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iOS使用HTTPDNS的SNI证书校验问题

iOS使用HTTPDNS的SNI证书校验问题

作者: 川少叶 | 来源:发表于2018-10-31 06:17 被阅读117次

    1 问题描述

    传统的域名解析会面临以下几个问题:

    • 域名劫持
    • 调度不精准
    • 解析生效滞后
    • 延迟大

    HTTP DNS可以解决以上问题,同时也会带来一些问题,其中一个就是SNI问题。
    SNI(Server Name Indication)是为了解决一个服务器使用多个域名和证书的SSL/TLS扩展。它的工作原理如下:

    • 客户端和服务器建立SSL之前,先发送域名(hostname)。
    • 服务器根据这个域名返回一个合适的证书。

    上述过程中,当客户端使用HTTPDNS解析域名时,请求URL中的host会被替换成HTTPDNS解析出来的IP,导致服务器获取到的域名为解析后的IP,无法找到匹配的证书,只能返回默认的证书或者不返回,所以会出现SSL/TLS握手不成功的错误。

    1.1 已有方案的问题

    iOS上层网络库NSURLConnection/NSURLSession没有提供接口进行SNI字段的配置,因此需要Socket层级的底层网络库例如CFNetwork,来实现IP直连网络请求适配方案。

    自定义类继承NSURLProtocol,拦截NSURLConnection/NSURLSession。但是已有参考代码存在如下问题:

    • 重定向时,重定向的response被回调到上层,和原生系统的表现不一样
    • 由于使用了CoreFoundation,CF对象和OC对象的转化存在一些问题
    • 某些方法行数太长,可以拆分成更短的方法

    2 问题解决方案

    2.1 系统表现

    首先看看原生的NSURLSession的表现,不发生重定向的请求,其回调的顺序如下:

    -----URLSession:task:didReceiveChallenge:completionHandler:
    -----URLSession:dataTask:didReceiveResponse:completionHandler:
    -----URLSession:dataTask:didReceiveData:
    -----URLSession:task:didCompleteWithError:
    

    如果有重定向,其回调的顺序如下。其重定向了2次

     -----URLSession:task:didReceiveChallenge:completionHandler:
     -----URLSession:task:willPerformHTTPRedirection:newRequest:completionHandler:
     -----URLSession:task:didReceiveChallenge:completionHandler:
     -----URLSession:task:willPerformHTTPRedirection:newRequest:completionHandler:
     -----URLSession:task:didReceiveChallenge:completionHandler:
     -----URLSession:dataTask:didReceiveResponse:completionHandler:
     -----URLSession:dataTask:didReceiveData:
     -----URLSession:dataTask:didReceiveData:
     -----URLSession:dataTask:didReceiveData:
     -----URLSession:dataTask:didReceiveData:
     -----URLSession:task:didCompleteWithError:
    

    参考代码中,Protocol中处理重定向的方式如下:

    • 将重定向的响应头和响应体抛到上层
    • 最后在该重定向结束的时候,从响应头拿到location,发起新的请求

    而系统表现中,并不会将重定向的响应体进行回调,我觉得这是参考代码可以优化的地方。我的处理方式是:

    • 如果在响应头中发现是重定向,首先关闭此次请求
    • 如果上层实现了重定向的方法,从stream中读取响应头信息,再进行回调;如果上层没有实现重定向的方法,从stream中读取响应头信息,再重新发请求
        if ([self.client respondsToSelector:@selector(URLProtocol:wasRedirectedToRequest:redirectResponse:)]) {
            // 通知上层进行redirect
            [self.client URLProtocol:self wasRedirectedToRequest:[NSURLRequest requestWithURL:redirectUrl] redirectResponse:response];
        } else {
            // 内部进行redirect
            [self redirect:headDict];
        }
    

    2 CF对象和OC对象的转化

    以下是参考代码中,CF对象和OC对象进行转换有误的地方:

        // 获取响应头部信息
        //后面没有释放代码。而且这儿也没有必要retain,inputstream是成员变量
        CFReadStreamRef readStream = (__bridge_retained CFReadStreamRef) inputStream; 
    
        // 此处应该使用__bridge_transfer
        NSDictionary *headDict = (__bridge NSDictionary *) (CFHTTPMessageCopyAllHeaderFields(message));
    
    

    3 代码风格问题

    多个行数较长的方法,其实可以拆成更小的方法
    许多复制粘贴的方法,其实可以抽取成统一的方法

    - (void)startRequest {
        // 原请求的header信息
        NSDictionary *headFields = curRequest.allHTTPHeaderFields;
        // 添加http post请求所附带的数据
        CFStringRef requestBody = CFSTR("");
        CFDataRef bodyData = CFStringCreateExternalRepresentation(kCFAllocatorDefault, requestBody, kCFStringEncodingUTF8, 0);
        if (curRequest.HTTPBody) {
            bodyData = (__bridge_retained CFDataRef) curRequest.HTTPBody;
        } else if (headFields[@"originalBody"]) {
            // 使用NSURLSession发POST请求时,将原始HTTPBody从header中取出
            bodyData = (__bridge_retained CFDataRef) [headFields[@"originalBody"] dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
        }
        
