如何测试SSL客户端库是否正确验证了它所连接的服务器的证书？

Question

我想确保在SSL证书无效时正确配置客户端库(当前使用Python,Ruby,PHP,Java和.NET)并且失败.Shmatikov的论文,世界上最危险的代码:在非浏览器软件中验证SSL证书,揭示了SSL验证的混乱程度,因此我想彻底测试可能的失败.

根据研究,证书无效,如果:

• 它在激活日期之前使用
• 它在到期日后使用
• 它已被撤销
• 证书主机名与站点主机名不匹配
• 证书链不包含受信任的证书颁发机构

理想情况下,我认为每个无效案例都会有一个测试用例.为此,我目前正在测试HTTP访问过的网站HTTPS,这导致我可以在测试中验证失败,如下所示:

self.assertRaises(SSLHandshakeError, lambda: api.call_to_unmatched_hostname())

这是不完整的(仅涵盖一个案例)并且可能是错误的,所以...

如何测试非浏览器软件是否正确验证了SSL证书？

Answer 1

首先,您需要一组SSL证书,其中每个证书只有一个错误.您可以使用openssl命令行工具生成这些内容.当然,您无法使用受信任的根CA对其进行签名.您将需要使用自己的CA. 要正确验证,您需要在客户端库中安装CA证书.您可以在Java中执行此操作,例如,使用控制面板.

获得证书后,可以使用"openssl s_server"工具使用每个证书来提供SSL套接字.我建议你在每个端口上放一个证书.

您现在必须使用客户端库连接到端口,并验证您是否收到了正确的错误消息.

我知道默认情况下Python没有证书验证(查看httplib.HTTPSConnection的手册).但是,m2crypto会进行验证.默认情况下,Java会进行验证.我不了解其他语言.

您可以测试的其他一些案例:1)通配符主机名.2)证书链接.我知道旧浏览器中存在一个错误,如果你有一个由根签名的证书A,A可以签署B,B看起来有效.SSL应该通过在证书上放置标志来阻止这种情况,并且A不会有"can sign"标志.但是,在某些旧浏览器中未对此进行验证.

祝好运!我很想知道你是怎么过的.

保罗

Answer 2

• 证书主机名与站点主机名不匹配

  这可能是最容易检查的，并且失败（失败）肯定有充分的迹象表明出了点问题。大多数知名服务的证书仅使用主机名作为其身份，而不使用IP地址。如果（而不是）https://www.google.com/您要求https://173.194.67.99/（例如）并且它有效，则说明存在问题。

对于其他的，您可能想要生成自己的测试CA。

• 证书链不包含受信任的证书颁发机构

  您可以使用测试CA（或自签名证书）来生成测试证书，但可以使用默认的系统CA列表进行验证。您的测试客户端应该无法验证该证书。

• 它在激活日期之前使用，它的有效期后使用

  您可以使用测试CA生成带有非之前/非之后日期的测试证书，该日期使当前日期无效。然后，将您的测试CA用作受信任的CA进行验证：由于日期，您的测试客户端应该无法验证证书。

• 它已被撤销

  这可能是最难设置的，具体取决于撤销的发布方式。同样，使用您自己的测试CA生成一些您立即撤销的测试证书。某些工具期望在一组受信任的CA旁边配置一组CRL文件。这需要为测试本身进行一些设置，但是很少需要在线设置：这可能是最简单的。您也可以使用CRL分发点或OCSP来设置本地在线撤销存储库。

PKI测试可能比一般的测试更为复杂。完整的测试套件将需要对规范（RFC 5280）有很好的理解。确实，您可能需要检查所有中间证书的日期，以及链中每个证书的各种属性（例如，密钥用法，基本约束等）。

通常，客户端库将验证过程分为两个操作：验证证书是否受信任（PKI部分）和验证证书是否已颁发给您要连接的实体（主机名验证部分）。当然，这是由于在不同的文档（分别为RFC 3280/5280和RFC 2818/6125）中指定了这些事实。

从实际的角度来看，使用SSL库时要检查的前两点是：

• 当您连接到已知主机但证书无效的其他标识符（例如其IP地址而不是主机）时，会发生什么？
• 当您连接到您无法通过任何默认信任锚集验证的证书时会发生什么（例如，自签名证书或来自您自己的CA）。

在两种情况下均应发生连接/验证失败。如果所有方法都能正常工作，而没有实施完整的PKI测试套件（需要一定的专业知识），那么通常需要检查该SSL库的文档以查看如何启用这些验证。

除了错误，本文中提到的许多问题都归因于以下事实：某些库实现已做出假设，即取决于用户是否知道自己在做什么，而大多数用户似乎都做出了假设默认情况下，库在做正确的事情。（实际上，即使默认情况下该库执行正确的操作，也确实不乏程序员想要摆脱错误消息的程序员，即使这会使他们的应用程序不安全。）我似乎可以这样说在大多数情况下，确保启用验证功能就足够了。

至于一些现有实现的状态：

• Python：Python 2.x和Python 3.x之间有所不同。sslPython 3.2 的模块具有match_hostnamePython 2.7没有的方法。urllib.request.urlopen在Python 3.2中，还提供了一个配置CA文件的选项，而它的Python 2.7同等版本中没有。（也就是说，如果未设置，则不会进行验证。我不确定主机名验证。）

• Java：默认情况下，对于的PKI和主机名HttpsUrlConnection，验证均处于启用状态，而SSLSocket直接使用时，主机名则不进行验证，除非您使用的是Java 7并且已配置了它的SSLParameters使用setEndpointIdentificationAlgorithm("HTTPS")（例如）。

• PHP：据我所知，fopen("https://.../")根本不会执行任何验证。