学徒浅析Android——Android7.0(N)对于自定义证书和非CA机构证书的适配校验

本篇文章已授权微信公众号 guolin_blog（郭霖）独家发布

 

    对于Android N之前自定义或非CA证书的使用，一般有两种方式：

                  1、自定义X509TurstManager和HostnameVerifier，替换原有的HttpsURLConnection中的校验类。自定义方法以烂大街的转载版为主。

                  2、在手机中安装证书。通过设置列表完成

    其实从2016年5月17日起，Google
Play内容政策和开发者分发协议第 4.4条的相关规定中就指出将禁止发布X509TrustManager接口实施方式不安全的任何新应用或应用更新。传统的针对X509TurstManager和HostnameVerifier的修改不符合Google商店的发布要求。虽然我们在墙的庇护下，不用去google商店发布，但不可否认它确实是一种安全隐患，很容易遭受中间人攻击（MITM攻击）。

   因此，在Android N中，google在这证书认证一块调整了原来的校验策略。即默认配置不会信任用户添加的CA证书。同时提供网络安全性配置规范证书的使用。

根据官网的介绍（https://developer.android.google.cn/training/articles/security-config.html#manifest ），我们可以通过设置network_security_config.xml对非CA证书进行适配。
    鉴于官网的介绍缺少实例，在这里，我用12306网站的证书作为展示例子。

           1、创建一个网络安全性配置network_security_config.xml，用来声明证书校验方式。

    文件格式被设定为如下样子：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<network-security-config>
<base-config>//应用范围的默认配置，只能配置一次。
<trust-anchors>//信任锚，就是信任数据源。
<certificates src="..."/>//证书。
...
</trust-anchors>
</base-config>

<domain-config>//域名级配置，针对待访问的网站域名，可以存在对多个，同时要考虑子域名，尽可能的将域名罗列详细。
<domain>android.com</domain>
...
<trust-anchors>
<certificates src="..."/>
...
</trust-anchors>
<pin-set>//证书公钥设置，用于证书固定，一般可以不用配置，除非确定证书长期有效。
<pin digest="...">...</pin>
...
</pin-set>
...//如果域名之间存在父子关系，可以进行嵌套设置，同时对于证书的使用，可以用includeSubdomains对父域名设置，使证书具有继承属性。
</domain-config>
...
<debug-overrides>//DEBUG调试时采用的信任源，只在DEBUG时起作用。
<trust-anchors>
<certificates src="..."/>
...
</trust-anchors>
</debug-overrides>
</network-security-config>

   其中需要关注的是<certificates>，参数共有三种类型：

     1、system      设备中预装的系统证书

     2、user        用户自装证书

     3、resourceID  /raw文件下的证书

   官网上指出，Android N的变化实际是对<base-config>的参数做了改动，面向Android 6.0（API级别23）及更低版本的应用的默认配置

<base-config cleartextTrafficPermitted="true">
<trust-anchors>
<certificates src="system" />
<certificates src="user" />
</trust-anchors>
</base-config>

   面向 Android 7.0（API级别24）及更高版本应用的默认配置

<base-config cleartextTrafficPermitted="true">
<trust-anchors>
<certificates src="system" />
</trust-anchors>
</base-config>

   也就是说，我们可以通过在应用中增加<certificates src="user" />，即可重新使用手机设备上的自装证书了。这一点该文作者已作出了证明(https://www.kalvin.cn/article/14)；也可以通过域名<domain-config>指定证书的使用，但此时的证书只能配置在/raw中()

   最终结合12306网站域名特点，network_security_config.xml编辑如下：

<network-security-config>
<base-config  cleartextTrafficPermitted="true">
<trust-anchors>
<certificates src="system"/>
</trust-anchors>
</base-config>
<domain-config>
//网站域名，利用属性includeSubdomains，将配置的trust-anchors可以向下作用。
<domain includeSubdomains="true">www.12306.cn</domain>
//自定义信任证书
<trust-anchors>
//信任的自定义CA证书
<certificates src="@raw/srca" overridePins="true"/>
</trust-anchors>
//cleartextTrafficPermitted属性不详，这里是参考官网添加的
<domain-config cleartextTrafficPermitted="true">
//子域名
<domain includeSubdomains="true">kyfw.12306.cn</domain>
</domain-config>
</domain-config>
</network-security-config>

    2、将应用对应的自定义证书放置到/res/raw/中。官网中尤其强调证书的格式，必须是DER或PEM格式编码，12306使用的srca.cer是DER格式编码，符合要求。我没有试过PEM格式的，手里只有P12格式的，转格式后没有成功，干扰因素太多，希望有人试验成功后交流一下。

    3、在AndroidManifest.xml的<application>中声明network_security_config.xml

android:networkSecurityConfig="@xml/network_securiy_config"

4、此时就可以正常访问www.12306.cn了。 综上就是Android N的适配方案，官网给出了方案固然是好事，但是不如例子看起来直观，还需要大家一起摸索啊，关于证书校验的问题，希望和大家一起成长。

附加：

当然，目前Android N的市场占比并不多，针对更多的旧版系统，使用自定义的X509TrustManager更为便捷。但是还是希望大家不要忽略校验，毕竟我们也算做产品的，最起码要对自己的东西负责啊。同时贴出我采用的方法(部分参考了X509TurestManagerImpl)，方法如下：

public void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain, String authType) throws CertificateException {
//参数有效性校验
if (chain == null || chain.length == 0 || authType == null || authType.length() == 0) {
throw new CertificateException();
}
//证书有效性校验
for(X509Certificate cert : chain){
cert.checkValidity();
}
//证书完整性校验
check(chain);
}

private static final int MIN_MODULUS = 1024;
private static final String[] OID_BLACKLIST = {"1.2.840.113549.1.1.4"}; // MD5withRSA

public static final void check(X509Certificate[] chain) throws CertificateException {
for (X509Certificate cert : chain) {
checkCert(cert);
}
}

private static final void checkCert(X509Certificate cert) throws CertificateException {
checkModulusLength(cert);
checkNotMD5(cert);
}

private static final void checkModulusLength(X509Certificate cert) throws CertificateException {
Object pubkey = cert.getPublicKey();
if (pubkey instanceof RSAPublicKey) {
int modulusLength = ((RSAPublicKey) pubkey).getModulus().bitLength();
if (!(modulusLength >= MIN_MODULUS)) {
throw new CertificateException("Modulus is < 1024 bits");
}
}
}

private static final void checkNotMD5(X509Certificate cert) throws CertificateException {
String oid = cert.getSigAlgOID();
for (String blacklisted : OID_BLACKLIST) {
if (oid.equals(blacklisted)) {
throw new CertificateException("Signature uses an insecure hash function");
}
}
}

//HostnameVerifier可以借用源码HttpsUrlConnection中NoPreloadHolder中默认设置的OKHostnameVerifier进行域名合法性校验。
public boolean verify(String host, SSLSession session) {
HostnameVerifier hv = HttpsURLConnection.getDefaultHostnameVerifier();
return hv.verify(host, session);
}