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0x00 问题引出
调用NSURLConnection实现HTTPS访问时，如果服务器证书是由CA机构颁发的（全球可信的机构，如verisign），连接方式和HTTP并没有区别。代码如下：
NSString *urlStr = @"https://yourURL";NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlStr];NSURLRequest *request = [[NSURLRequest alloc] initWithURL:url];NSURLConnection *connection = [[NSURLConnection alloc] initWithRequest:request delegate:self];
系统会帮你建立TLS连接，验证服务器证书（包含是否过期，证书和访问域名是否一致，证书是否为合法机构颁发等），交换对称加密密钥等，几乎不用自己写任何代码。
0x01 ATS
但是iOS9有一个新特性ATS(App Transport Security)，需要我们注意一下，在测试访问百度时发现报错：
NSURLSession/NSURLConnection HTTP load failed (kCFStreamErrorDomainSSL, -9802)
错误代码定义详解见文件<Security/SecureTranspot.h>，所有相关的错误代码都定义在这个头文件里面。查阅后发现-9802描述为Fatal alert。常见的还有：-9843（域名和证书不符），-9814（证书链中有过期证书）等。
同样的代码在iOS9以前的系统上就不存在问题，这是因为在iOS9之后，ATS默认打开，然后它要求所有网络请求都为HTTPS，且支持TLS V1.2，对加密方式和证书的签名算法强度均有要求（详情见，iOS App Transport Security研究）。官方文档是这样描述的：
Certificates must be signed with one of the following types of keys:
- Secure Hash Algorithm 2 (SHA-2) key with a digest length of at least 256 (that is, SHA-256 or greater)
- Elliptic-Curve Cryptography (ECC) key with a size of at least 256 bits
- Rivest-Shamir-Adleman (RSA) key with a length of at least 2048 bits
An invalid certificate results in a hard failure and no connection.
也就是说不满足条件的证书，ATS都会拒绝连接，百度证书如下图。由于它采用的sha1，不满足要求，因此会报错。
在info.plist文件中加入以下代码，可以关闭ATS，就不会报错了。
<key>NSAppTransportSecurity</key><dict><key>NSAllowsArbitraryLoads</key><true/></dict>
需要注意的是加入以上代码之后会完全关闭ATS，也就是说iOS系统不再检查你的TLS连接的安全性。如果还是需要保留此特性，可以设置NSExceptionDomains属性，指定某个域名，ATS不进行安全检查。按照如下配置也可以通过，可以更加细粒度的管理（详情见，iOS App Transport Security研究）。
0x02 自定义证书验证
为了更深入的了解证书验证过程，动手自定义证书验证过程，如果证书不是向可信CA机构购买的，而是自己做的证书（比如12306，顺便吐槽一下，最近帮同事买票，验证码真心醉了。。。言归正传，正如12306官网所说，为保障您顺畅购票，请下载安装根证书），就必须订制证书验证过程。订制证书验证过程需要实现协议NSURLConnectionDelegate，并实现其中的方法willSendRequestForAuthenticationChallenge，与之相关的还有canAuthenticateAgainstProtectionSpace和didReceiveAuthenticationChallenge，但是如果实现了willSendRequestForAuthenticationChallenge系统就不会调用后两个方法了，本例调用的前者。上代码：
- (void)connection:(NSURLConnection *)connection willSendRequestForAuthenticationChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge {// 1.判断本次鉴别挑战的类型，NSURLAuthenticationMethodServerTrust是验证服务器身份if (challenge.protectionSpace.authenticationMethod == NSURLAuthenticationMethodServerTrust) {// 判断如果失败次数大于5次，则不再验证。直接返回失败。if(challenge.previousFailureCount < 5) {// 获取信任管理对象，里面包含了待验证的证书，和自定义的策略SecTrustRef serverTrust = challenge.protectionSpace.serverTrust;// 2.保存验证结果SecTrustResultType result;// 注意：该方法是验证证书的关键方法，该方法可能会从网络获取证书，因此不能放在主线程。// 也可以调用它的异步方法SecTrustEvaluateAsyncSecTrustEvaluate(self.serverTrust, &result);if(result == kSecTrustResultProceed ||result == kSecTrustResultUnspecified) {// 3.以下两种方法调用两个都可以，调用一个就可以了[challenge.sender useCredential:[NSURLCredential credentialForTrust:challenge.protectionSpace.serverTrust] forAuthenticationChallenge:challenge];// [challenge.sender continueWithoutCredentialForAuthenticationChallenge:challenge];} else if (result == kSecTrustResultRecoverableTrustFailure) {// 域名和证书中的不匹配，或者证书过期等// 中断本次连接[challenge.sender cancelAuthenticationChallenge:challenge];[connection cancel];}else {// 域名和证书中的不匹配，或者证书过期等// 中断本次连接[challenge.sender cancelAuthenticationChallenge:challenge];[connection cancel];}}}}
