Há muitas perguntas sobre este tópico no StackOverflow, mas não acho que encontre uma relacionada ao meu problema.

Eu tenho um aplicativo Android que precisa se comunicar com servidores HTTPS: alguns assinados com uma CA registrada no keystore do sistema Android (sites HTTPS comuns) e outros assinados com uma CA que eu possuo, mas não no keystore do sistema Android (um servidor com um certificado autoassinado, por exemplo).

Eu sei como adicionar minha CA programaticamente e forçar todas as conexões HTTPS a usá-las. Eu uso o seguinte código:

public class SslCertificateAuthority {

    public static void addCertificateAuthority(InputStream inputStream) {

        try {
            // Load CAs from an InputStream
            // (could be from a resource or ByteArrayInputStream or ...)
            CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X.509");
            InputStream caInput = new BufferedInputStream(inputStream);
            Certificate ca;
            try {
                ca = cf.generateCertificate(caInput);
            } finally {
                caInput.close();
            }

            // Create a KeyStore containing our trusted CAs
            String keyStoreType = KeyStore.getDefaultType();
            KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(keyStoreType);
            keyStore.load(null, null);
            keyStore.setCertificateEntry("ca", ca);

            // Create a TrustManager that trusts the CAs in our KeyStore
            String tmfAlgorithm = TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm();
            TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance(tmfAlgorithm);
            tmf.init(keyStore);

            // Create an SSLContext that uses our TrustManager
            SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLS");
            context.init(null, tmf.getTrustManagers(), null);

            // Tell the URLConnection to use a SocketFactory from our SSLContext
            HttpsURLConnection.setDefaultSSLSocketFactory(context.getSocketFactory());
        } catch (CertificateException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (KeyStoreException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (KeyManagementException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }  

    }

}

No entanto, isso desativa o uso do keystore do sistema Android e não posso mais consultar sites HTTPS assinados com outra CA.

Tentei adicionar minha autoridade de certificação ao keystore do Android usando:

KeyStore.getInstance("AndroidCAStore")

... mas não consigo adicionar minha autoridade de certificação (uma exceção é lançada).

Eu poderia usar o método de instânciaHttpsURLConnection.setSSLSocketFactory(...) em vez do global estáticoHttpsURLConnection.setDefaultSSLSocketFactory(...) para dizer caso a caso quando minha CA deve ser usada.

Mas não é nada prático, tanto mais que às vezes não consigo passar por um pré-configuradoHttpsURLConnection objeto para algumas bibliotecas.

Algumas idéias sobre como eu poderia fazer isso?

EDITAR - RESPOSTA

Ok, seguindo o conselho dado, aqui está o meu código de trabalho. Pode precisar de algumas melhorias, mas parece funcionar como ponto de partida.

public class SslCertificateAuthority {

    private static class UnifiedTrustManager implements X509TrustManager {
        private X509TrustManager defaultTrustManager;
        private X509TrustManager localTrustManager;
        public UnifiedTrustManager(KeyStore localKeyStore) throws KeyStoreException {
            try {
                this.defaultTrustManager = createTrustManager(null);
                this.localTrustManager = createTrustManager(localKeyStore);
            } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        private X509TrustManager createTrustManager(KeyStore store) throws NoSuchAlgorithmException, KeyStoreException {
            String tmfAlgorithm = TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm();
            TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance(tmfAlgorithm);
            tmf.init((KeyStore) store);
            TrustManager[] trustManagers = tmf.getTrustManagers();
            return (X509TrustManager) trustManagers[0];
        }
        public void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain, String authType) throws CertificateException {
            try {
                defaultTrustManager.checkServerTrusted(chain, authType);
            } catch (CertificateException ce) {
                localTrustManager.checkServerTrusted(chain, authType);
            }
        }
        @Override
        public void checkClientTrusted(X509Certificate[] chain, String authType) throws CertificateException {
            try {
                defaultTrustManager.checkClientTrusted(chain, authType);
            } catch (CertificateException ce) {
                localTrustManager.checkClientTrusted(chain, authType);
            }
        }
        @Override
        public X509Certificate[] getAcceptedIssuers() {
            X509Certificate[] first = defaultTrustManager.getAcceptedIssuers();
            X509Certificate[] second = localTrustManager.getAcceptedIssuers();
            X509Certificate[] result = Arrays.copyOf(first, first.length + second.length);
            System.arraycopy(second, 0, result, first.length, second.length);
            return result;
        }
    }

    public static void setCustomCertificateAuthority(InputStream inputStream) {

        try {
            // Load CAs from an InputStream
            // (could be from a resource or ByteArrayInputStream or ...)
            CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X.509");
            InputStream caInput = new BufferedInputStream(inputStream);
            Certificate ca;
            try {
                ca = cf.generateCertificate(caInput);
                System.out.println("ca=" + ((X509Certificate) ca).getSubjectDN());
            } finally {
                caInput.close();
            }

            // Create a KeyStore containing our trusted CAs
            String keyStoreType = KeyStore.getDefaultType();
            KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(keyStoreType);
            keyStore.load(null, null);
            keyStore.setCertificateEntry("ca", ca);

            // Create a TrustManager that trusts the CAs in our KeyStore and system CA
            UnifiedTrustManager trustManager = new UnifiedTrustManager(keyStore);

            // Create an SSLContext that uses our TrustManager
            SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLS");
            context.init(null, new TrustManager[]{trustManager}, null);

            // Tell the URLConnection to use a SocketFactory from our SSLContext
            HttpsURLConnection.setDefaultSSLSocketFactory(context.getSocketFactory());

        } catch (CertificateException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (KeyStoreException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (KeyManagementException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}