想不通HTTPS如何校验证书合法性来看

简介

HTTPS(Secure Hypertext Transfer Protocol)安全超文本传输协议 它是一个安全通信通道，它基于HTTP开发，用于在客户计算机和服务器之间交换信息。它使用安全套接字层(SSL)进行信息交换，简单来说它是HTTP的安全版,是使用 TLS/SSL 加密的 HTTP 协议。

HTTP 协议采用明文传输信息，存在信息窃听、信息篡改和信息劫持的风险，而协议 TLS/SSL 具有身份验证、信息加密和完整性校验的功能，可以避免此类问题。

TLS/SSL 全称安全传输层协议 Transport Layer Security, 是介于 TCP 和 HTTP 之间的一层安全协议，不影响原有的 TCP 协议和 HTTP 协议，所以使用 HTTPS 基本上不需要对 HTTP 页面进行太多的改造。

问题

简单介绍了HTTPS,如果要补基础知识，看这里,那么问题来了

1. 客户端是如何校验公钥证书合法性的?
2. Https到底怎么来防止中间人攻击的（Man-in-the-middle attack，缩写：MITM）?
3. 客户端如果没有内置公钥可以使用HTTPS么？
4. OkHttp如何配置HTTPS?

一个一个问题来解析

要解释这些问题，首先要知道Https握手时候使用的俩种加密方式。

* 前提 非常重要的事情—加密方案中的加密算法都是公开的，而密钥是保密的,没有密钥就不能解密，有了密钥就能解密 *

• 共享密钥加密

  加密和解密同用一个密钥的方式，客户端和服务器得拥有同一个密钥，客户端使用密钥A加密，服务器使用密钥A解密。

  缺点：如果攻击者也有了这个密钥既然共用同一个密钥，那么客户端肯定不能写死，或者存储密钥，那么服务器如何将密钥传输给客户端尼，哈哈，如果密钥能安全的传输，那么其他信息也可以安全传输，那就没Https什么事情了。

• 公开密钥加密
  公开密钥就避免了共享密钥的传输问题，因为顾名思义，他的密钥是公开的，他使用的是非对称加密，一个公开密钥，一个私有密钥，公钥公开，大家都可以拿到，私钥只有服务有一份。客户端使用公钥对内容进行加密，服务器使用私钥才能解密。这里有个前提，没有私钥的情况下要对加密进行解密，不是不可能，但是可以认为几乎不可能。

知道了这俩种加密方式，再来看客户端如何校验公钥证书合法性,如果出现了中间人攻击，中间替换了公钥证书，客户端是如何校验的？既然是合法性的问题，服务器和客户端俩个当事人谁说了都不算，由数字证书认证机构（CA,Certificate Authority）和其相关机构颁发的公开密钥证书说了算.

    证书包含以下信息：申请者公钥、申请者的组织信息和个人信息、签发机构 CA 的信息、有效时间、证书序列号等信息的明文，同时包含一个签名；

    签名的产生算法：首先，使用散列函数计算公开的明文信息的信息摘要，然后，采用 CA 的私钥对信息摘要进行加密，密文即签名；

客户端在对服务器say hello之后，服务器将公开密钥证书发送给客户端，注意这个证书里面包含了公钥+各种信息+签名（私钥对各种信息加密后生成签名），客户端收到公开密钥证书后，相当于收到了一个包裹里面有公钥+各种信息+签名，怎么样使用这三个数据来校验尼，很简单，公钥加密，私钥解，私钥加密公钥也可以解，只要利用公钥对签名进行解密，然后最和各种信息做比较就可以校验出证书的合法性。

那么这里再推理几种情况能不能破解这个校验方案：

中间人攻击第一波，

客户端say hello 后，被代理服务器拦截，然后他再向我们真正的服务器发相同的say hello，这时候服务器不知道你是谁，给了代理服务器公开密钥证书，然后代理服务器再把证书转发给客户端，客户端校验没毛病，然后用公钥加密的随机字符串发给代码服务器，这个时候代理服务器懵逼了，因为他没有私钥，解密不到随机字符串到底是什么，好吧，他虽然看不懂，但是还是把这一坨东西原封不动的给了服务器，服务器一看，没毛病，再把加密信息给代理服务器，代理服务器，因为不知道刚才的随机字符串是什么，而这个时候客户端和服务器已经不再使用公钥加密，而是使用了共享密钥加密，而关键的关键就是密钥就是刚才的随机字符串。代理服务器再次懵逼，就看数据来来回回，可是他看不懂，这样的中间人，只能算蠢萌的中转人，这也就是使用了HTTPS之后，packetCapture截取到的数据都是乱码的原因，关于这个可以参考这里。

中间人攻击第二波

客户端say hello 后，被代理服务器拦截，代理服务器也有CA颁发的证书，他把自己的合法证书发给客户端，客户端用证书里面的公钥解密签名之后，得到了各种信息，一看信息都对上了，没毛病信任。然后代理服务器宰相真正的服务器say hello，服务器下发真正的证书，代理服务器假装自己是客户端，信任了证书，然后校验通过，发用真正公钥加密后的随机数给服务器，服务器当然能解开，也就是代理服务器作为客户端和真正的服务器建立了合法的通信。再看客户端在校验了代理服务器自己的证书后也建立了合法的通信，这个时候，代理服务器作为中间人，因为他有自己的私钥和真正的公钥，可以欺上瞒下，俩边的信息都从它这里过了一次，信息被他偷窥到。攻击成功。

怎么防御？

客户端内置真正的公钥，当代理服务器把它自己的证书传过来的时候，客户端用内置的公钥去解密证书中的签名，因为不是真正的私钥加密的所以解密失败，校验也就失败，连接中断。这也就是客户端信任所有的证书的风险—被中间人攻击。

那么代码怎么敲？

如果你使用了OKHttp那就简单了看下面

  try {
            //载入证书
            SSLSocketFactory factory = setCertificates(getAssets().open("https.cer"));
            if (factory != null) {
                httpClientBuilder.sslSocketFactory(factory);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

 /**
     * 载入证书
     */
    private SSLSocketFactory setCertificates(InputStream... certificates) {
        try {
            CertificateFactory certificateFactory = CertificateFactory.getInstance("X.509");
            KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
            keyStore.load(null);
            int index = 0;
            for (InputStream certificate : certificates) {
                String certificateAlias = Integer.toString(index++);
                keyStore.setCertificateEntry(certificateAlias, certificateFactory.generateCertificate(certificate));
                try {
                    if (certificate != null) {
                        certificate.close();
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("TLS");
            TrustManagerFactory trustManagerFactory =
                    TrustManagerFactory.getInstance(TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm());
            trustManagerFactory.init(keyStore);
            sslContext.init(
                    null,
                    trustManagerFactory.getTrustManagers(),
                    new SecureRandom()
            );
            return sslContext.getSocketFactory();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

解析到这里，想必大家也知道第三个问题的答案 ：客户端如果没有内置公钥可以使用HTTPS么？当然可以，只是不安全，会被MITM。