使用 WinCrypt 或 CNG 验证签名文件 (PKCS7)

Question

我需要使用 Windows 加密 API 方法验证签名的 JAR 文件。我对加密和签名问题只有基本的了解。我也是那些加密 APIs（WinCrypt、Bcrypt、Ncrypt）的新手。验证文件哈希不是问题，但签名部分阻止了我。

感谢 OpenSSL、PKCS7 RFC (https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc2315) 和其他各种来源，我能够找出 JAR 中包含的 META-INF/LOCALSIG.DSA 的实际文件内容。但是经过两周的挖掘、试验和错误，我仍然卡住了，不知道还能尝试什么。

OpenSSL 有很好的命令 openssl smime -verify -inform der -in LOCALSIG.DSA -content LOCALSIG.SF -noverify，它完全符合我的要求。不幸的是，我在 Windows API 中找不到这样的高级命令。

我尝试使用所有三个 API 中的 VerifySignature 函数族，但我需要为它们提供 public 键，但我没有成功使用任何 ImportKey 函数。因此，我尝试使用 CryptDecodeObjectEx 手动剖析 ASN1 格式，以便将各个部分作为 BLOB 传递给 API 函数。虽然我在这方面取得了一些成功，但我再次陷入困境，因为我不知道如何解析集合。我不想从头开始编写自己的 ASN1 解析器...

那么，如何使用带有 Windows 加密 API 的 PKCS7 签名文件？

我想使用 OpenSSL 可能更容易，但我必须说服我的雇主为了这个目的将 OpenSSL 添加到我们的代码库中...

UPDATE：LOCALSIG.DSA 文件包含签名者证书和 LOCALSIG.SF 文件的签名哈希.这可以使用 openssl pkcs7 -inform der -print_certs -text -in LOCALSIG.DSA 或 openssl cms -cmsout -inform DER -print -in LOCALSIG.DSA.

进行验证

证书是我公司自签的，在证书库中。我可能需要提供整个信任链。这就是为什么我将 -noverify 选项添加到 openssl smime -verify.

其实有两种不同证书（内部和外部版本）的场景，一种使用DSA（sig文件包含一个证书），另一种使用RSA（sig文件包含三个证书）。这意味着我无法硬编码要使用的证书或方法。我需要从提供的文件中提取该信息。我该怎么做？

Answer 1

我不确定我们是否拥有所有需要的信息，所以我没有任何明确的答案。但是，让我们看看能否在解决方案方面取得进展。

您问的是：

How do I know which certificate to load and from where?

作为验证者，您需要以某种形式拥有该可信证书。对于 Windows，最好将该证书安装在您的证书存储中。这是我在回答中假设的。如果你不知道证书在哪里，那你就得先弄清楚，否则你将无法正确验证signature.Somehow，证书需要由验证者提供给验证者（你）签名者，通过受信任的渠道。

您还写道：

OpenSSL has the nice command openssl smime -verify -inform der -in LOCALSIG.DSA -content LOCALSIG.SF -noverify, which does exactly what I want to do.

你确定这正是你想要做的吗？由于您传递的是 -noverify 标志，因此此命令所做的全部工作是验证 LOCALSIG.DSA 是否包含内容 LOCALSIG.SF 的正确签名。但是，它不会验证此签名是否由您信任的身份创建。任何拥有有效证书和密钥对的人都可以创建该签名。

为了使用 stock-openssl 版本验证签名，包括签名者的身份，您需要以 openssl 可以理解的格式（PEM 或 DER）提供整个证书链，最多自签名根证书。然后你可以用稍微不同的命令检查它

openssl smime -verify -inform der -in LOCALSIG.DSA -content LOCALSIG.SF -CAfile trusted-cert.pem

您的问题已更新，表明签名证书是自签名的并且在证书存储区中。仍然有多种可能的途径，但此时我假设您知道您希望生成此签名的签名者的主题名称是什么。（如果没有，请指出您所做的期望。）有了这些信息，您可以使用以下步骤来验证您的签名：

首先使用CertEnumCertificatesInStore() to look up the certificate in the certificate store. For example usage, see Example C Program: Listing the Certificates in a Store.

