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你的Android HTTPS真的安全吗？

随着数据量级和维度的不断增加，数据安全已经成为移动互联网行业重点关注的领域。尤其是数据传输过程，是相对比较容易被拦截和嗅探的，因此谷歌对数据传输安全提出了更高的要求，推动Android开发者使用HTTPS来提升安全能力。但是现实中，Android开发人员对HTTPS的使用却存在一些问题。以下是TalkingData的研发总监卢健给大家做的分享。

背景

Google Play的开发者政策中心对“隐私和安全”有如下描述：

如果您的应用会处理用户个人数据或敏感数据（包括个人身份信息、财务和付款信息、身份验证信息、电话簿或联系人数据、麦克风和相机传感器数据，以及敏感的设备数据），则必须：

同时在 Play Developer Console 中的指定位置以及通过 Play 分发的应用内提供隐私权政策。
以安全无虞的方式处理用户数据，包括使用新型加密技术（例如通过HTTPS）传输数据。

随着数据量级和维度的不断增加，数据安全已经成为移动互联网行业重点关注的领域。尤其是数据传输过程，是相对比较容易被拦截和嗅探的，因此谷歌对数据传输安全提出了更高的要求，推动Android开发者使用HTTPS来提升安全能力。

但是现实中，Android开发人员对HTTPS的使用却存在一些问题，包括：

1.多数HTTPS是基于HttpClient来实现，但Android已不再默认支持HttpClient开发库，需要切换；

2.为了方便，开发人员一般会默认信任所有域名，这是个较大的安全隐患；

3.也是为了方便，证书校验也采用默认的设置，没有正确校验自签名证书；

关键还是在于如何正确校验证书和域名。

介绍Android HTTPS的文章有很多，比如谷歌官方Android Develop Training 中有一篇文章讲 Securitywith HTTPS and SSL，从基本概念和一个简单的HTTPS案例开始，帮助大家理解使用HTTPS可能遇到的问题以及应对方案，知识性很强。当然，阅读之前，最好已经掌握以下基础知识：

Java Security 基础知识
HTTPS 的通信原理
Android 网络基础
证书，证书文件格式
SSL TLS
秘钥管理，JSSE等

HTTPS 的简单例子

这里是 Google 提供的HTTPS例子：

URL url = newURL("https://wikipedia.org");
URLConnection urlConnection =url.openConnection();
InputStream in=urlConnection.getInputStream();
copyInputStreamToOutputStream(in, System.out);

以上代码表明，可以用HTTPS URL直接获取地址内容。隐含的意思是，服务器证书需要配置CA证书，不能是自签名证书，甚至不能是不知名的证书机构签发的证书，否则就会有异常。

关于证书，有几个概念说明：

CA证书：证书授权中心签发的证书，在访问这类网站的时候，浏览器地址栏的左端一般都有一个绿色盾牌。
不知名机构签发的证书：不是国际公认的签发机构，比如12306用的证书是中铁数字证书认证中心签发的。
自签名证书：Android应用程序开发最可能使用到，一般由服务器管理者生成。

平常大家使用自签名证书的情况比较多，因为自签名证书不仅免费，而且有效时间可以比较长。
但是使用自签名证书的时候，需要移动端开发人员自己实现校验代码，增加了开发的难度。尤其是如果开发人员没有经验，未对证书和域名做正确校验，则可能引入安全隐患。
这里重点讨论一下如何校验自签名证书和域名。

如何校验自签名证书

Google文章中关于如何让 HttpsURLConnection 信任自签名证书有如下代码（我们补充了中文注释）：

// Load CAs from an InputStream // (could be from a resource or ByteArrayInputStreamor ...) // X.509 是Android唯一支持的证书格式 CertificateFactory cf =CertificateFactory.getInstance("X.509"); // From[https://www.washington.edu/itconnect/security/ca/load-der.crt](https://www.washington.edu/itconnect/security/ca/load-der.crt) InputStream caInput = newBufferedInputStream(new FileInputStream("load-der.crt")); // 证书的加载也可以是字符串的方式，建议使用字符串，并且对字符串做些额外的处理 // InputStream caInput=newByteArrayInputStream(cerString.getBytes());

Certificate ca; try { ca =cf.generateCertificate(caInput); System.out.println("ca=" + ((X509Certificate) ca).getSubjectDN()); } finally { caInput.close(); }

// Create a KeyStore containing our trusted CAs // KeyStore 默认类型是 BKS，虽然 Android 的文档中的例子写了 JKS，但是 Android 并不支持JKS String keyStoreType =KeyStore.getDefaultType(); KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(keyStoreType); keyStore.load(null, null); // 加载一个默认的秘钥仓库，仓库是空的 keyStore.setCertificateEntry("ca",ca);

