Swift网络安全原理及实践

原理部分

对称加密

存在一个对称密钥，信息用对称密钥加密，也用对称密钥解密。

非对称加密

存在一个公钥和一个私钥，可以公钥加密私钥解密，也可以私钥加密公钥解密。

哈希算法

客户端将传输的内容哈希，得到数字摘要，随内容一起发给服务器，服务器将得到的内容哈希，与收到的数字摘要比较，若相同，则内容完整无误。

HTTPS原理

HTTPS = HTTP + SSL
SSL协议规定了客户端与服务器之间如何安全保密的传输信息。

SSL协议中一般先用 非对称加密方式 传输 对称加密方式 的密钥，再用 对称加密方式 的密钥传输通讯内容。
（因为 对称加密方式 简单，快）

第一步：客户端申请建立SSL会话。
第二步：服务器把自己的证书（假定这个证书靠谱）发给客户端，里面有服务器的公钥。
第三步：客户端把 对称加密方式 的密钥（一般被叫做master_secret）用服务器的公钥加密，生成pre_master_secret，发回给服务器。
第四步：服务器用自己的私钥解密pre_master_secret，得到master_secret。
第五步及之后：客户端将通讯内容及其数字摘要用master_secret加密后发给服务器，服务器用master_secret解密，得到内容，顺便验证完整性。反之也成立。

Charles及Wireshark如何干掉HTTPS

Charles

简单的讲，中间人攻击。
在上面的第二步，客户端收到的不是服务器的证书，是Charles的，如果客户端信任了这个证书，就会把master_secret用Charles的公钥加密，所以Charles就知道了master_secret，自然能解密你们之后发送的内容。GG
防止方法：在客户端中存一份自己服务器的证书，第二步收到证书时进行比较。

Wireshark和Ethereal

你先把服务器的私钥告诉Wireshark
在上面第四步，Wireshark用服务器的私钥解密pre_master_secret，得到master_secret，也就可以解密你们之后发送的内容。GG
防止方法：保管好你服务器的私钥。

实践部分

HTTP是明文传输的，如果你不用HTTPS，也不自己加密，直接用HTTP传账号密码的话，那你就完蛋了。
iOS9默认禁止HTTP，如果你一定要用也可以，自行谷歌设置方法。
毫无疑问你应该用HTTPS，但上HTTPS了就绝对安全了么，不是，HTTPS防不住中间人攻击。
实践部分我准备讲一下Swift+Alamofire条件下怎么通过验证证书防止中间人攻击。这部分对应的原理就是上面的这句话：

在客户端中存一份自己服务器的证书，第二步收到证书时进行比较。

Alamofire封装的太好了，一般的请求只用这一句就好了：

Alamofire.request(.GET, "https://api.douban.com/v2/book/1220562")

如果你点request进去，就会发现，执行request的是Alamofire的sharedInstance。
不幸的是，修改这个sharedInstance的ServerTrustPolicy并不是一件容易的事，所以你得自己搞一个manager出来了。
希望你的架构里有网络层这个东西，也就是一个类似NetworkingManager的类，如果没有，希望你看一下我这篇文章，毕竟没单独的网络层不是件好事。
好，假设你有NetworkingManager这个类，这个类的结构就按我上面那篇文章来构造了（就是任性），这个类有一个单例，每个API对应一个实例方法。

var manager: Manager?

在NetworkingManager类里面定义这么个变量，Manager是Alamofire的管理类。
并增加一个这样的初始化方法，或者在初始化方法里面添加这样的内容：

init() {
        let serverTrustPolicy = ServerTrustPolicy.PinCertificates(
            certificates: ServerTrustPolicy.certificatesInBundle(),
            validateCertificateChain: true,
            validateHost: true
        )
        
        let serverTrustPolicies: [String : ServerTrustPolicy] = ["api.douban.com":serverTrustPolicy]
        
        manager = Manager(serverTrustPolicyManager: ServerTrustPolicyManager(policies: serverTrustPolicies))
    }

这里有个问题等下讲，先说它的意思：ServerTrustPolicy 是Alamofire里面负责管理服务器验证的一个类，提供了这么几种验证方法：

• PerformDefaultEvaluation
  即默认，没试过所以不知道这个默认到底安不安全..
• PinCertificates
  验证证书，即我使用的方法
• PinPublicKeys
  验证公钥
• DisableEvaluation
  不验证，心真大..
• CustomEvaluation
  DIY验证，如果你够6可以选这个

certificatesInBundle即你放在Bundle里的证书，Alamofire把这个证书和前面第二步服务器传过来证书进行比对，如果不对拒绝通信，Charles之类的中间人攻击也就没可乘之机了。

如何把证书放进Bundle？ 拖进去，注意选中copyIfNeeded 和 下面你的 Target。
如果想测试一下，哪里找证书？比如 https://api.douban.com/v2/book/1220562 这样的HTTPS网站，你用浏览器打开，地址栏左边都有个小锁，点进去，找找找，最后找到证书，拖到桌面上，后缀可能为.cer什么的。

你得到了一个serverTrustPolicy，也就是一个验证策略，在这里是用证书验证的策略。
Alamofire或者说iOS允许你对不同的host执行不同的验证策略，这个对应关系放在[String : ServerTrustPolicy]这样的一个字典里，左边是host（不是整个URL）右边是policy，也就是上面的serverTrustPolicies，你拿这个去生成ServerTrustPolicyManager，再利用Manager的初始化方法，为manager赋值。

怎么知道一个URL的host是哪一部分？有个好方法，开一个playground，用整个URL字符串做一个NSURL，然后取这个NSURL实例host，看右侧返回值。

然后你就有了一个配置好的安全的Manager实例。

为了测试，我在网络层管理类里面写了个test函数，里面用这个安全的manager去request：

func testSSL() {
    manager!.request(.GET, "https://api.douban.com/v2/book/1220562").responseJSON(options: .AllowFragments) { (response) in
        guard let json = response.result.value else {
            print("\(response.result.error)")
            return
        }
        print(json)
    }
}

然后在主VC里这么调用：

NetworkingManager.sharedInstance.testSSL()

你就会发现，只有当你证书配置正确了，你才能得到json，如果没放证书，或者没放对，就会输出错误。如果你证书没配对，也就是Alamofire觉得服务器给它的证书不对，就拒绝了与服务器的通讯。

上面提到有一个问题，就是为什么一定要在NetworkingManager这个类里面设一个manager变量，直接在testSSL里面定义，定义完了用不行么？答案是不行，你得一直持有它，一旦Alamofire去切线程去处理网络请求了，你定义的manager就会被释放了，manager一被释放，请求自然就被取消了，所以你也拿不到json。因为通常情况下用的是Alamofire.sharedInstance，它一直存在，所以一般感觉不到这个问题。

微博：@我偏笑_NSNirvana 欢迎私信。