發(fā)表日期:2017-03 文章編輯:小燈 瀏覽次數(shù):1974
學名SSL/ TLS 協(xié)議,不使用SSL/TLS的HTTP通信,就是不加密的通信。所有信息明文傳播,帶來了三大風險。
(1) 竊聽風險(eavesdropping):第三方可以獲知通信內容。 (2) 篡改風險(tampering):第三方可以修改通信內容。 (3) 冒充風險(pretending):第三方可以冒充他人身份參與通信。
SSL/TLS協(xié)議是為了解決這三大風險而設計的,希望達到:
(1) 所有信息都是加密傳播,第三方無法竊聽。 (2) 具有校驗機制,一旦被篡改,通信雙方會立刻發(fā)現(xiàn)。 (3) 配備身份證書,防止身份被冒充。
互聯(lián)網是開放環(huán)境,通信雙方都是未知身份,這為協(xié)議的設計帶來了很大的難度。而且,協(xié)議還必須能夠經受所有匪夷所思的攻擊,這使得SSL/TLS協(xié)議變得異常復雜。
互聯(lián)網加密通信協(xié)議的歷史,幾乎與互聯(lián)網一樣長。
1994年,NetScape公司設計了SSL協(xié)議(Secure Sockets Layer)的1.0版,但是未發(fā)布。 1995年,NetScape公司發(fā)布SSL 2.0版,很快發(fā)現(xiàn)有嚴重漏洞。 1996年,SSL 3.0版問世,得到大規(guī)模應用。 1999年,互聯(lián)網標準化組織ISOC接替NetScape公司,發(fā)布了SSL的升級版[TLS] 1.0版。 2006年和2008年,TLS進行了兩次升級,分別為TLS 1.1版和TLS 1.2版。最新的變動是2011年TLS 1.2的[修訂版]。
SSL/TLS協(xié)議的基本思路是采用公鑰加密法,也就是說,客戶端先向服務器端索要公鑰,然后用公鑰加密信息,服務器收到密文后,用自己的私鑰解密。
但是,這里有兩個問題。
(1)如何保證公鑰不被篡改?
解決方法:將公鑰放在數(shù)字證書中。只要證書是可信的,公鑰就是可信的。
(2)公鑰加密計算量太大,如何減少耗用的時間?
解決方法:每一次對話(session),客戶端和服務器端都生成一個"對話密鑰"(session key),用它來加密信息。由于"對話密鑰"是對稱加密,所以運算速度非常快,而服務器公鑰只用于加密"對話密鑰"本身,這樣就減少了加密運算的消耗時間。
因此,SSL/TLS協(xié)議的基本過程是這樣的:
(1) 客戶端向服務器端索要并驗證公鑰。 (2) 雙方協(xié)商生成"對話密鑰"。 (3) 雙方采用"對話密鑰"進行加密通信。
"握手階段"涉及四次通信,我們一個個來看。需要注意的是,"握手階段"的所有通信都是明文的。
首先,客戶端(通常是瀏覽器)先向服務器發(fā)出加密通信的請求,這被叫做ClientHello請求。
在這一步,客戶端主要向服務器提供以下信息。
(1) 支持的協(xié)議版本,比如TLS 1.0版。 (2) 一個客戶端生成的隨機數(shù),稍后用于生成"對話密鑰"。 (3) 支持的加密方法,比如RSA公鑰加密。 (4) 支持的壓縮方法。
這里需要注意的是,客戶端發(fā)送的信息之中不包括服務器的域名。也就是說,理論上服務器只能包含一個網站,否則會分不清應該向客戶端提供哪一個網站的數(shù)字證書。這就是為什么通常一臺服務器只能有一張數(shù)字證書的原因。
對于虛擬主機的用戶來說,這當然很不方便。2006年,TLS協(xié)議加入了一個Server Name Indication擴展,允許客戶端向服務器提供它所請求的域名。
服務器收到客戶端請求后,向客戶端發(fā)出回應,這叫做SeverHello。服務器的回應包含以下內容。
(1) 確認使用的加密通信協(xié)議版本,比如TLS 1.0版本。如果瀏覽器與服務器支持的版本不一致,服務器關閉加密通信。 (2) 一個服務器生成的隨機數(shù),稍后用于生成"對話密鑰"。 (3) 確認使用的加密方法,比如RSA公鑰加密。 (4) 服務器證書。
除了上面這些信息,如果服務器需要確認客戶端的身份,就會再包含一項請求,要求客戶端提供"客戶端證書"。比如,金融機構往往只允許認證客戶連入自己的網絡,就會向正式客戶提供USB密鑰,里面就包含了一張客戶端證書。
客戶端收到服務器回應以后,首先驗證服務器證書。如果證書不是可信機構頒布、或者證書中的域名與實際域名不一致、或者證書已經過期,就會向訪問者顯示一個警告,由其選擇是否還要繼續(xù)通信。
如果證書沒有問題,客戶端就會從證書中取出服務器的公鑰。然后,向服務器發(fā)送下面三項信息。
