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初识 iOS 开发中的证书固定

news 2025/5/5 5:42:38

引言

在移动应用安全领域，HTTPS/TLS 是数据传输的第一道防线，但仅依赖系统默认的证书验证仍有被中间人（MITM）攻击的风险。Certificate Pinning（证书固定）通过将客户端信任“钉”在指定的服务器证书或公钥上，彻底杜绝了伪造证书带来的隐患，是面向金融、医疗、支付等高安全场景的必备防护手段。

为什么要做证书固定

防范中间人攻击（MITM）
攻击者可能在公共网络或被劫持的路由中插入自签或盗取的证书，绕过系统验证，让用户数据泄露或被篡改。
抵御企业/校园 HTTPS 代理
有些网络环境部署了 HTTPS 解密代理，虽然系统层面信任了其根证书，但应用层可通过固定真实服务器证书拒绝代理中转。
满足合规审计
金融、医疗等行业对通信安全有严格审计要求，证书固定可证明客户端仅信任预定义的证书或公钥。

核心原理与验证流程

预嵌入证书或公钥
- 将服务器证书（.cer）或对应公钥哈希（Base64）打包进 App Bundle。
拦截 TLS 验证回调
- 在 URLSessionDelegate 的 didReceiveChallenge 中，先调用系统的 SecTrustEvaluate 完成基础验证，再进行自定义校验。
提取公钥并计算哈希
- 从服务器返回的证书中提取公钥数据，对其执行 SHA-256 运算，生成 Base64 编码的哈希值。
哈希比对并决策
- 将计算所得哈希与预置的“钉扎”值对比：
  - 匹配 → 继续通信（.useCredential(trust:)）
  - 不匹配 → 拒绝连接（.cancelAuthenticationChallenge）

实现示例

1. 原生 NSURLSession 公钥固定

class PinnedDelegate: NSObject, URLSessionDelegate {// 本地存储的公钥哈希（Base64 编码）private let pinnedHash = "Base64EncodedPublicKeyHashHere"func urlSession(_ session: URLSession,didReceive challenge: URLAuthenticationChallenge,completionHandler: @escaping (URLSession.AuthChallengeDisposition, URLCredential?) -> Void) {// 1. 检查是否为 ServerTrust 验证guard challenge.protectionSpace.authenticationMethod == NSURLAuthenticationMethodServerTrust,let trust = challenge.protectionSpace.serverTrust else {completionHandler(.performDefaultHandling, nil)return}// 2. 系统默认验证var result = SecTrustResultType.invalidguard SecTrustEvaluate(trust, &result) == errSecSuccess,(result == .unspecified || result == .proceed) else {completionHandler(.cancelAuthenticationChallenge, nil)return}// 3. 提取服务器证书并获取公钥数据guard let cert = SecTrustGetCertificateAtIndex(trust, 0),let pubKey = SecCertificateCopyKey(cert),let pubData = SecKeyCopyExternalRepresentation(pubKey, nil) as Data? else {completionHandler(.cancelAuthenticationChallenge, nil)return}// 4. 计算 SHA-256 哈希let hash = sha256(pubData).base64EncodedString()// 5. 与预置哈希对比if hash == pinnedHash {completionHandler(.useCredential, URLCredential(trust: trust))} else {completionHandler(.cancelAuthenticationChallenge, nil)print("🚨 公钥哈希不匹配，证书固定校验失败")}}private func sha256(_ data: Data) -> Data {var buf = [UInt8](repeating: 0, count: Int(CC_SHA256_DIGEST_LENGTH))data.withUnsafeBytes { _ = CC_SHA256($0.baseAddress, CC_LONG(data.count), &buf) }return Data(buf)}
}// 使用方式
let session = URLSession(configuration: .default,delegate: PinnedDelegate(),delegateQueue: nil)
session.dataTask(with: URL(string: "https://api.yourdomain.com/data")!).resume()

2. Alamofire 整证书固定

import Alamofire// 1. 从 Bundle 加载本地 .cer
let url = Bundle.main.url(forResource: "server", withExtension: "cer")!
let cert = SecCertificateCreateWithData(nil, try! Data(contentsOf: url) as CFData)!// 2. 配置 ServerTrustManager
let evaluators: [String: ServerTrustEvaluating] = ["api.yourdomain.com":PinnedCertificatesTrustEvaluator(certificates: [cert],acceptSelfSignedCertificates: false,performDefaultValidation: true,validateHost: true)
]let manager = ServerTrustManager(evaluators: evaluators)
let session = Session(serverTrustManager: manager)// 3. 发起请求
session.request("https://api.yourdomain.com/data").validate().responseJSON { response inswitch response.result {case .success:print("✔️ 证书固定验证通过")case .failure(let error):print("❌ 验证失败：\(error)")}}

3. AFNetworking 公钥固定

#import "AFNetworking.h"// 1. 确保将 server.cer 放入 App Bundle
AFHTTPSessionManager *manager = [AFHTTPSessionManager manager];
manager.requestSerializer  = [AFJSONRequestSerializer serializer];
manager.responseSerializer = [AFJSONResponseSerializer serializer];// 2. 配置公钥固定（Public Key Pinning）
AFSecurityPolicy *policy = [AFSecurityPolicy policyWithPinningMode:AFSSLPinningModePublicKey];
// 不允许无效证书
policy.allowInvalidCertificates = NO;
// 必须校验域名
policy.validatesDomainName = YES;
manager.securityPolicy = policy;// 3. 发起 GET 请求
[manager GET:@"https://api.yourdomain.com/data"parameters:nilheaders:nilprogress:nilsuccess:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id  _Nullable responseObject) {NSLog(@"✔️ 请求成功并通过公钥固定校验：%@", responseObject);} failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) {NSLog(@"❌ 请求失败或证书固定校验失败：%@", error);}];

实践建议

优先使用公钥固定：对证书更新更具兼容性。
结合远程配置动态更新：如 Firebase Remote Config，下发最新哈希，降低 App 发布频率。
限定固定规则数量：仅对核心域名或关键 CA 进行固定，避免过度复杂。
完整测试与监控：在预发布环境模拟证书换新，确保校验逻辑可用，并对失败情况设置告警。

结语

本文从“为什么要做证书固定”到“核心验证流程”，再到三种主流网络框架（原生 NSURLSession、Alamofire、AFNetworking）的实战示例，帮助初学者系统掌握 iOS 证书固定的落地方案。做好 Certificate Pinning，为你的应用网络通信再添一道牢不可破的安全防线。