如何使用C#检测证书链不完整的证书 避免.NET Core误判为有效

问题背景 #

我正尝试编写代码验证网站证书的有效性，例如测试站点incomplete-chain.badssl.com。目前遇到的问题是：Windows（或.NET框架）在证书校验过程中会自动补全证书链，当证书链传递到我自定义的校验回调函数时，其内容已经和服务端返回的原始链不同，被判定为有效。
我尝试过HttpClient和SslStream的证书校验回调，二者均将不完整链证书判定为有效，不符合预期。
curl请求可以按照预期对不完整证书链返回错误，示例如下：

curl https://incomplete-chain.badssl.com
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
  0     0    0     0    0     0      0      0 --:--: --:--: --:--:     0
curl: (60) SSL certificate problem: unable to get local issuer certificate

openssl也可正确识别此类不完整证书链为无效，示例如下：

$ openssl s_client -showcerts -connect incomplete-chain.badssl.com:443
CONNECTED(00000188)
---
Certificate chain
 0 s:C = US, ST = California, L = Walnut Creek, O = Lucas Garron Torres, CN = *.badssl.com
   i:C = US, O = DigiCert Inc, CN = DigiCert SHA2 Secure Server CA
-----BEGIN CERTIFICATE-----
the certificate 
-----END CERTIFICATE-----
---
Server certificate
subject=C = US, ST = California, L = Walnut Creek, O = Lucas Garron Torres, CN = *.badssl.com
issuer=C = US, O = DigiCert Inc, CN = DigiCert SHA2 Secure Server CA
---
SSL handshake has read 2414 bytes and written 455 bytes
Verification error: unable to verify the first certificate
---

已尝试的实现代码 #

使用WebRequest的测试代码如下：

using System;
using System.Net;
using System.Net.Security;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        var request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create("https://incomplete-chain.badssl.com");
        request.AllowAutoRedirect = false;
        request.ServerCertificateValidationCallback = ServerCertificateValidationCallback;
        var response = (HttpWebResponse)request.GetResponse();
        response.Close();
    }

    private static bool ServerCertificateValidationCallback(object sender, X509Certificate certificate, X509Chain chain, SslPolicyErrors sslPolicyErrors)
    {
        if (sslPolicyErrors != SslPolicyErrors.None)
        {
            return false;
        }

        var newChain = new X509Chain();
        newChain.ChainPolicy.DisableCertificateDownloads = true;

        // Skip the leaf cert and stop short of the root cert.      
        X509ChainElementCollection chainElements = chain.ChainElements;
        for (int i = 1; i < chainElements.Count - 1; i++)
        {
            newChain.ChainPolicy.ExtraStore.Add(chainElements[i].Certificate);
        }

        var result = newChain.Build(chainElements[0].Certificate);

        // This is True and I want it to be False
        Console.WriteLine($"This is {result} and I want it to be False");
        return result;
    }
}

运行上述代码时newChain.Build()返回了True，不符合预期的False结果。

需求 #

是否有方法绕过cryptoapi的自动补全证书链特性，直接使用服务端返回的原始证书完成链校验？ #

你现有代码的核心问题是使用的chain.ChainElements已经是Windows CryptoAPI自动补全后的链条，并非服务端返回的原始链，所以即便你新建了X509Chain，添加的中间证书也是已经补全的内容，自然会校验通过。可以通过以下两种方案实现需求：

方案1：修改X509Chain校验策略（.NET 5+适用） #

通过显式配置X509Chain的信任模式，禁用系统中间证书存储的自动读取，仅使用服务端返回的原始证书完成校验：

// 推荐替换为SslStream实现，可以直接获取服务端返回的原始证书链
private static bool ServerCertificateValidationCallback(object sender, X509Certificate certificate, X509Chain chain, SslPolicyErrors sslPolicyErrors)
{
    var leafCert = new X509Certificate2(certificate.Export(X509ContentType.Cert));
    var newChain = new X509Chain();
    // 核心配置：使用自定义信任根，禁止从系统证书存储自动读取中间证书
    newChain.ChainPolicy.TrustMode = X509ChainTrustMode.CustomRootTrust;
    newChain.ChainPolicy.CustomTrustStore.Clear();
    // 导入系统根证书，和openssl/curl的默认校验逻辑对齐
    using var rootStore = new X509Store(StoreName.Root, StoreLocation.CurrentUser);
    rootStore.Open(OpenFlags.ReadOnly);
    foreach (var rootCert in rootStore.Certificates)
    {
        newChain.ChainPolicy.CustomTrustStore.Add(rootCert);
    }
    newChain.ChainPolicy.DisableCertificateDownloads = true;
    // 注意：此处需要从TLS握手原始数据中获取服务端返回的中间证书，不可使用已经补全的chain.ChainElements
    // 若使用SslStream实现，可通过SslStream.RemoteCertificates获取服务端返回的所有原始证书，再将中间证书加入ExtraStore
    var result = newChain.Build(leafCert);
    Console.WriteLine($"校验结果：{result}");
    return result;
}

方案2：使用第三方密码库（全版本.NET适用） #

如果需要兼容.NET Framework版本，或者想要完全对齐openssl的校验行为，可以使用BouncyCastle等第三方密码库实现证书链校验，这类库默认不会读取系统证书存储补全链条，完全基于传入的证书完成校验。

补充说明 #

如果仅使用HttpClient/WebRequest的回调无法拿到原始证书链，建议直接基于SslStream编写底层TLS握手逻辑，可以完全控制证书的获取和校验流程。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Stephen