AFNetworking2.0源码解析<三>

作者: shaneZhang 分类: ios技术 发布时间: 2014-11-26 10:33

本篇说说安全相关的AFSecurityPolicy模块,AFSecurityPolicy用于验证HTTPS请求的证书,先来看看HTTPS的原理和证书相关的几个问题。

HTTPS

HTTPS连接建立过程大致是,客户端和服务端建立一个连接,服务端返回一个证书,客户端里存有各个受信任的证书机构根证书,用这些根证书对服务端返回的证书进行验证,经验证如果证书是可信任的,就生成一个pre-master secret,用这个证书的公钥加密后发送给服务端,服务端用私钥解密后得到pre-master secret,再根据某种算法生成master secret,客户端也同样根据这种算法从pre-master secret生成master secret,随后双方的通信都用这个master secret对传输数据进行加密解密。

以上是简单过程,中间还有很多细节,详细过程和原理已经有很多文章阐述得很好,就不再复述,推荐一些相关文章:
关于非对称加密算法的原理:RSA算法原理<一> <二>
关于整个流程:HTTPS那些事<一> <二> <三>
关于数字证书:浅析数字证书

这里说下一开始我比较费解的两个问题:

1.证书是怎样验证的?怎样保证中间人不能伪造证书?

首先要知道非对称加密算法的特点,非对称加密有一对公钥私钥,用公钥加密的数据只能通过对应的私钥解密,用私钥加密的数据只能通过对应的公钥解密。

我们来看最简单的情况:一个证书颁发机构(CA),颁发了一个证书A,服务器用这个证书建立https连接。客户端在信任列表里有这个CA机构的根证书。

首先CA机构颁发的证书A里包含有证书内容F,以及证书加密内容F1,加密内容F1就是用这个证书机构的私钥对内容F加密的结果。(这中间还有一次hash算法,略过。)

建立https连接时,服务端返回证书A给客户端,客户端的系统里的CA机构根证书有这个CA机构的公钥,用这个公钥对证书A的加密内容F1解密得到F2,跟证书A里内容F对比,若相等就通过验证。整个流程大致是:F->CA私钥加密->F1->客户端CA公钥解密->F。因为中间人不会有CA机构的私钥,客户端无法通过CA公钥解密,所以伪造的证书肯定无法通过验证。

2.什么是SSL Pinning?

可以理解为证书绑定,是指客户端直接保存服务端的证书,建立https连接时直接对比服务端返回的和客户端保存的两个证书是否一样,一样就表明证书是真的,不再去系统的信任证书机构里寻找验证。这适用于非浏览器应用,因为浏览器跟很多未知服务端打交道,无法把每个服务端的证书都保存到本地,但CS架构的像手机APP事先已经知道要进行通信的服务端,可以直接在客户端保存这个服务端的证书用于校验。

为什么直接对比就能保证证书没问题?如果中间人从客户端取出证书,再伪装成服务端跟其他客户端通信,它发送给客户端的这个证书不就能通过验证吗?确实可以通过验证,但后续的流程走不下去,因为下一步客户端会用证书里的公钥加密,中间人没有这个证书的私钥就解不出内容,也就截获不到数据,这个证书的私钥只有真正的服务端有,中间人伪造证书主要伪造的是公钥。

为什么要用SSL Pinning?正常的验证方式不够吗?如果服务端的证书是从受信任的的CA机构颁发的,验证是没问题的,但CA机构颁发证书比较昂贵,小企业或个人用户可能会选择自己颁发证书,这样就无法通过系统受信任的CA机构列表验证这个证书的真伪了,所以需要SSL Pinning这样的方式去验证。

AFSecurityPolicy

NSURLConnection已经封装了https连接的建立、数据的加密解密功能,我们直接使用NSURLConnection是可以访问https网站的,但NSURLConnection并没有验证证书是否合法,无法避免中间人攻击。要做到真正安全通讯,需要我们手动去验证服务端返回的证书,AFSecurityPolicy封装了证书验证的过程,让用户可以轻易使用,除了去系统信任CA机构列表验证,还支持SSL Pinning方式的验证。使用方法:

//把服务端证书(需要转换成cer格式)放到APP项目资源里,AFSecurityPolicy会自动寻找根目录下所有cer文件
AFSecurityPolicy *securityPolicy = [AFSecurityPolicy policyWithPinningMode:AFSSLPinningModePublicKey];
securityPolicy.allowInvalidCertificates = YES;
[AFHTTPRequestOperationManager manager].securityPolicy = securityPolicy;
[manager GET:@”https://example.com/” parameters:nil success:^(AFHTTPRequestOperation *operation, id responseObject) {
} failure:^(AFHTTPRequestOperation *operation, NSError *error) {
}];

AFSecurityPolicy分三种验证模式:

AFSSLPinningModeNone

这个模式表示不做SSL pinning,只跟浏览器一样在系统的信任机构列表里验证服务端返回的证书。若证书是信任机构签发的就会通过,若是自己服务器生成的证书,这里是不会通过的。

AFSSLPinningModeCertificate

这个模式表示用证书绑定方式验证证书,需要客户端保存有服务端的证书拷贝,这里验证分两步,第一步验证证书的域名/有效期等信息,第二步是对比服务端返回的证书跟客户端返回的是否一致。

这里还没弄明白第一步的验证是怎么进行的,代码上跟去系统信任机构列表里验证一样调用了SecTrustEvaluate,只是这里的列表换成了客户端保存的那些证书列表。若要验证这个,是否应该把服务端证书的颁发机构根证书也放到客户端里?

AFSSLPinningModePublicKey

这个模式同样是用证书绑定方式验证,客户端要有服务端的证书拷贝,只是验证时只验证证书里的公钥,不验证证书的有效期等信息。只要公钥是正确的,就能保证通信不会被窃听,因为中间人没有私钥,无法解开通过公钥加密的数据。

整个AFSecurityPolicy就是实现这这几种验证方式,剩下的就是实现细节了,详见源码。

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