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NSURLSession 与 NSURLAuthenticationMethodServerTrust —— 从零开始的“服务器信任质询”全流程
目标读者：刚接触 iOS 网络开发、准备理解 HTTPS 与证书校验细节的同学
出发点：搞清楚为什么会有“质询”、质询的触发时机、以及在 delegate 里怎么正确地处理它。
1. 质询到底是什么？
当 URLSession 发现需要某种额外凭据（credential）才能继续网络交互时，会暂停请求并向你抛出 authentication challenge。对 HTTPS 来说，最常见的触发类型就是 NSURLAuthenticationMethodServerTrust：
-
服务器把 X.509 证书链塞进 TLS 握手。
-
客户端（iOS TLS 实现 + ATS 默认策略）检查：
- 证书是否在有效期、是否被吊销；
- 证书链是否能追溯到系统或配置的受信根 CA；
- 证书的 CN/SAN 是否与请求的 host 完全匹配。
-
如果 全部 检查都能自动通过，
URLSession不会打扰你——直接走默认证书校验并继续请求。 -
只要 你实现了 session-level delegate 方法
urlSession(_:didReceive:completionHandler:)，系统就会把步骤 2 的工作“交卷”给你——即使校验本来能自动通过。
🚩 所以：不实现该 delegate == 自动信任系统 CA + ATS 默认策略；实现 delegate == 你必须亲自裁定是否信任。
2. 质询出现的典型场景
| 场景 | 为什么会收到质询？ | 你通常怎么做？ |
|---|---|---|
| 生产环境，使用合法证书（Let’s Encrypt、GlobalSign…） | 你自己实现了 delegate，但只是想保留系统默认验证 | 再次调用 SecTrustEvaluateWithError，通过则 .useCredential |
| 内网/测试环境 使用自签名证书 | 系统根证书链里找不到颁发者 | 把自签根证书预装到 App Bundle 并做自定义信任 |
| 做 SSL Pinning（证书/公钥固定） | 你想缩短信任链，拒绝被“合法”但非预期的 CA 篡改 | 手动比对二进制证书或公钥哈希，然后再决定是否信任 |
| 使用 HTTP 抓包工具 (Charles、mitmproxy) | 代理伪造服务器证书，除非你安装其证书为根 CA | 开发调试时允许 Charles 证书；上线包一定要拒绝 |
3. 基础实现（Swift 5+）
/// 在创建 URLSession 时指定 delegate，而不是用 URLSession.shared
let session = URLSession(configuration: .default,delegate: self,delegateQueue: nil)extension YourNetworkManager: URLSessionDelegate {/// 系统对“服务器信任”发起的质询都会走到这里func urlSession(_ session: URLSession,didReceive challenge: URLAuthenticationChallenge,completionHandler: @escaping (URLSession.AuthChallengeDisposition, URLCredential?) -> Void) {guard challenge.protectionSpace.authenticationMethod == NSURLAuthenticationMethodServerTrust,let serverTrust = challenge.protectionSpace.serverTrust else {// 交给系统默认处理（例如 HTTP Basic、客户端证书等）completionHandler(.performDefaultHandling, nil)return}// 1️⃣ 让系统再跑一次标准评估if SecTrustEvaluateWithError(serverTrust, nil) {let credential = URLCredential(trust: serverTrust)completionHandler(.useCredential, credential) // 继续请求} else {completionHandler(.cancelAuthenticationChallenge, nil) // 终止}}
}
iOS 13- 及更早版本用
SecTrustEvaluate；iOS 13+ 强烈建议改用SecTrustEvaluateWithError以拿到CFError信息并避免阻塞 main thread。
Objective-C 版本（简化）
