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iOS系统的TLS链验证

iOS系统的TLS链验证

作者: thinkq | 来源:发表于2017-08-06 13:01 被阅读388次

    概述

    在iOS网络请求中需要验证SSL握手中的证书,遇到这个验证问题,文档中的说法是Authentication Challenges ,由于英文不好,没有翻译成汉语。下文中的Authentication Challenges 都是指验证SSL中证书

    URLSession:task:didReceiveChallenge:completionHandler:是为了让我们决定怎么响应Authentication Challenges.

    在这个代理方法里有三个选择:

    • 提供一个认证凭证(NSURLCredential对象)
    • 尝试没有凭证而继续
    • 取消authentication challenge

    为了帮助做出正确的选择,方法传递了一个NSURLAuthenticationChallenge实例对象,包含了已经尝试认证过的次数,上次尝试认证用的凭证,创建认证凭证(NSURLCredential对象)需要用到的NSURLProtectionSpace对象。

    如果身份认证原先已经失败过(例如如果用户改了自己的密码),可以通过challenge.proposedCredential获得上次失败的凭证,然后弹窗告诉用户。

    调用challenge. previousFailureCount获取已经尝试认证的次数,可以用来提醒用户或者用于进行认证次数限制。

    响应Authentication Challenge

    ◇ 提供一个认证凭证(NSURLCredential对象)

    要尝试进行身份认证,app要创建一个NSURLCredential对象,其包含了服务器预期的格式的身份验证信息。

    通过challenge.protectionSpace.authenticationMethod类型决定提供什么样的NSURLCredential对象。有如下几种类型:

    • HTTP basic authentication (NSURLAuthenticationMethodHTTPBasic) ,要求一个用户名和密码,使用credentialWithUser:password:persistence:方法创建一个NSURLCredential对象
    • HTTP digest authentication (NSURLAuthenticationMethodHTTPDigest),和HTTP basic authentication相似据此区别自行百度,要求用户名和密码,同样使用credentialWithUser:password:persistence:创建一个NSURLCredential对象
    • Client certificate authentication (NSURLAuthenticationMethodClientCertificate) ,要求验证客户端的身份,服务端验证客户端证书。通过credentialWithIdentity:certificates:persistence:创建NSURLCredential对象
    • Server trust authentication (NSURLAuthenticationMethodServerTrust)验证服务端身份,通过传递authentication challenge的保护空间中的SecTrustRef对象给credentialForTrust:方法来创建一个NSURLCredential对象。

    创建好NSURLCredential对象后,使用完成回调块回传给服务端。(例如将包含用户名和密码的credential回传给服务端)如下:

    completionHandler(NSURLSessionAuthChallengeUseCredential, credential);
    

    第一个参数填写NSURLSessionAuthChallengeUseCredential,表示当前认证的凭证为第二个参数传递的NSURLCredential对象。
    NSURLSessionAuthChallengeUseCredential是一个枚举类型值,还有另外三个值,等下我们会一一看到

    大部分app支持https只需要验证服务端的真实性,验证服务端证书,即:APP请求接口的时候需要处理Server trust authentication (NSURLAuthenticationMethodServerTrust)

    当客户端第一次发送请求的时候,服务器会返回一个包含公钥的受保护空间(challenge.protectionSpace),当我们发送请求的时候,公钥会将请求加密再发送给服务器,服务器接到请求之后,用自带的私钥进行解密,如果正确再返回数据。
    如下:

    image.png
    参考自iOS - HTTPS

    ◇ 尝试没有凭证而继续

    代理选择不提供凭证而继续,设置完成block
    completionHandler的第一个参数为NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling或者NSURLSessionAuthChallengeRejectProtectionSpace

    例如https中服务端如果使用CA签发的证书的话,delegate中可以不实现URLSession:task:didReceiveChallenge:completionHandler:方法,系统框架会内部实现证书验证实现验证服务端的真实性

    如果实现了的话还想让系统自己自动处理的话,直接传递
    NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling给完成block:

    completionHandler(NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling, nil);      
    

    ◇ 取消authentication challenge

    在代理中选择取消authentication challenge,设置完成block
    completionHandler的第一个参数为 NSURLSessionAuthChallengeCancelAuthenticationChallenge

    https中如果签名证书没通过系统验证,则可以使用这个选项,相应的请求也会被取消。

    completionHandler( NSURLSessionAuthChallengeCancelAuthenticationChallenge, nil);
    

    验证服务端证书的真实性

    ◇ 服务端使用CA签发的证书

    上文说过CA签发的证书的话,直接不实现URLSession:task:didReceiveChallenge:completionHandler:或者实现了直接给完成回调block传递NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling,系统框架都会自动实现验证服务端的真实性。
    利用上篇文章创建的项目请求github(github的证书是由CA签名认证过的,所以系统认证就可以通过),以下两种方式都可以在控制台打印出github首页的html代码