        CFStringRef url = (__bridge CFStringRef) [curRequest.URL absoluteString];
        CFURLRef requestURL = CFURLCreateWithString(kCFAllocatorDefault, url, NULL);
        
        // 原请求所使用的方法,GET或POST
        CFStringRef requestMethod = (__bridge_retained CFStringRef) curRequest.HTTPMethod;
        
        // 根据请求的url、方法、版本创建CFHTTPMessageRef对象
        CFHTTPMessageRef cfrequest = CFHTTPMessageCreateRequest(kCFAllocatorDefault, requestMethod, requestURL, kCFHTTPVersion1_1);
        CFHTTPMessageSetBody(cfrequest, bodyData);
        
        // copy原请求的header信息
        for (NSString *header in headFields) {
            if (![header isEqualToString:@"originalBody"]) {
                // 不包含POST请求时存放在header的body信息
                CFStringRef requestHeader = (__bridge CFStringRef) header;
                CFStringRef requestHeaderValue = (__bridge CFStringRef) [headFields valueForKey:header];
                CFHTTPMessageSetHeaderFieldValue(cfrequest, requestHeader, requestHeaderValue);
            }
        }
        
        // 创建CFHTTPMessage对象的输入流
        CFReadStreamRef readStream = CFReadStreamCreateForHTTPRequest(kCFAllocatorDefault, cfrequest);
        inputStream = (__bridge_transfer NSInputStream *) readStream;
        
        // 设置SNI host信息,关键步骤
        NSString *host = [curRequest.allHTTPHeaderFields objectForKey:@"host"];
        if (!host) {
            host = curRequest.URL.host;
        }
        [inputStream setProperty:NSStreamSocketSecurityLevelNegotiatedSSL forKey:NSStreamSocketSecurityLevelKey];
        NSDictionary *sslProperties = [[NSDictionary alloc] initWithObjectsAndKeys:
                                       host, (__bridge id) kCFStreamSSLPeerName,
                                       nil];
        [inputStream setProperty:sslProperties forKey:(__bridge_transfer NSString *) kCFStreamPropertySSLSettings];
        [inputStream setDelegate:self];
        
        if (!curRunLoop)
            // 保存当前线程的runloop,这对于重定向的请求很关键
            curRunLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
        // 将请求放入当前runloop的事件队列
        [inputStream scheduleInRunLoop:curRunLoop forMode:NSRunLoopCommonModes];
        [inputStream open];
        
        CFRelease(cfrequest);
        CFRelease(requestURL);
        CFRelease(url);
        cfrequest = NULL;
        CFRelease(bodyData);
        CFRelease(requestBody);
        CFRelease(requestMethod);
    }
    

    优化后的代码:

    - (void)startRequest {
        // 创建请求
        CFHTTPMessageRef requestRef = [self createCFRequest];
        CFAutorelease(requestRef);
        
        // 添加请求头
        [self addHeadersToRequestRef:requestRef];
        
        // 添加请求体
        [self addBodyToRequestRef:requestRef];
    
        // 创建CFHTTPMessage对象的输入流
        CFReadStreamRef readStream = CFReadStreamCreateForHTTPRequest(kCFAllocatorDefault, requestRef);
        self.inputStream = (__bridge_transfer NSInputStream *) readStream;
        
        // 设置SNI
        [self setupSNI];
    
        // 设置Runloop
        [self setupRunloop];
        
        // 打开输入流
        [self.inputStream open];
    }
    

    其他问题

    使用自定义URLProtocol之后,UIWebView加载H5页面,H5的Host被替换成了IP,字体,css等资源如果使用相对路径加载,则会自动用IP请求,但是这个请求进到URLProtocol的时候已经是IP了,没办法给这个请求在请求头添加Host(不知道他的Host是什么),就会导致证书问题。

    参考文档

    Demo地址:https://github.com/xiaoLong1010/HTTPDNS-SNI
    https://www.jianshu.com/p/cd4c1bf1fd5f
    https://www.jianshu.com/p/63a94cb46cd2
    使用Protocol拦截:https://nemocdz.github.io/post/ios-设置代理proxy方案总结/
    https://blog.csdn.net/leelit/article/details/77829196
    https://help.aliyun.com/document_detail/30143.html
    https://techblog.toutiao.com/2017/10/11/untitled-12/
    http://www.sites-help.com/aliyun/1512799152.html
    DNS原理
    https://blog.csdn.net/xyxjn/article/details/55271041
    http://www.ttlsa.com/web/httpdns-detailed-service/

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