基于HTTP/2与Token的APNs新协议

新的APNs协议基于HTTP/2，一种是使用Universal Push Notification Client SSL 证书，一种是使用Token，本文主要讲基于token的APNs协议。

基于HTTP/2与Token的 APNs 协议

APNs Provider（即，APP的后台） API 允许您向您的 iOS，macOS 设备上的应用程序和 Apple Watch 发送远程通知。API 基于 HTTP/2 网络协议。每个交互通过一个 POST 请求，包含 JSON 的有效Payload负载，通过服务器使用Auth Key生成服务端token连接APNs服务器，并且通过设备token发送负载。APNs然后转发给特定设备的指定应用程序。

•  Request 和 Response 使用JSON通信
• APNs支持状态码和返回 error 信息
• APNs推送成功时 Response 将返回状态码200
• APNs推送失败时，Response 将返回 JSON 格式的 Error 信息。
• 最大推送长度提升到4096字节（4Kb）
• 可以通过 “HTTP/2 PING ” 心跳包功能检测当前 APNs 连接是否可用，并能维持当前长连接。
• 支持为不同的APP定义 “topic”（其实就是App Bundle ID）
• 多个推送App，只需要一个Apple Push APNs Auth Key

Apple Push Notification Authentication Key

2016年9月，苹果悄悄上线了token验证的推送方式，通过获得一个认证密钥（APNs Auth Key）去生成服务器端token，并且token非常容易生成，可以使用这些token令牌代替推送证书。一个认证密钥可用于多个应用程序并且永远不过期。每一个需要推送的App都需要配置推送证书的时代过去了。but，大部分第三方推送服务商，目前都没有升级到APNs Auth Key Token模式。

Auth key 生成

开发者网站证书页面：https://developer.apple.com/account/ios/certificate/key

选择Apple Push Notification Authentication Key (Sandbox & Production)并且点击页面底部的Continue

网站会生成包含APNs Auth Key的.p8密钥文件，下载下来APNsAuthKey_xxxxxxx.p8后续连接APNS使用。

协议说明

这种方式适合在基于HTTP/2协议的Provider使用，它与APNs之间的连接通过JWT（JSON web tokens）来验证。在这种方式下不需要使用证书+私钥的方式来建立可靠连接。Provider只需要提供一对公私钥（私钥给APNs保存，公钥Provider自己保存）,并使用其中的私钥生成并加密JWT Token，每次向APNs请求推送的时候带上这个Token即可。token必须定期更新，每一个APNs provider验证token有效期为一个小时。

具体步骤如下：

1. Provider通过TLS向APNs发起请求。
2. APNs返回一个证书给Provider。
3. Provier验证这个证书。通过后，发送push数据并带上JWT token。
4. APNs验证token，并返回请求的结果。

重要：

建立TLS连接必须要有一个GeoTrust Global CA root certificate，在macOS中，这个证书已经安装在keychain中，如果是其他操作系统则可以在GeoTrust Root Certificates website下载。

HTTP/2请求APNs

对于 <device-token> 参数，指定目标设备的十六进制字节。

APNs需要使用 HPACK （HTTP/2 的报头压缩），防止重复的标题键和值。APNs为HPACK维护一个小的动态表。为了避免填满了APNs HPACK表，因而必须丢弃表数据，编码headers以下列方式 — — 尤其是当发送大量的流︰

:method 必须为POST

:path 值应编码为一个header中的一个文本字段，没有索引

authorization 请求header，如果存在，应编码为一个header中的一个文本字段，没有索引

apns-id、 apns-expiration，和 apns-collapse-id 不同的编码取决于它是否是第一次初始请求或随后的 POST 操作的一部分，如下︰

第一次发送请求头的时，使增量索引编码允许头名称加入动态表中

子请求发送头时，编码成header中的一个文本字段，没有索引

请求头

{
    "alg": "ES256",
    "kid": "ABC123DEFG"
}
{
    "iss": "DEF123GHIJ",
    "iat": 1437179036
}

{ "aps" : { "alert" : "Hello HTTP/2" } }

响应状态码

使用

Sample request for a provider authentication token

HEADERS
  - END_STREAM
  + END_HEADERS
  :method = POST
  :scheme = https
  :path = /3/device/00fc13adff785122b4ad28809a3420982341241421348097878e577c991de8f0
  host = api.development.push.apple.com
  authorization = bearer eyAia2lkIjogIjhZTDNHM1JSWDciIH0.eyAiaXNzIjogIkM4Nk5WOUpYM0QiLCAiaWF0I
 jogIjE0NTkxNDM1ODA2NTAiIH0.MEYCIQDzqyahmH1rz1s-LFNkylXEa2lZ_aOCX4daxxTZkVEGzwIhALvkClnx5m5eAT6
 Lxw7LZtEQcH6JENhJTMArwLf3sXwi
  apns-id = eabeae54-14a8-11e5-b60b-1697f925ec7b
  apns-expiration = 0
  apns-priority = 10
  apns-topic = <MyAppTopic>
DATA
  + END_STREAM
    { "aps" : { "alert" : "Hello" } }

APNs Auth Key 与 shell

#!/bin/bash

# Get curl with HTTP/2 and openssl with ECDSA: 'brew install curl openssl'
curl=/usr/local/opt/curl/bin/curl
openssl=/usr/local/opt/openssl/bin/openssl

# --------------------------------------------------------------------------
# HostDevelopment = "https://api.development.push.apple.com"
# HostProduction = "https://api.push.apple.com"

deviceToken=b27371497b85611baf9052b4ccfb9641ab7fea1d01c91732149c99cc3ed9342f

authKey="./APNSAuthKey_ABC1234DEF.p8"
authKeyId=ABC1234DEF
teamId=TEAM123456
bundleId=com.example.myapp
endpoint=https://api.development.push.apple.com

read -r -d '' payload <<-'EOF'
{
   "aps": {
      "badge": 2,
      "category": "mycategory",
      "alert": {
         "title": "my title",
         "subtitle": "my subtitle",
         "body": "my body text message"
      }
   },
   "custom": {
      "mykey": "myvalue"
   }
}
EOF

# --------------------------------------------------------------------------

base64() {
   $openssl base64 -e -A | tr -- '+/' '-_' | tr -d =
}

sign() {
   printf "$1"| $openssl dgst -binary -sha256 -sign "$authKey" | base64
}

time=$(date +%s)
header=$(printf '{ "alg": "ES256", "kid": "%s" }' "$authKeyId" | base64)
claims=$(printf '{ "iss": "%s", "iat": %d }' "$teamId" "$time" | base64)
jwt="$header.$claims.$(sign $header.$claims)"

$curl --verbose \
   --header "content-type: application/json" \
   --header "authorization: bearer $jwt" \
   --header "apns-topic: $bundleId" \
   --data "$payload" \
   $endpoint/3/device/$deviceToken

后续更新其他语言推送方法。

参考资料

CommunicatingwithAPNs

http://thrysoee.dk/apns/

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