    ★ 第一种:不实现认证相关代理方法

    //- (void)URLSession:(NSURLSession *)session didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
    // completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential * _Nullable credential))completionHandler {
    //    BLog();
    //}
    //
    //- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
    //didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
    // completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential * _Nullable credential))completionHandler{
    //    BLog();
    //}
    

    ★ 第二种传递NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling

    //- (void)URLSession:(NSURLSession *)session didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
    // completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential * _Nullable credential))completionHandler {
    //    BLog();
    //}
    
    - (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
    didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
     completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential * _Nullable credential))completionHandler{
        BLog();
        
        if ([challenge.protectionSpace.authenticationMethod isEqualToString:NSURLAuthenticationMethodServerTrust]) {
            completionHandler(NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling, nil);
        }
    }
    

    ◇ 服务端使用自签发的证书

    首先根据博客1分钟搭建自定义域名的本地HTTPS开发服务器在本地搭建了一个简单的https服务器,以便学习(可以直接下载文末的demo,里边给了server和iOS端代码,只需要按照文末的教程,启动server就行)。

    index.html里只写了“12345”,只是为了证明我们请求成功了然后打印出来。

    图A


    localhost.png

    继续用原先的代码,改下地址:

    static NSString *localhostString = @"https://1.zhaoqing.cn:4443/";
    - (void)sessionTaskInit {
        NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString:localhostString]];
        self.dataTask = [self.session dataTaskWithRequest:request];
    }
    // 开始方法
    - (void)resume {
        [self.dataTask resume];
    }
    

    如果代理方法不变(继续使用刚才访问github一样的代理方法):

    - (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
    didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
     completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential * _Nullable credential))completionHandler{
        BLog();
        
        if ([challenge.protectionSpace.authenticationMethod isEqualToString:NSURLAuthenticationMethodServerTrust]) {
            completionHandler(NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling, nil);
        }
    }
    

    结果会:

    2017-07-31 15:35:50.579 Session[5525:308688] error:Error Domain=NSURLErrorDomain Code=-1202 "The certificate for this server is invalid. You might be connecting to a server that is pretending to be “1.zhaoqing.cn” which could put your confidential information at risk." UserInfo={NSLocalizedDescription=The certificate for this server is invalid. You might be connecting to a server that is pretending to be “1.zhaoqing.cn” which could put your confidential information at risk., NSLocalizedRecoverySuggestion=Would you like to connect to the server anyway?, _kCFStreamErrorDomainKey=3, NSUnderlyingError=0x78749400 {Error Domain=kCFErrorDomainCFNetwork Code=-1202 "(null)" UserInfo={_kCFStreamPropertySSLClientCertificateState=0, _kCFNetworkCFStreamSSLErrorOriginalValue=-9813, _kCFStreamErrorCodeKey=-9813, _kCFStreamErrorDomainKey=3, kCFStreamPropertySSLPeerTrust=<SecTrustRef: 0x789a4d40>, kCFStreamPropertySSLPeerCertificates=<CFArray 0x7869cb00 [0xd7a098]>{type = immutable, count = 1, values = (
        0 : <cert(0x789a4740) s: *.zhaoqing.cn i: *.zhaoqing.cn>
    )}}}, _kCFStreamErrorCodeKey=-9813, NSErrorFailingURLStringKey=https://1.zhaoqing.cn:4443/, NSErrorPeerCertificateChainKey=<CFArray 0x7869cb00 [0xd7a098]>{type = immutable, count = 1, values = (
        0 : <cert(0x789a4740) s: *.zhaoqing.cn i: *.zhaoqing.cn>
    )}, NSErrorClientCertificateStateKey=0, NSURLErrorFailingURLPeerTrustErrorKey=<SecTrustRef: 0x789a4d40>, NSErrorFailingURLKey=https://1.zhaoqing.cn:4443/}
    

    一堆提示告诉我们服务端证书无效,因为这是我们自签名的没经过权威认证的嘛!

    对于这种情况我们需要在代理方法中执行自定义TLS链验证,下篇笔记执行自定义TLS链验证我们会解决这个问题。

    demo

    ◇ demo地址:

    iOS系统的TLS链验证

    ◇ demo教程

    1 下载demo里两个文件夹,server和client,server是https服务端代码,client是iOS代码

    2 在终端下cd到server文件夹下,执行

    python https.py
    

    https服务端就跑起来了
    3 运行iOS代码就可以了

    参考:

    Authentication Challenges and TLS Chain Validation
    iOS - HTTPS

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