- (void)URLSession:(NSURLSession *)sessiondidReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challengecompletionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition, NSURLCredential * _Nullable))completionHandler {if ([challenge.protectionSpace.authenticationMethod isEqualToString:NSURLAuthenticationMethodServerTrust]) {SecTrustRef trust = challenge.protectionSpace.serverTrust;if (SecTrustEvaluateWithError(trust, NULL)) {NSURLCredential *cred = [NSURLCredential credentialForTrust:trust];completionHandler(NSURLSessionAuthChallengeUseCredential, cred);} else {completionHandler(NSURLSessionAuthChallengeCancelAuthenticationChallenge, nil);}return;}completionHandler(NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling, nil);
}
4. 深入：自签名证书与 SSL Pinning
4.1 只信任 Bundle 中的根证书
if let certPath = Bundle.main.path(forResource: "myRootCA", ofType: "cer"),let certData = try? Data(contentsOf: URL(fileURLWithPath: certPath)),let rootCert = SecCertificateCreateWithData(nil, certData as CFData) {SecTrustSetAnchorCertificates(serverTrust, [rootCert] as CFArray)SecTrustSetAnchorCertificatesOnly(serverTrust, true)if SecTrustEvaluateWithError(serverTrust, nil) {completionHandler(.useCredential, URLCredential(trust: serverTrust))} else {completionHandler(.cancelAuthenticationChallenge, nil)}
}
SecTrustSetAnchorCertificatesOnly=true 的效果是“把系统根 CA 全部踢出，仅信任我给定的这一束证书”。
4.2 公钥 Pinning（效率更高，证书续期更灵活）
guard let serverTrust = challenge.protectionSpace.serverTrust else { ... }
guard SecTrustEvaluateWithError(serverTrust, nil) else { ... }let serverPublicKey = SecTrustCopyKey(serverTrust)!
let serverKeyData = SecKeyCopyExternalRepresentation(serverPublicKey, nil)! as Data
let serverKeyHash = SHA256(serverKeyData) // 自己写或 CryptoKitif pinnedHashes.contains(serverKeyHash) {completionHandler(.useCredential, URLCredential(trust: serverTrust))
} else {completionHandler(.cancelAuthenticationChallenge, nil)
}
5. 典型错误排查清单
| 现象 | 根因 | 快速定位 |
|---|---|---|
| Code -999 “已取消” | 你在 delegate 里返回了 .cancelAuthenticationChallenge 或 .rejectProtectionSpace | 打断点检查 challenge.protectionSpace |
| Code -1200 “SSL error” | 证书链无效 / ATS 阻止弱加密 | 观察 Console，中会打印 ATS policy requires... |
| Charles 无法抓包 | ATS 拒绝了 Charles 证书；或你启用了 Pinning | 临时将 NSExceptionDomains 加入 Info.plist，或关闭 Pinning |
| 偶发 ServerTrust 失败 | 服务器有多个证书链、SNI/host 不一致 | 手动访问 https://host 用 openssl s_client -servername host -connect ip:443 |
6. 最佳实践速览
- 不做弱校验。切勿直接
.useCredential而不跑SecTrustEvaluateWithError，那等同于“信任一切”，上线会被审核拒绝。 - Pin 公钥而非整张证书，减少因证书续期频繁发版。
- 按需配置 ATS。绝大多数生产 HTTPS 服务都可以满足 ATS 默认要求：TLS 1.2+、至少 RSA 2048 或 ECC 256 、SHA-256 签名。
- 调试与上线严格隔离。把抓包例外、测试根证书全部写在
#if DEBUG ... #endif分支中。
结语
NSURLAuthenticationMethodServerTrust 看似只是“系统多问一句，你到底信不信任这台服务器？”，但背后承载的是 PKI、TLS 乃至你 App 用户的数据安全。真正的安全措施都在“默认正确”与“最小权限”：
默认让系统校验一切，只有当你非常确定要改时才介入，并且介入后要保证比系统 更严格 而不是更松。
掌握这些基础，你就能轻松向自签环境、抓包调试甚至 SSL Pinning 过渡，也能对任何“为什么连接被取消？”作出快速诊断。愿你写出的每一行网络代码都能经得起安全审计与真实攻击的考验。