如何在 javacard 小程序上签名并 return 签名到主机应用程序

Question

我在 javacard 小程序中有以下功能，它应该接收来自主机应用程序的质询，对其进行签名，然后 return 通过命令响应 apdu 通信将其发送给主机。

private void sign(APDU apdu) {

        if(!pin.isValidated())ISOException.throwIt(SW_PIN_VERIFICATION_REQUIRED);
        else{

            byte[] buffer = apdu.getBuffer();
            byte [] output = new byte [20];
            short length = 20;
            short x =0;

            Signature signature =Signature.getInstance(Signature.ALG_RSA_SHA_PKCS1, false);
            signature.init(privKey, Signature.MODE_SIGN);
            short sigLength = signature.sign(buffer, offset,length, output, x);
            //This sequence of three methods sends the data contained in
            //'serial' with offset '0' and length 'serial.length'
            //to the host application.
            apdu.setOutgoing();
            apdu.setOutgoingLength((short)output.length);
            apdu.sendBytesLong(output,(short)0,(short)output.length);
        }


    }

主机按如下方式计算挑战并将其发送到 javacard 小程序进行签名：

//produce challenge


            SecureRandom random = SecureRandom . getInstance( "SHA1PRNG" ) ;
            byte [ ]bytes = new byte [ 20 ] ;
            random . nextBytes ( bytes) ;
            CommandAPDU challenge;
            ResponseAPDU resp3;
            challenge =  new CommandAPDU(IDENTITY_CARD_CLA,SIGN_CHALLENGE, 0x00, 0x00,bytes ,20 );
            resp3= c.transmit(challenge);
            if(resp3.getSW()==0x9000) {
                card_signature = resp2.getData();
                String s = new String(card_signature);
                System.out.println("signature " + s);
            }else System.out.println("Challenge signature error: " + resp3.getSW());

如您所见，我检查了签名是否成功，但打印出以下内容：

Challenge signature error:28416

我到底哪里出错了？是否有可能我使用 `byte[] buffer = apdu.getBuffer(); 以错误的方式检索挑战？还是我的签名全错了？

Answer 1

您正在尝试使用 RSA 密钥进行签名。但是，RSA 生成的签名的签名大小与以最小字节数编码的密钥大小（模数大小）相同。所以例如一个 2048 位的密钥产生大小为 ceil(2028D / 8D) = 256 字节的签名（最大响应大小，除非您使用扩展长度的 APDU）。

您应该永远不要 在Java 中创建字节数组，除非在创建class 或个性化小程序时。使用 new byte[] 在持久内存中创建的任何数组都可能会保留到垃圾收集器运行，并且它可能会耗尽 EEPROM 或闪存。对于签名，您不需要持久内存。

如果您查看 Signature.sign 方法：

The input and output buffer data may overlap.

因此您可以只将签名生成到 APDU 缓冲区中。否则你可以在 JCSystem.makeTransientByteArray 创建的缓冲区中生成它，但如果你想将它传达给客户端，你必须将它复制到 APDU 缓冲区中。

请永远不要做以下事情：

String s = new String(card_signature);

签名与随机字节几乎没有区别，因此将其打印出来只会产生垃圾。如果您需要文本输出，请尝试对签名进行十六进制或 base 64 编码。或者将其打印为十进制数（但请注意，这可能会导致丢失值为 00 的前导字节）。

如何在 javacard 小程序上签名并 return 签名到主机应用程序

How to sign on a javacard applet and return the signature to the host application

digital-signature

javacard

apdu