Web Crypto API JWK 在 Python 中的使用

Question

我正在开发一个 P2P 基础设施，它将拥有来自一组不同应用程序的数据，这些数据通过网络分布。此 P2P 覆盖由一组 Python 个 Twisted 服务器组成。

我需要为每个应用程序的每个用户保证存储数据的安全性和隐私性。因此，我在 Web 应用程序的客户端使用 Web Crypto API 生成 RSA 密钥对。 RSA 密钥对也将存储在 P2P 覆盖层中。因此，我在客户端对私钥进行加密，并导出用户密码。

此外，我正在使用 jwk to pem 模块将 JWK public 密钥转换为 PEM 密钥，用于 Python 密码学库（PyCrypt 或 m2Crypto）。

最后，我必须保证包含这些凭据以及用户数据的消息保持其完整性。因此，在客户端，我使用用户的私钥签署此数据。

我将数据和签名都以 ArrayBuffer 类型发送到服务器，并以 base64 编码。

function signData(private_key, data, callback){

    var dataForHash = str2ab(JSON.stringify(sortObject(data)));
    computeSHA(dataForHash, "SHA-256", function(hash){


        signRSA(private_key, hash, function(data){      
            callback(data.buffer.b64encode(), dataForHash.b64encode());
        });    
    });
}

function computeSHA(data, mode, callback){
    window.crypto.subtle.digest(
        {
            name: mode,
        },
        data
    )
    .then(function(hash){
        callback(new Uint8Array(hash).buffer);
    })
    .catch(function(err){
        console.error(err);
    });
}

function signRSA(private_key, data, callback){
    window.crypto.subtle.sign(
        {
            name: "RSASSA-PKCS1-v1_5",
        },
        private_key,
        data
    )
    .then(function(signature){
        callback(new Uint8Array(signature));
    })
    .catch(function(err){
        console.error(err);
    });
}

ArrayBuffer.prototype.b64encode = function(){
    return btoa(String.fromCharCode.apply(null, new Uint8Array(this)));
};

之后，当Python服务器收到这个http请求时，它从base64解码数据和签名。

dataForHash = base64.b64decode(dataReceived['data'])
signature = base64.b64decode(dataReceived['signature'])

为了验证签名，需要 public 密钥。因此：

data = utils.byteify(json.loads(dataForHash.decode("utf-16")))
pub_key = base64.b64decode(data['pub_key']) # Get PEM Public Key

(utils.byteify() 将 unicode 字符串转换为常规字符串)

验证签名：

Authentication.verifySignature(signature, dataForHash, pub_key)

方法定义：

from Crypto.Signature import PKCS1_v1_5
from Crypto.Hash import SHA256
from Crypto.PublicKey import RSA

def verifySignature(signature, data, pub_key):
    key = RSA.importKey(pub_key)
    h = SHA256.new(data)
    verifier = PKCS1_v1_5.new(key)
    return verifier.verify(h, signature)

然而，签名验证returns错误。我也尝试过使用 m2crypto 库，但它 returns 0.

Answer 1

我找到了问题。

虽然在 Python (PyCrypto) 中，签名函数应该接收要签名的数据的哈希值，但使用 Web 密码学 API，签名方法在接收到的数据之前应用哈希函数签署它。

因此，JS 中的数据被哈希了两次，一次在调用 sign 方法之前，一次在 sign 方法中，在创建签名之前。

function signData(private_key, data, callback){

    var dataForHash = str2ab(JSON.stringify(sortObject(data)));

    signRSA(private_key, dataForHash, function(data){           

        callback(data.buffer.b64encode(), dataForHash.b64encode());
    });    
}

ArrayBuffer.prototype.b64encode = function(){
    return btoa(String.fromCharCode.apply(null, new Uint8Array(this)));
};

String.prototype.b64decode = function(){
    var binary_string = window.atob(this);
    var len = binary_string.length;
    var bytes = new Uint8Array(new ArrayBuffer(len));
    for (var i = 0; i < len; i++)        {
        bytes[i] = binary_string.charCodeAt(i);
    }
    return bytes;
};

通过此修改，python returns 中的验证现在为真。

Web Crypto API JWK 在 Python 中的使用

Web Crypto API JWK usage in Python

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