如何在 iOS 上固定证书的公钥

Question

在提高我们正在开发的 iOS 应用程序的安全性时，我们发现需要对服务器的 SSL 证书进行 PIN（全部或部分）以防止中间人攻击。

尽管有多种方法可以做到这一点，但当您搜索这个时，我只找到了固定整个证书的示例。这种做法会带来一个问题：一旦证书更新，您的应用程序将无法再连接。 如果您选择固定公钥而不是整个证书，您会发现自己（我相信）处于同样安全的情况下，同时对服务器中的证书更新更有弹性。

但是你是怎么做到的呢？

Answer 1

如果您需要知道如何从 iOS 代码中的证书中提取此信息，这里有一种方法可以做到。

首先添加安全框架。

#import <Security/Security.h>

添加 openssl 库。您可以从https://github.com/st3fan/ios-openssl下载它们

#import <openssl/x509.h>

NSURLConnectionDelegate 协议允许您决定连接是否应该能够响应保护空间。简而言之，此时您可以查看来自服务器的证书，并决定允许连接继续还是取消。您在这里要做的是将证书公钥与您固定的公钥进行比较。现在的问题是，你如何获得这样的公钥？看看下面的代码：

首先获取 X509 格式的证书（为此您需要 ssl 库）

const unsigned char *certificateDataBytes = (const unsigned char *)[serverCertificateData bytes];
X509 *certificateX509 = d2i_X509(NULL, &certificateDataBytes, [serverCertificateData length]);

现在我们准备读取公钥数据

ASN1_BIT_STRING *pubKey2 = X509_get0_pubkey_bitstr(certificateX509);

NSString *publicKeyString = [[NSString alloc] init];    

此时您可以遍历 pubKey2 字符串，并将 HEX 格式的字节提取到一个字符串中，使用以下循环

 for (int i = 0; i < pubKey2->length; i++)
{
    NSString *aString = [NSString stringWithFormat:@"%02x", pubKey2->data[i]];
    publicKeyString = [publicKeyString stringByAppendingString:aString];
}

打印公钥以查看它

 NSLog(@"%@", publicKeyString);

完整代码

- (BOOL)connection:(NSURLConnection *)connection canAuthenticateAgainstProtectionSpace:(NSURLProtectionSpace *)protectionSpace
{
const unsigned char *certificateDataBytes = (const unsigned char *)[serverCertificateData bytes];
X509 *certificateX509 = d2i_X509(NULL, &certificateDataBytes, [serverCertificateData length]);
ASN1_BIT_STRING *pubKey2 = X509_get0_pubkey_bitstr(certificateX509);

NSString *publicKeyString = [[NSString alloc] init];    

for (int i = 0; i < pubKey2->length; i++)
 {
     NSString *aString = [NSString stringWithFormat:@"%02x", pubKey2->data[i]];
     publicKeyString = [publicKeyString stringByAppendingString:aString];
 }

if ([publicKeyString isEqual:myPinnedPublicKeyString]){
    NSLog(@"YES THEY ARE EQUAL, PROCEED");
    return YES;
}else{
   NSLog(@"Security Breach");
   [connection cancel];
   return NO;
}

}

Answer 2

据我所知，您无法直接在 iOS 中轻松创建预期的公钥，您需要通过证书来完成。 因此所需的步骤类似于固定证书，但另外您需要从实际证书和参考证书（预期的公钥）中提取公钥。

你需要做的是：

1. 使用 NSURLConnectionDelegate 检索数据，并实现willSendRequestForAuthenticationChallenge。
2. 包含DER 格式的参考证书。在示例中，我使用了一个简单的资源文件。
3. 提取服务器提供的公钥
4. 从您的参考证书中提取公钥
5. 比较两者
6. 如果匹配，则继续进行常规检查（主机名、证书签名等）
7. 如果不匹配，则失败。

一些示例代码：

 (void)connection:(NSURLConnection *)connection willSendRequestForAuthenticationChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge {
    // get the public key offered by the server
    SecTrustRef serverTrust = challenge.protectionSpace.serverTrust;
    SecKeyRef actualKey = SecTrustCopyPublicKey(serverTrust);

    // load the reference certificate
    NSString *certFile = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"ref-cert" ofType:@"der"];
    NSData* certData = [NSData dataWithContentsOfFile:certFile];
    SecCertificateRef expectedCertificate = SecCertificateCreateWithData(NULL, (__bridge CFDataRef)certData);

