设备通过https通道的动态预注册

package com.aliyun.https;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.URL;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Random;
import java.util.Set;
import java.util.SortedMap;
import java.util.TreeMap;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.net.ssl.HttpsURLConnection;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
/**
 * 设备动态注册。
 */
public class DynamicRegister {
    // 地域ID，填写您的产品所在地域ID。
    private static String regionId = "cn-shanghai";
    // 定义加密方式。可选MAC算法：HmacMD5、HmacSHA1、HmacSHA256，需和signmethod一致。
    private static final String HMAC_ALGORITHM = "hmacsha1";
    //设备注册的url
    private static final String registerUrl = "https://iot-auth." + regionId + ".aliyuncs.com";
    //接入物联网平台url
    private static final String connectUrl = "https://iot-as-http." + regionId + ".aliyuncs.com";
    // token有效期7天，失效后需要重新获取。
    private String token = null;
    /**
     * 动态注册。
     *
     * @param productKey 产品key
     * @param productSecret 产品密钥
     * @param deviceName 设备名称
     * @throws Exception
     */
    public void register(String productKey, String productSecret, String deviceName) throws Exception {
        // 请求地址。
        URL url = new URL(registerUrl + "/auth/register/device");
        HttpsURLConnection conn = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
        conn.setRequestMethod("POST");
        conn.setRequestProperty("Content-type", "application/x-www-form-urlencoded");
        conn.setDoOutput(true);
        conn.setDoInput(true);
        // 获取URLConnection对象对应的输出流。
        PrintWriter out = new PrintWriter(conn.getOutputStream());
        // 发送请求参数。
        out.print(registerdBody(productKey, productSecret, deviceName));
        // flush输出流的缓冲。
        out.flush();
        // 获取URLConnection对象对应的输入流。
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(conn.getInputStream()));
        // 读取URL的响应。
        String result = "";
        String line = "";
        while ((line = in.readLine()) != null) {
            result += line;
        }
        System.out.println("----- register result -----");
        System.out.println(result);
        // 关闭输入输出流。
        in.close();
        out.close();
        conn.disconnect();
        // 获取token。
        JSONObject json = JSONObject.parseObject(result);
        if (json.getIntValue("code") == 200) {
            String deviceSecret = json.getJSONObject("data").getString("deviceSecret");
            connect(productKey,deviceName,deviceSecret);
        }
    }
    /**
     * 初始化HTTP客户端。
     *
     * @param productKey，产品key。
     * @param deviceName，设备名称。
     * @param deviceSecret，设备密钥。
     */
    public void connect(String productKey, String deviceName, String deviceSecret) {
        try {
            // 注册地址。
            URL url = new URL(connectUrl + "/auth");
            HttpsURLConnection conn = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
            conn.setRequestMethod("POST");
            conn.setRequestProperty("Content-type", "application/json");
            conn.setDoOutput(true);
            conn.setDoInput(true);
            // 获取URLConnection对象对应的输出流。
            PrintWriter out = new PrintWriter(conn.getOutputStream());
            // 发送请求参数。
            out.print(authBody(productKey, deviceName, deviceSecret));
            // flush输出流的缓冲。
            out.flush();
            // 获取URLConnection对象对应的输入流。
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(conn.getInputStream()));
            // 读取URL的响应。
            String result = "";
            String line = "";
            while ((line = in.readLine()) != null) {
                result += line;
            }
            System.out.println("----- auth result -----");
            System.out.println(result);
            // 关闭输入输出流。
            in.close();
            out.close();
            conn.disconnect();
            // 获取token。
            JSONObject json = JSONObject.parseObject(result);
            if (json.getIntValue("code") == 0) {
                token = json.getJSONObject("info").getString("token");
                String updateTopic = "/" + productKey + "/" + deviceName + "/user/update";
                publish(updateTopic, "{\"humidity\",\"100\",\"temperature\",\"200\"}".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 发送消息。
     *
     * @param topic，发送消息的Topic。
     * @param payload，消息内容。
     */
    public void publish(String topic, byte[] payload) {
        try {
            // 注册地址。
            URL url = new URL(connectUrl + "/topic" + topic);
            HttpsURLConnection conn = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
            conn.setRequestMethod("POST");
            conn.setRequestProperty("Content-type", "application/octet-stream");
            conn.setRequestProperty("password", token);
            conn.setDoOutput(true);
            conn.setDoInput(true);
            // 获取URLConnection对象对应的输出流。
            BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream(conn.getOutputStream());
            out.write(payload);
            out.flush();