(1) 一個隨機數(shù)。該隨機數(shù)用服務器公鑰加密,防止被竊聽。 (2) 編碼改變通知,表示隨后的信息都將用雙方商定的加密方法和密鑰發(fā)送。 (3) 客戶端握手結束通知,表示客戶端的握手階段已經結束。這一項同時也是前面發(fā)送的所有內容的hash值,用來供服務器校驗。
上面第一項的隨機數(shù),是整個握手階段出現(xiàn)的第三個隨機數(shù),又稱"pre-master key"。有了它以后,客戶端和服務器就同時有了三個隨機數(shù),接著雙方就用事先商定的加密方法,各自生成本次會話所用的同一把"會話密鑰"。
至于為什么一定要用三個隨機數(shù),來生成"會話密鑰",dog250解釋得很好:
"不管是客戶端還是服務器,都需要隨機數(shù),這樣生成的密鑰才不會每次都一樣。由于SSL協(xié)議中證書是靜態(tài)的,因此十分有必要引入一種隨機因素來保證協(xié)商出來的密鑰的隨機性。 對于RSA密鑰交換算法來說,pre-master-key本身就是一個隨機數(shù),再加上hello消息中的隨機,三個隨機數(shù)通過一個密鑰導出器最終導出一個對稱密鑰。 pre master的存在在于SSL協(xié)議不信任每個主機都能產生完全隨機的隨機數(shù),如果隨機數(shù)不隨機,那么pre master secret就有可能被猜出來,那么僅適用pre master secret作為密鑰就不合適了, 因此必須引入新的隨機因素,那么客戶端和服務器加上pre master secret三個隨機數(shù)一同生成的密鑰就不容易被猜出了,一個偽隨機可能完全不隨機,可是是三個偽隨機就十分接近隨機了,每增加一個自由度,隨機性增加的可不是一。"
此外,如果前一步,服務器要求客戶端證書,客戶端會在這一步發(fā)送證書及相關信息。
服務器收到客戶端的第三個隨機數(shù)pre-master key之后,計算生成本次會話所用的"會話密鑰"。然后,向客戶端最后發(fā)送下面信息。
(1)編碼改變通知,表示隨后的信息都將用雙方商定的加密方法和密鑰發(fā)送。 (2)服務器握手結束通知,表示服務器的握手階段已經結束。這一項同時也是前面發(fā)送的所有內容的hash值,用來供客戶端校驗。
至此,整個握手階段全部結束。接下來,客戶端與服務器進入加密通信,就完全是使用普通的HTTP協(xié)議,只不過用"會話密鑰"加密內容。
整個過程可以用下面這張圖來總結:
2016年12月21日蘋果更新了截止日期,宣布延期執(zhí)行ATS支持要求Supporting App Transport Security。
此舉為開發(fā)者提供了更多時間來做適配和支持。然而,對于iOS開發(fā)者來說,盡早解決HTTPS請求的問題仍為上策。
蘋果ATS對HTTPS證書的要求
啟用ATS必須符合以下標準,不滿足條件的HTTPS證書,ATS都會拒絕連接:
此外,蘋果ATS支持CT證書透明,要求開發(fā)者使用支持CT證書透明度的SSL證書,確保SSL證書合法透明,防止中間人攻擊。
發(fā)送HTTPS請求信任SSL證書,分為兩種情況:
如果你的app服務端安裝的是SSL權威機構頒發(fā)的CA證書,可以使用系統(tǒng)方法直接實現(xiàn)信任SSL證書,關于Apple對SSL證書的要求請參考:蘋果官方文檔CertKeyTrustProgGuide
這種方式不需要在Bundle中引入CA文件,可以交給系統(tǒng)去判斷服務器端的證書是不是SSL證書,驗證過程也不需要我們去具體實現(xiàn),網絡請求部分的代碼無需做修改即可。
基于AFNetWorking的SSL自制服務器證書信任處理,重寫AFNetWorking的customSecurityPolicy方法,這里創(chuàng)建了一個MMDBaseHandle類,分別對GET和POST方法進行了封裝:
- (void)requestWithURL:(NSString * _Nonnull) URLString method:(HTTPMethod)method params:(id _Nullable)params block:(nonnull void (^)(MMDResponse * _Nonnull response))block {NSString *token = [MMDCommonUserModel instance].accessToken; NSLog(@"********HTTP REQUEST ACCESSTOKEN:%@", token); if (![StringUtils isNullOrEmpty:token]) { [self.requestSerializer setValue:token forHTTPHeaderField:@"mmTicket"]; }// 加上這行代碼,https ssl 驗證。 