    // extract the expected public key
    SecKeyRef expectedKey = NULL;
    SecCertificateRef certRefs[1] = { expectedCertificate };
    CFArrayRef certArray = CFArrayCreate(kCFAllocatorDefault, (void *) certRefs, 1, NULL);
    SecPolicyRef policy = SecPolicyCreateBasicX509();
    SecTrustRef expTrust = NULL;
    OSStatus status = SecTrustCreateWithCertificates(certArray, policy, &expTrust);
    if (status == errSecSuccess) {
      expectedKey = SecTrustCopyPublicKey(expTrust);
    }
    CFRelease(expTrust);
    CFRelease(policy);
    CFRelease(certArray);

    // check a match
    if (actualKey != NULL && expectedKey != NULL && [(__bridge id) actualKey isEqual:(__bridge id)expectedKey]) {
      // public keys match, continue with other checks
      [challenge.sender performDefaultHandlingForAuthenticationChallenge:challenge];
    } else {
      // public keys do not match
      [challenge.sender cancelAuthenticationChallenge:challenge];
    }
    if(actualKey) {
      CFRelease(actualKey);
    }
    if(expectedKey) {
      CFRelease(expectedKey);
    }
 }

免责声明：这只是示例代码，未经彻底测试。 要完整实施，请从 certificate pinning example by OWASP 开始。

请记住，使用SSL Kill Switch 和类似工具始终可以避免证书锁定。

Answer 3

您可以使用 Security.framework 的 SecTrustCopyPublicKey 函数进行公钥 SSL 固定。请参阅 AFNetworking 项目的connection:willSendRequestForAuthenticationChallenge: 示例。

如果你需要 iOS 的 openSSL，请使用https://gist.github.com/foozmeat/5154962 它基于 st3fan/ios-openssl，目前无法使用。

Answer 4

您可以使用此处提到的 PhoneGap (Build) 插件：http://www.x-services.nl/certificate-pinning-plugin-for-phonegap-to-prevent-man-in-the-middle-attacks/734

该插件支持多个证书，因此服务器和客户端不需要同时更新。如果您的指纹每（例如）2 年更改一次，则实施一种强制客户端更新的机制（向您的应用程序添加一个版本并在服务器上创建一个“minimalRequiredVersion”API 方法。如果应用程序版本是，请告诉客户端更新太低（激活新证书时的 fi）。

Answer 5

如果您使用 AFNetworking（更具体地说，AFSecurityPolicy），并且选择了 AFSSLPinningModePublicKey 模式，那么您的证书是否更改并不重要，只要公钥保持不变即可。是的，AFSecurityPolicy 确实没有为您提供直接设置公钥的方法；您只能通过调用setPinnedCertificates 来设置您的证书。但是，如果您查看 setPinnedCertificates 的实现，您会看到该框架正在从证书中提取公钥，然后比较这些密钥。

简而言之，把证书传进去，以后不用担心它们会变。该框架只关心这些证书中的公钥。

以下代码对我有用。

AFHTTPRequestOperationManager *manager = [AFHTTPRequestOperationManager manager];
manager.securityPolicy = [AFSecurityPolicy policyWithPinningMode:AFSSLPinningModePublicKey];
[manager.securityPolicy setPinnedCertificates:myCertificate];

Answer 6

...用于固定整个证书。这样的做法是有问题的……

此外，Google 会每月（左右）更改证书，但会保留或重新认证公众。所以证书固定会导致很多虚假警告，而公钥固定会通过密钥连续性测试。

我相信 Google 这样做是为了使 CRL、OCSP 和撤销列表易于管理，我希望其他人也会这样做。对于我的网站，我通常会重新认证密钥，以便人们确保密钥的连续性。

但是你是怎么做到的呢？

Certificate and Public Key Pinning。本文讨论了这种做法，并提供了适用于 OpenSSL、Android、iOS 和 .Net 的示例代码。在iOS: Provide Meaningful Error from NSUrlConnection didReceiveAuthenticationChallenge (Certificate Failure) 讨论的框架中，iOS 存在至少一个问题。

此外，Peter Gutmann 在他的书Engineering Security 中对关键连续性和固定进行了很好的处理。

Answer 7

如果您使用 AFNetworking，请使用 AFSecurityPolicy *policy = [AFSecurityPolicy policyWithPinningMode:AFSSLPinningModePublicKey];