            // 获取URLConnection对象对应的输入流。
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(conn.getInputStream()));
            // 读取URL的响应。
            String result = "";
            String line = "";
            while ((line = in.readLine()) != null) {
                result += line;
            }
            System.out.println("----- publish result -----");
            System.out.println(result);
            // 关闭输入输出流。
            in.close();
            out.close();
            conn.disconnect();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 生成动态注册请求内容。
     *
     * @param productKey 产品ProductKey
     * @param productSecret 产品密钥
     * @param deviceName 设备名称
     * @return 动态注册payload
     */
    private String registerdBody(String productKey, String productSecret, String deviceName) {
        // 获取随机值。
        Random r = new Random();
        int random = r.nextInt(1000000);
        // 动态注册参数。
        JSONObject params = new JSONObject();
        params.put("productKey", productKey);
        params.put("deviceName", deviceName);
        params.put("random", random);
        params.put("signMethod", HMAC_ALGORITHM);
        params.put("sign", sign(params, productSecret));
        // 拼接payload。
        StringBuffer payload = new StringBuffer();
        for (String key : params.keySet()) {
            payload.append(key);
            payload.append("=");
            payload.append(params.getString(key));
            payload.append("&");
        }
        payload.deleteCharAt(payload.length() - 1);
        System.out.println("----- register payload -----");
        System.out.println(payload);
        return payload.toString();
    }
    /**
     * 生成认证请求内容。
     *
     * @param productKey，认证参数。
     * @return 认证请求消息体。
     */
    private String authBody(String productKey, String deviceName, String deviceSecret) {
        // 构建认证请求。
        JSONObject body = new JSONObject();
        body.put("productKey", productKey);
        body.put("deviceName", deviceName);
        body.put("clientId", productKey + "." + deviceName);
        body.put("timestamp", String.valueOf(System.currentTimeMillis()));
        body.put("signMethod", HMAC_ALGORITHM);
        body.put("version", "default");
        body.put("sign", sign(body, deviceSecret));
        System.out.println("----- auth body -----");
        System.out.println(body.toJSONString());
        return body.toJSONString();
    }
    /**
     * 动态注册签名。
     *
     * @param params 签名参数
     * @param productSecret 产品密钥
     * @return 签名十六进制字符串
     */
    private String sign(JSONObject params, String productSecret) {
        // 请求参数按字典顺序排序。
        Set<String> keys = getSortedKeys(params);
        // sign、signMethod除外
        keys.remove("sign");
        keys.remove("signMethod");
        keys.remove("version");
        // 组装签名明文。
        StringBuffer content = new StringBuffer();
        for (String key : keys) {
            content.append(key);
            content.append(params.getString(key));
        }
        // 计算签名。
        String sign = encrypt(content.toString(), productSecret);
        System.out.println("sign content=" + content);
        System.out.println("sign result=" + sign);
        return sign;
    }
    /**
     * 获取JSON对象排序后的key集合。
     *
     * @param json 需要排序的JSON对象
     * @return 排序后的key集合
     */
    private Set<String> getSortedKeys(JSONObject json) {
        SortedMap<String, String> map = new TreeMap<String, String>();
        for (String key : json.keySet()) {
            String vlaue = json.getString(key);
            map.put(key, vlaue);
        }
        return map.keySet();
    }
    /**
     * 使用HMAC_ALGORITHM加密。
     *
     * @param content 明文
     * @param secret 密钥
     * @return 密文
     */
    private String encrypt(String content, String secret) {
        try {
            byte[] text = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
            byte[] key = secret.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
            SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(key, HMAC_ALGORITHM);
            Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
            mac.init(secretKey);
            return byte2hex(mac.doFinal(text));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
    /**
     * 二进制转十六进制字符串。
     *
     * @param b 二进制数组
     * @return 十六进制字符串
     */
    private String byte2hex(byte[] b) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (int n = 0; b != null && n < b.length; n++) {
            String stmp = Integer.toHexString(b[n] & 0XFF);
            if (stmp.length() == 1) {
                sb.append('0');
            }
            sb.append(stmp);
        }
        return sb.toString().toUpperCase();
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String productKey = "********";
        String productSecret = "********";
        String deviceName = "********";
        // 进行动态注册。
        DynamicRegister client = new DynamicRegister();
        client.register(productKey, productSecret, deviceName);
        // 动态注册成功后，需要固化deviceSecret。
    }
}