1.NSURLAuthenticationChallenge
NSURLAuthenticationChallenge是一个认证挑战类，服务器向客户端发起挑战，要求客户端提供一个挑战凭证NSURLCredential（用户名密码、客户端证书等信息）来接受挑战。如函数：[NSURLCredential credentialForTrust:challenge.protectionSpace.serverTrust]就是用SecTrustRef类创建一个挑战凭证。NSURLAuthenticationChallenge中的protectionSpace中保存了挑战相关的信息（如服务器提供的证书，主机名，端口号，协议等），由于willSendRequestForAuthenticationChallenge回调时不止HTTPS服务器身份鉴别，如Basic、Digest、HTML Form等方式的身份鉴别也会调用该方法，我们关注的是HTTPS证书验证，因此首先判断一下身份鉴别的类型。通过challenge.protectionSpace.authenticationMethod可以获取，可能获取到以下值：
NSURLAuthenticationMethodDefault // 使用默认的身份鉴别方法,默认为Basic方式
NSURLAuthenticationMethodHTTPBasic // 同上
NSURLAuthenticationMethodHTTPDigest // 使用Digest鉴别方式
NSURLAuthenticationMethodHTMLForm // HTML表单方式
NSURLAuthenticationMethodNegotiate
NSURLAuthenticationMethodNTLM
NSURLAuthenticationMethodClientCertificate // 用客户端提供的证书来完成身份鉴别
NSURLAuthenticationMethodServerTrust // 验证服务器证书，该方法主要用于SLL和TLS连接的建立。
2.SecTrustEvaluate
函数定义：
OSStatus SecTrustEvaluate(SecTrustRef trust, SecTrustResultType * __nullable result)
返回值：
OSStatus 定义在SecBase.h，0是无错误。
参数：
Trust 信任管理对象，里面包含了待验证的证书，和自定义的策略。
Result 验证结果，有以下情况：
- kSecTrustResultUnspecified 证书验证成功，但是用户没有明确指出信任此证书。这是最常见的返回值。
- kSecTrustResultProceed 用户选择信任此证书。
- kSecTrustResultDeny 用户选择不信任次证书。
- kSecTrustResultRecoverableTrustFailure 证书不可信，但是经过较小的改动可以修复问题，例如忽略过期证书、增加信任链节点等。在iOS中通常会拒绝该证书，但是收到信息时证书未过期可以通过验证，因此可以验证证书在收到信息时是否过期。
- kSecTrustResultConfirm 用户预先选择了证书链中得某一个证书在每次使用前询问允许。这个返回值已经不再使用，只在老版本的OS X中使用。
该函数评估证书的有效性用于在数字签名、建立SSL连接等情况。在调用函数前，可以调用SecTrustSetVerifyDate来设置用于验证证书的时间，默认是当前的时间。如果证书是自定义的，则需要在调用SecTrustEvaluate之前，自己构造证书链等信息。
如果信任管理对象（trust management object）中缺少验证页证书的上一级证书，它会在以下位置搜索证书：
1.调用者自定义的证书链（SecTrustSetKeychains）
2.通过SecTrustSetAnchorCertificates设置的证书
3.系统的证书链
4.从网络获取
注意：
该函数在调用时可能涉及到网络请求，因此不能在主线程调用，可以调用它的异步方法SecTrustEvaluateAsync
3.响应挑战
证书验证完成后，会根据验证结果响应服务器挑战，响应挑战必须调用NSURLAuthenticationChallenge里的sender发送NSURLAuthenTicationChallengeSender定义了身份鉴别用的sender必须实现的协议，不同的方法提供不同的响应方式。注意，在调用其中一种响应方式后，之后再调用无效，同时，willSendRequestForAuthenticationChallenge
里必须调用一种响应挑战的方式。协议里定义的方法如下：
// 取消挑战。如果证书验证不通过，调用该方法终止本次认证。
- (void)cancelAuthenticationChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
// 响应挑战。如果是服务器和客户端的单向验证，服务器不需要验证客户端的证书，因此调用该方法即可。
-(void)continueWithoutCredentialForAuthenticationChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *) challenge
// 用凭证响应挑战。如果是双向验证，不仅客户端要验证服务器身份，服务器也需要客户端提供证书，因此需要提供凭证
-(void)useCredential:(NSURLCredential *)credential forAuthenticationChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
0x03 总结：
由于公司云端使用的HTTPS，与之通信时要使用HTTPS协议，于是开始研究相关的内容，发现网上相关的资料太少，自己动手做了很多实验，查阅了很多文档终于把问题梳理清楚，还有很多疏漏或者错误的地方，欢迎大家指正。
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