projeto onde o arquivo de certificado do dispositivo client.crt está armazenado.
   clientKeyPath	src/main/resources/client.key	Caminho do projeto onde o arquivo de chave privada do dispositivo client.key está armazenado.
   broker	ssl://iot-*******.igw.iothub.aliyuncs.com:1883	Endpoint do gateway MQTT ao qual você deseja conectar o dispositivo. Formato: ssl://${Gateway endpoint}:${Port number}. Substitua ${Gateway endpoint} e ${Port number} pelo endpoint e número de porta personalizados da gateway URL que você salvou.

8. Execute o arquivo de programa Mqtt5TlsApp.java para realizar a verificação bidirecional entre o dispositivo e o IoT Platform.

   Nota

   Neste exemplo, adicionou-se Thread.sleep(20000); ao arquivo Mqtt5TlsApp.java. O código Thread.sleep(20000); encerra o programa Mqtt5TlsApp.java e desconecta o dispositivo do IoT Platform 20 segundos após a execução do programa. Em cenários reais, escreva seu próprio código personalizado para conectar ou desconectar dispositivos.

   A saída abaixo mostra o resultado. Após o dispositivo passar pela verificação, ele se conecta ao IoT Platform.

   broker: ssl://iot-xxx.igw.iothub.aliyuncs.com:1883 Connected
   broker available ability, retain is available: true
   broker available ability, shared subscription is available: true
   publish: content finish
   Disconnected