if(openHttpsSSL) { [mgr setSecurityPolicy:[self customSecurityPolicy]]; }NSLog(@"********HTTP REQUEST URL: %@%@", self.baseURL.absoluteString, URLString); NSLog(@"********HTTP REQUEST PARAMS: %@", params);switch (method) { case GET: { NSLog(@"暫時還不支持GET請求方式,請用POST請求"); break; } case POST: { [self POST:URLString parameters:params progress:nil success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id _Nullable responseObject) { [self publicHandleResponse:responseObject reqURL:URLString error:nil block:block]; } failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) { [self publicHandleResponse:nil reqURL:URLString error:error block:block]; }]; break; } case PUT: { NSLog(@"暫時還不支持PUT請求方式,請用POST請求"); break; } case DELETE: { NSLog(@"暫時還不支持DELETE請求方式,請用POST請求"); break; } } }+ (AFSecurityPolicy*)customSecurityPolicy { // /先導入證書 NSString *cerPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:certificate ofType:@"cer"];//證書的路徑 NSData *certData = [NSData dataWithContentsOfFile:cerPath];// AFSSLPinningModeCertificate 使用證書驗證模式 AFSecurityPolicy *securityPolicy = [AFSecurityPolicy policyWithPinningMode:AFSSLPinningModeCertificate];// allowInvalidCertificates 是否允許無效證書(也就是自建的證書),默認為NO // 如果是需要驗證自建證書,需要設置為YES securityPolicy.allowInvalidCertificates = YES;//validatesDomainName 是否需要驗證域名,默認為YES; //假如證書的域名與你請求的域名不一致,需把該項設置為NO;如設成NO的話,即服務器使用其他可信任機構頒發(fā)的證書,也可以建立連接,這個非常危險,建議打開。 //置為NO,主要用于這種情況:客戶端請求的是子域名,而證書上的是另外一個域名。因為SSL證書上的域名是獨立的,假如證書上注冊的域名是www.google.com,那么mail.google.com是無法驗證通過的;當然,有錢可以注冊通配符的域名*.google.com,但這個還是比較貴的。 //如置為NO,建議自己添加對應域名的校驗邏輯。 securityPolicy.validatesDomainName = NO;securityPolicy.pinnedCertificates = @[certData];return securityPolicy; }
其中的cerPath就是app bundle中證書路徑,certificate為證書名稱的宏,僅支持cer格式,securityPolicy的相關配置尤為重要,請仔細閱讀customSecurityPolicy方法并根據(jù)實際情況設置其屬性。
這樣,就能夠在AFNetWorking的基礎上使用HTTPS協(xié)議訪問特定服務器,但是不能信任根證書的CA文件,因此這種方式存在風險,讀取pinnedCertificates中的證書數(shù)組的時候有可能失敗,如果證書不符合,certData就會為nil。
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