HTTPDNS IP直连、证书强校验

·背景

公司APP项目忽略了服务端证书校验漏洞，导致攻击者可以通过伪造证书等手段进行攻击获取。因此需要进行证书校验来解决该漏洞带来的风险。

·一次完整的HTTP请求过程

域名解析 -> 发起TCP的三次握手(去看看)-> 建立TCP连接后发起HTTP请求 -> 服务器响应HTTP请求

下图通过抓包可以查看连接过程：

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·域名解析（DNS劫持）

DNS域名解析过程：https://blog.csdn.net/u010555682/article/details/52127451

在解析域名过程中需要经过localDNS服务器，就在这个过程中有可能会被黑客攻击、甚至服务商在其中做手脚，甚至使用伪造的服务器导致DNS域名解析后的结果并不是我们想要的内容。这种情况就是DNS域名劫持。

下图为DNS劫持流程：

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那么如何解决DNS劫持？

1、不用运营商的DNS解析而使用自己可信的解析服务器。

2、提前在自己的APP中将解析好的域名以IP的形式发出去从而绕过运营商的DNS解析来达到避免DNS解析的问题。（IP直连）

·HTTPS连接

HTTP协议传输的数据都是未加密的，也就是明文传输，因此HTTP协议传输隐私信息非常的不安全。为了保证隐私数据能够加密传输，设计了SSL（Secure Sockets Layer）协议用于对HTTP协议传输的数据进行加密，从而诞生了HTTPS。

HTTPS建立连接过程示意图：（来源：https://www.cnblogs.com/softidea/p/6958394.html）

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·HTTPS IP直连

为了避免上文中讲到的DNS被劫持的情况，我们将在请求的时候讲URL中的HOST中的域名替换为后台下发IP进行访问（即IP直连）。IP直连相对于域名访问的好处：

1、省去DNS解析这一步骤，减少耗时

2、避免DNS劫持；

3、当终端有多个IP接入选择时，有一定容灾能力；

但是，HTTPS IP直连也存在着问题：

1、证书HOST校验问题；

2、SNI问题；

·证书HOST校验问题

终端在SSL握手过程会校验当前请求URL的HOST是否在服务端证书的可选域名列表里。

比如想要请求https://a.html5.qq.com,使用IP直连接后实际请求的URL为：https://183.21.152.52:443此时服务端返回的证书可选域名列表如下：

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由于请求的HOST域名被替换成IP，导致底层在进行证书验证的时候验证失败。

解决办法：将请求的HOST文件中的IP替换回请求的域名

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下图通过抓包查看不将HOST中的IP换成域名和换成域名情况分别返回的证书：

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·SNI问题

解决了上述问题后，理论上就可以进行IP直连。但是还会有存在：一个IP转发层部署了多个域名的证书（SNI情况）。而终端使用IP直连时，服务端SSL握手阶段会获取到域名调度后的IP，服务端无法找到匹配证书时，只能返回默认的证书或者不返回，没有可匹配的证书，导致校验失败。

解决方案-阿里云HTTPS SNI“IP直连”方案

   SNI（单IP多HTTPS证书）场景下，ios上层网络库NSURLConnection/NSURLSession没有提供接口进行SNI字段配置，因此需要Socket层级的网络库（CFNetwork）来实现IP直连网络请求适配方案。

针对SNI场景的方案，Socket层级的网络库方案：

·基于CFNetwork , hook证书校验步骤

·基于原生支持设置SNI字段的更底层的库（如libcurl库）;

实现：

1、筛选需要被拦截的网络请求

/**
 *  是否拦截处理指定的请求
 *
 *  @param request 指定的请求
 *  @return 返回YES表示要拦截处理，返回NO表示不拦截处理
 */
+ (BOOL)canInitWithRequest:(NSURLRequest *)request {
    /* 防止无限循环，因为一个请求在被拦截处理过程中，也会发起一个请求，这样又会走到这里，如果不进行处理，就会造成无限循环 */
    if ([NSURLProtocol propertyForKey:protocolKey inRequest:request]) {
        return NO;
    }
    NSString *url = request.URL.absoluteString;
    // 如果url以https开头，则进行拦截处理，否则不处理
    if ([url hasPrefix:@"https"]) {
        return YES;
    }
    return NO;
}

2、对需要拦截的请求重新构造

+ (NSURLRequest *)canonicalRequestForRequest:(NSURLRequest *)request {
    return [request httpdns_getPostRequestIncludeBody];
}

测试过程中遇到使用GET请求能够正常拉去数据，但是使用POST请求拉取失败的问题。经过测试发现使用NSURLProtocol拦截NSURLSession请求会丢失body.解决办法是使用HTTPBodyStream获取body，再赋值到body中：

- (NSMutableURLRequest *)httpdns_getMutablePostRequestIncludeBody{
    NSMutableURLRequest * req = [self mutableCopy];
    if ([self.HTTPMethod isEqualToString:@"POST"]) {
        if (!self.HTTPBody) {
            uint8_t d[1024] = {0};
            NSInputStream *stream = self.HTTPBodyStream;
            NSMutableData *data = [[NSMutableData alloc] init];
            [stream open];
            //warning 不能用 [stream hasBytesAvailable]) 判断，处理图片文件的时候这里的[stream hasBytesAvailable]会始终返回YES，导致在while里面死循环。
            BOOL endOfStream = NO;
            while (!endOfStream) {//[stream hasBytesAvailable]
                NSInteger len = [stream read:d maxLength:1024];
                if (len == 0) {//文件读取到最后
                    endOfStream = YES;
                }else if (len == -1){
                    endOfStream = YES;
                }else if (stream.streamError == nil){
                    [data appendBytes:(void *)d length:len];
                } 
            }
            req.HTTPBody = [data copy];
            NSString *str = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
            [stream close];
        }
    }
    return req;
}

3、将用于拦截请求的NSURLProtocol的子类添加到

NSURLSessionConfiguration * sessionConfiguration = [NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration];
//add
NSArray *protocolArray = @[ [CFHttpMessageURLProtocol class] ];
sessionConfiguration.protocolClasses = protocolArray;

遇到问题：
转发请求内部使用了Core Foundation,就需要涉及到Foundation和Core Foundation之间的转化。系统在ARC状态下编译器不能自动管理CF的内存，必须手动使用CFRetain和CFRelease来进行CF的内存管理。
过程由于没有使用好 __bridge_retained 和 CFRelease()导致出现内存泄漏。

image.png

在Objective-C 和 Core Foundation-style 对象之间进行转换，你必须通过以下宏来告诉编译器对象的持有者:
__bridge : 转换Objective-C 和 Core Foundation 指针，不移交持有权. 作用于外对象已经释放掉，作用于外再访问该对象就会崩溃
__bridge_retained : 转换 Objective-C 指针到Core Foundation 指针并移交持有权.
你要负责调用 CFRelease 或一个相关的函数来释放对象.
__bridge_transfer : 传递一个非Objective-C 指针到 Objective-C 指针并移交持有权给ARC , ARC负责释放对象.

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·证书HOST校验问题

·SNI问题

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