Android使用https与服务器交互的正确姿势

Posted 2021-01-19 wenhui92

HTTPS 使用 SSL 在客户端和服务器之间进行加密通信，错误地使用 SSL ，将会导致其它人能够拦截网络上的应用数据。

使用一个包含公钥及与其匹配的私钥的证书配置服务器，作为 SSL 客户端与服务器握手的一部分，服务器将通过使用公钥加密签署其证书来证明自己具有私钥。

主机平台一般包含其信任的知名 CA 的列表。从 android 4.2 开始，Android 包含在每个版本中更新的 100 多个 CA。CA 具有一个证书和一个私钥，为服务器发放证书时，CA 使用其私钥签署服务器证书。然后，客户端可以验证该服务器是否具有平台已知的 CA 发放的证书。

如果拥有一个知名 CA 发放证书的服务器，那么可以用以下代码直接发起 HTTPS 请求

URL url = new URL("https://www.cnblogs.com");
URLConnection urlConnection = url.openConnection();
InputStream in = urlConnection.getInputStream();
copyInputStreamToOutputStream(in, System.out);

对！就是这么简单。 Android 会对验证证书和主机名做处理，你不用考虑这些细节。

如果验证服务器证书出现 SSLHandshakeException 异常，那么原因可能是颁发服务器证书的 CA 是 Android 系统未知的，或者是自签署的服务器证书。

为了解决证书验证失败的问题，我们可以使用自定义的 TrustManager 使 HttpsURLConnection 信任特定的 CA 。

// Load CAs from an InputStream
// (could be from a resource or ByteArrayInputStream or ...)
CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X.509");
// From https://www.washington.edu/itconnect/security/ca/load-der.crt
InputStream caInput = new BufferedInputStream(new FileInputStream("load-der.crt"));
Certificate ca;
try {
    ca = cf.generateCertificate(caInput);
    System.out.println("ca=" + ((X509Certificate) ca).getSubjectDN());
} finally {
    caInput.close();
}

// Create a KeyStore containing our trusted CAs
String keyStoreType = KeyStore.getDefaultType();
KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(keyStoreType);
keyStore.load(null, null);
keyStore.setCertificateEntry("ca", ca);

// Create a TrustManager that trusts the CAs in our KeyStore
String tmfAlgorithm = TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm();
TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance(tmfAlgorithm);
tmf.init(keyStore);

// Create an SSLContext that uses our TrustManager
SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLS");
context.init(null, tmf.getTrustManagers(), null);

// Tell the URLConnection to use a SocketFactory from our SSLContext
URL url = new URL("https://certs.cac.washington.edu/CAtest/");
HttpsURLConnection urlConnection =
    (HttpsURLConnection)url.openConnection();
urlConnection.setSSLSocketFactory(context.getSocketFactory());
InputStream in = urlConnection.getInputStream();
copyInputStreamToOutputStream(in, System.out);

从 InputStream 获取一个特定的 CA，用该 CA 创建 KeyStore，然后用后者创建和初始化 TrustManager。TrustManager 是系统用于从服务器验证证书的工具，可以使用一个或多个 CA 从 KeyStore 创建，而创建的 TrustManager 将仅信任这些 CA。

很多网站和博客介绍一种非常糟糕的解决方案来通过验证

SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("TLS");
sslContext.init(null, new TrustManager[]{new X509TrustManager() {
    @Override
    public void checkClientTrusted(X509Certificate[] chain, String authType) throws CertificateException {
        
    }

    @Override
    public void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain, String authType) throws CertificateException {

    }

    @Override
    public X509Certificate[] getAcceptedIssuers() {
        return new X509Certificate[0];
    }
}}, null);
URLConnection urlConnection = url.openConnection();
urlConnection.setSSLSocketFactory(sslContext.getSocketFactory());
InputStream in = urlConnection.getInputStream();
copyInputStreamToOutputStream(in, System.out);

使用一个没有任何作用的 TrustManager。这样做等同于没加密通信，因为任何人都可以在公共 WLAN 热点下，使用伪装成服务器的代理发送数据，通过 DNS 欺骗攻击用户。然后，攻击者可以记录密码和其他个人数据。此方法之所以有效是因为攻击者可以生成一个证书，且没有可以真正验证证书是否来自值得信任的来源的 TrustManager，从而使你的应用可与任何人通信。