// Create a TrustManager that trusts the CAs inour KeyStore // TrustManager 是证书校验的关键，不使用系统默认校验方式时，需要开发者自己实现接口，完成校验代码 String tmfAlgorithm = TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm();// 默认算法 PKIX TrustManagerFactory tmf =TrustManagerFactory.getInstance(tmfAlgorithm); tmf.init(keyStore);

// Create an SSLContext that uses ourTrustManager // Android 不仅支持 TLS，还有 TLSv1.2 等，TLSv1.2需要 API levels 20+ // 更多选择可以参考[https://developer.android.com/re ... /ssl/SSLSocket.html](https://developer.android.com/reference/javax/net/ssl/SSLSocket.html) SSLContext context =SSLContext.getInstance("TLS"); context.init(null, tmf.getTrustManagers(),null);

// Tell the URLConnection to use aSocketFactory from our SSLContext URL url = newURL("https://certs.cac.washington.edu/CAtest/"); HttpsURLConnection urlConnection = (HttpsURLConnection)url.openConnection(); // 证书校验的关键，设置SSLSocketFactory // 执行TrustManagerImpl 中 checkServerTrusted 方法完成服务器证书校验 urlConnection.setSSLSocketFactory(context.getSocketFactory()); InputStream in =urlConnection.getInputStream(); copyInputStreamToOutputStream(in, System.out);

以上代码，可以解决证书信任问题。但同时需要注意的是，这里是基于Android默认的信任检查来解决的。因为我们没有对TrustManager做任何修改，如果仍然遇到证书校验不通过的情况，则需要重新实现TrustManager，请用以下代码代替“tmf.getTrustManagers()”：

TrustManager tm = new X509TrustManager() { @Override public X509Certificate[] getAcceptedIssuers() {return null; } @Override public void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain, String authType) throwsCertificateException {} @Override public void checkClientTrusted(X509Certificate[] chain, String authType) throwsCertificateException { // 方法直接返回，将不对服务器证书做任何校验 // 确认服务器端证书颁发者和代码中的证书主体一致 if (!chain[0].getIssuerDN().equals(cert.getSubjectDN())) { } // 确认服务器端证书被代码中证书公钥签名 chain[0].verify(cert.getPublicKey()); // 确认服务器端证书没有过期 chain[0].checkValidity(); } }; context.init(null, new TrustManager[]{tm},null);

context.init(null, new TrustManager[]{tm},null);通过重新实现TrustManager，一定可以搞定证书校验。最好不要信任所有证书，这样会大大降低安全能力。

如何校验域名

在HttpsURLConnection中校验域名是比较简单的，这里Google提供了为URLConnection替换验证过程的例子：

// Create an HostnameVerifier that hardwiresthe expected hostname. // Note that is different than the URL'shostname: // example.com versus example.org // 这里强调的是URL中的域名和证书中不一致，所以默认的校验不能通过HostnameVerifier hostnameVerifier = newHostnameVerifier() { @Override publicboolean verify(String hostname, SSLSession session) { // 这段代码中 hostname 应该是 example.org // 获取默认的 HostnameVerifier HostnameVerifier hv = HttpsURLConnection.getDefaultHostnameVerifier(); // 如果直接返回 true，等于不做域名校验 return hv.verify("example.com", session); } };

// Tell the URLConnection to use ourHostnameVerifier URL url = newURL("https://example.org/"); HttpsURLConnection urlConnection =(HttpsURLConnection)url.openConnection(); urlConnection.setHostnameVerifier(hostnameVerifier); InputStream in =urlConnection.getInputStream(); copyInputStreamToOutputStream(in, System.out);

正确使用域名校验很重要，直接返回true显然不安全。回调参数hostname是访问的域名，session可以通过getPeerCertificates获取到证书的相关信息，如果需要自己写代码完成域名校验，需要根据实际开发情况正确校验。

总结

用HttpsURLConnection来校验证书和域名的方法如下（不明确指定校验方式时，系统会采用默认的方式）：

HttpsURLConnection urlConnection =(HttpsURLConnection)url.openConnection(); urlConnection.setSSLSocketFactory(context.getSocketFactory()); urlConnection.setHostnameVerifier(hostnameVerifier);

校验的顺序是先校验证书，再校验域名。为了能够更好的理解Android HTTPS证书校验和域名校验的默认实现，可以参考Android的源代码：

证书校验的默认实现：
类：TrustManagerImpl.java

Git 获取源码：git clonehttps://android.googlesource.com/platform/external/conscrypt

域名校验的默认实现：
类：OkHostnameVerifier.java

Git 获取源码：git clonehttps://android.googlesource.com/platform/external/okhttp

这些知识也不算复杂，但是确实不少移动开发者容易忽视的。希望通过以上分享，能帮助开发者给移动用户提供一个安全的服务环境。