企业自颁布服务器证书的有效性验证（C#为例）

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目前根据项目的需要，整理了一下公司内部的安全通信规范，将其中涉及证书验证的部分分享出来，供探讨。

处于通信安全的考虑，很多通过互联网进行的通信，

原则上均要求使用加密通信，即采用基于SSL或TLS的安全通信。对于Web应用及Web API来说，原则上应该一律使用HTTPS，禁用HTTP；对于Socket通信来说，原则上应采用SSL协议加密传输。

基于SSL协议，需要服务器证书。对于Web应用及Web API（统称站点），原则上应使用由全球可信机构颁发的证书。但是考虑到证书费用、站点条件等一些因素，对于下列情形，可考虑使用自颁发证书：

1.      站点只在特定局域网、专网内部署使用；

2.      站点只有IP地址，没有注册域名；

3.      站点所有者不愿意支付证书费用。

若考虑企业自己建个证书颁发机构（CA），那就涉及到客户端对服务器证书的验证问题。目前很多人提到的做法都是实现自定义验证，但所谓的自定义验证就是直接返回true。这样处理，虽然能进行HTTPS加密通信，但由于实际上未对服务器证书做任何验证，因此是存在中间人攻击风险的。

本人研究了一下这个问题，发现针对.net开发，在中文网站上似乎没有很好的实现建议，因此才想到整理这篇博文和大家分享我们的做法，欢迎各位大拿批评指正。

首先，要使用自颁发证书实现HTTPS通信，最好是要对企业自己的CA做一个统一管理，CA必须具有唯一性，并且CA一旦建立，原则上应保证永不更改，从而保证企业CA的权威性。CA的权威性，是通信过程中对服务器证书进行可信验证、防止中间人攻击的基础。

其次，对自颁发证书的申请与获取，也要遵循一定的原则，主要是证书的使用者要和实际站点IP地址或域名一致，另外根据需要考虑证书有效期问题。

最后，就是在客户端对服务器证书的有效性验证了。我们将这个问题分为两部分：

（一）Web应用（网站）

对于Web应用来说，都是通过浏览器访问，而浏览器对证书的验证过程我们是无法干预的。对于自颁发证书，浏览器会提示证书无效。对于这个问题，我们的做法是参考铁总12306网站的做法：

将我们的CA证书即根证书（公钥）文件通过某种途径，发送给所有用户，要求用户将根证书安装到“受信任的根证书颁发机构”。从而防止中间人攻击。

（二）Web API

Web API均为某种客户端程序调用，调用接口需做业务权限验证。因此对于证书的验证，是在自研程序中执行。

对于自颁发证书，各研发平台的默认验证肯定是不通过的，有两种方式：

1、             跟Web网站一样，要求所有客户端设备（电脑、终端设备）均将我们的根证书安装到可信证书区域，从而可使用默认的验证方式，代码不用做任何额外处理。但这种方式，会有一定局限性，很多时候不大可行。

2、             将根证书集成到项目中，通过代码实现自定义验证。自定义验证项目包括：

a)        构建证书链，看服务器证书是否能链接到我们的根证书；这里对于不同的开发语言，处理可能不同。在C#中，需要将我们的根证书放到链引擎可搜索到的地方，然后设置合适的链策略，再重新构建证书链。

b)        上述验证通过后，验证服务器证书的使用者是否就是当前请求Uri的主机地址（IP或域名），是则通过验证；否则就是A地址的证书，用在了B地址的网站上。

服务器证书的有效期可以不用验证。由于默认的有效期是1年，如果验证有效期的话，则服务器证书每年都要更新，对于自颁发证书，没有这个必要，就让它永远有效。

如果客户端是C#，可以按如下方式进行验证：

根据项目情况做一些初始化，比如初始化根证书等。

 static String caFilePath = "D:\\…….cer"; //本地根证书路径
 static X509Certificate2 ca; //本地根证书对象

 //验证代码一
 WebRequestHandler wrh;
 wrh = new WebRequestHandler();
 wrh.ServerCertificateValidationCallback += RemoteCertificateValidate;
 //验证代码二
 ServicePointManager.ServerCertificateValidationCallback = RemoteCertificateValidate;//验证服务器证书回调自动验证

 if (File.Exists(caFilePath))
 {
     ca = new X509Certificate2(caFilePath);
 }

使用该WebRequestHandler处理Https连接，以便实现自定义证书验证

 HttpClient client = new HttpClient(wrh);
 ……

自定义验证的实现：

 private bool RemoteCertificateValidate(object sender, X509Certificate cert, X509Chain chain, SslPolicyErrors error)
 {
     if (null != ca)
     {
         /*
          * 根证书未安装到“受信任的根证书颁发机构”时，默认是无法形成可信证书链的。（chain中将只有服务器证书本身）
          * 需更改链策略，然后重新构建证书链。
         */
         // 将我们的根证书放到链引擎可搜索到的地方
         chain.ChainPolicy.ExtraStore.Add(ca);
         //不执行吊销检查
         chain.ChainPolicy.RevocationMode = X509RevocationMode.NoCheck;
         //忽略CA未知情况、不做时间检查
         chain.ChainPolicy.VerificationFlags = X509VerificationFlags.AllowUnknownCertificateAuthority | X509VerificationFlags.IgnoreNotTimeNested | X509VerificationFlags.IgnoreNotTimeValid;
         //重新构建可信证书链
         bool isOk = chain.Build(cert as X509Certificate2);
         if (isOk)
         {
             X509Certificate2 cacert = chain.ChainElements[chain.ChainElements.Count - ].Certificate;  //获取最前面的证书，认为是根证书
             //与本地根证书比较
             if (ca.GetPublicKeyString().Equals(cacert.GetPublicKeyString()) && ca.Thumbprint.Equals(cacert.Thumbprint))
             {
                 HttpWebRequest req = sender as HttpWebRequest;
                 if (null != req && cert.Subject.Contains("CN=" + req.Address.Host))
                 {
                     return true;        //根证书可信且服务器证书确实是指定服务器的，验证通过
                 }
             }
         }
     }
     return false;
 }
通过上述方式，可以灵活执行自定义的验证，比如既验证服务器证书确实是我们颁发给指定网站的，又可根据需要跳过证书有效性的验证。

对于在java中做自定义验证，可参考一下博文（本人没仔细研究）

http://pingguohe.net/2016/02/26/Android-App-secure-ssl.html

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