当您拥有该证书的句柄后，使用 CryptImportPublicKeyInfoEx2() 获取所需 public 密钥的句柄。

该句柄类型为 BCRYPT_KEY_HANDLE，您可以使用 with BCryptVerifySignature() 进行验证。

Answer 2

根据你的问题我了解到你需要使用分离签名验证 PKC7。为此，您可以使用函数 CryptVerifyDetachedMessageSignature。

示例代码：

CRYPT_VERIFY_MESSAGE_PARA vparam = { 0 };
    vparam.cbSize = sizeof(CRYPT_VERIFY_MESSAGE_PARA);
    vparam.dwMsgAndCertEncodingType = X509_ASN_ENCODING | PKCS_7_ASN_ENCODING;
    vparam.pfnGetSignerCertificate = nullptr;
    vparam.pvGetArg = nullptr;


    /* read your files somehow */
    std::vector<char> sig;
    if (!ReadFile("LOCALSIG.DSA", &sig))
    {
        std::cout << "Failed to read file" << std::endl;
        return;
    }

    std::vector<char> mes;
    if (!ReadFile("LOCALSIG.SF", &mes))
    {
        std::cout << "Failed to read file" << std::endl;
        return;
    }

    /* CryptVerifyDetachedMessageSignature requires array of messages to verify */
    const BYTE* marray[] = {
        reinterpret_cast<BYTE*>(mes.data())
    };
    DWORD marray_len[] = {
        static_cast<DWORD>(mes.size())
    };

    if (!CryptVerifyDetachedMessageSignature(vparam,
        0, 
        reinterpret_cast<BYTE*>(sig.data()),
        static_cast<DWORD>(sig.size()), 
        1, /* number of messages in marray */
        marray,
        marray_len,
        nullptr))
    {
        std::cout << "Failed to verify signature, error: " << GetLastError() << std::endl;
    }
    else
    {
        std::cout << "Verify success, signature valid" << std::endl;
    }

更新
要验证证书链，您需要使用 CertGetCertificateChain

示例代码：

PCCERT_CHAIN_CONTEXT pChain = nullptr;
CERT_CHAIN_PARA chainPara = {0};
HCERTSTORE hStore = nullptr;
/* you sig file */
DATA_BLOB db = {
    static_cast<DWORD>(sig.size()), reinterpret_cast<BYTE *>(sig.data())};

/* you can open your sig file as certificate store */
hStore = CertOpenStore(CERT_STORE_PROV_PKCS7, X509_ASN_ENCODING | PKCS_7_ASN_ENCODING, NULL, 0, reinterpret_cast<BYTE *>(&db));
if (!hStore)
{
    goto Exit;
}

chainPara.cbSize = sizeof(CERT_CHAIN_PARA);
chainPara.RequestedUsage.dwType = USAGE_MATCH_TYPE_AND;
chainPara.RequestedUsage.Usage.cUsageIdentifier = 0;

if (!CertGetCertificateChain(NULL,  /* use default chain engine */
                             pCert, /*  pCert - pointer to signer cert structure (the parameter that was obtained in the previous step) */
                             NULL,
                             hStore, /* point to additional store where need to search for certificates to build chain */
                             &chainPara,
                             CERT_CHAIN_REVOCATION_CHECK_CHAIN_EXCLUDE_ROOT,
                             NULL,
                             &pChain))
{
    std::cout << "failed to build chain: " << GetLastError();
    goto Exit;
}

if (pChain->TrustStatus.dwErrorStatus == CERT_TRUST_NO_ERROR)
{
    std::cout << "certificate valid";
    goto Exit;
}
if (pChain->TrustStatus.dwErrorStatus & CERT_TRUST_REVOCATION_STATUS_UNKNOWN)
{
    std::cout << "certificate revocation status unknown";
}
/* you need to place root certificate to the Trusted Root Store */
if (pChain->TrustStatus.dwErrorStatus & CERT_TRUST_IS_UNTRUSTED_ROOT)
{
    std::cout << "untrusted CA";
}
/* and so on */

Exit : 
if (pCert)
{
    CertFreeCertificateContext(pCert);
}
if (pChain)
{
    CertFreeCertificateChain(pChain);
}
if (hStore)
{
    CertCloseStore(hStore, 0);
}

使用 WinCrypt 或 CNG 验证签名文件 (PKCS7)

Verify a signature file (PKCS7) with WinCrypt or CNG

sign

asn.1

cng

wincrypt