如何手动计算和验证证书签名请求的签名

问题描述

我已经创建了密钥对

openssl genrsa -out test1 2048

然后使用该密钥创建证书签名请求

openssl req -new -key test1 -subj "/CN=foo" -out foo.csr

使用openssl req -in foo.csr -text验证该证书
- 它包含我生成的密钥对的公钥
```
      Public Key Algorithm: rsaEncryption
      Public-Key: (2048 bit)
      Modulus:
          00:ca:c5:29:98:08:05:30:30:03:08:eb:23:c2:af:
          3e:2e:2d:dc:11:96:cb:2f:d1:1f:7f:41:a4:00:13:
          8a:ee:4b:36:5b:f2:c1:d1:0f:8b:27:11:34:08:bd:
          4d:df:7e:6d:7a:d7:f9:dd:ea:62:ad:fa:8f:8c:eb:
          47:5f:55:82:2c:13:c2:11:41:12:b9:87:0b:3d:08:
          86:1b:ad:71:16:89:1c:fa:07:4a:86:8f:80:a9:99:
          37:f7:e2:d4:d3:d8:b2:5f:7f:c9:05:51:73:f0:c8:
          59:ec:c3:09:a2:03:a5:6e:ec:8b:d9:9c:11:de:d3:
          df:55:a5:3f:0c:36:d6:93:8a:70:a0:b9:61:cd:c9:
          4a:09:ad:f7:3e:fd:ce:6f:5c:bb:00:69:e9:3b:3d:
          85:3b:01:1d:8f:6a:a7:d4:61:f9:b5:07:1e:90:ed:
          ab:3b:41:cc:db:e8:a0:e7:88:b7:77:35:66:30:b7:
          a6:cd:ea:d6:12:f5:ef:82:63:e9:46:29:2e:7c:10:
          0e:32:fd:04:2d:cd:62:0e:4b:74:46:f7:fd:f6:4a:
          8d:fb:82:9d:37:11:50:ea:9f:f0:d6:64:2b:50:a4:
          f0:18:6e:81:28:11:04:db:2a:0a:f7:b1:70:c5:78:
          fe:ed:e3:55:2c:64:f4:a5:a0:96:f5:11:3a:27:2c:
          5a:51
      Exponent: 65537 (0x10001)
```
- 主题属性
```
        Subject: CN=foo
```
- 数字签名信息
  
  签名算法：sha256WithRSAEncryption 92：b0：82：a5：aa：98：4a：62：5a：84：8a：15：5c：6f：48：dc：e3：ec： 7f：d5：04：e8：c1：47：55：3c：b3：57：84：16：ff：5a：0d：29：2c：16： f2：cc：0c：18：c3：1f：d5：e1：57：3a：dd：8b：b1：c6：92：c3：fe：cb： 2b：9d：7d：79：d5：64：eb：31：00：8b：5e：77：48：ce：66：6f：dd：7b： 71：41：f9：aa：6e：ea：ea：59：e0：cd：f8：db：a9：13：18：d2：2a：fc： 12：25：b3：01：44：0c：b1：02：f7：1a：0f：d0：07：04：1d：9f：6f：a1： 58：91：87：25：4a：d6：47：a6：b5：4e：3c：a1：fd：b6：6c：c3：96：16： c1：ab：00：d2：4c：95：ee：2c：01：2d：cf：0e：d0：62：1b：4f：0e：34： e3：e8：85：50：63：74：eb：1f：ac：95：30：d4：df：43：7f：58：11：90： 35：29：9d：85：94：dc：c8：c2：29：81：46：71：20：62：9c：9c：f8：ef： ed：bc：8b：e3：d5：41：b3：14：f7：43：c6：b2：74：c2：22：06：a2：af： 88：68：2e：67：c4：de：ed：61：37：41：d6：df：8a：76：7d：42：5d：98： d3：c9：19：8b：1d：26：73：92：95：0f：ba：c1：78：3a：55：87：e0：3e： 16：13：34：6e：21：13：b9：da：b8：66：f3：0a：ec：79：ae：1a：95：6c： 04：cf：b8：b5

以下是我的疑问：

计算签名需要考虑哪些数据字段？
我们可以手动创建签名并使用CSR中提到的签名进行验证吗？

解决方法

除了签名算法和签名外，用于计算签名的数据几乎是CSR中的所有内容。这在RFC 2986中称为certificationRequestInfo。

第二个问题：我们如何验证签名？

简短答案：让openssl为您完成。

到目前为止，最简单的方法是要求openssl自己进行验证：

$ openssl genrsa -out test.key 2048
$ openssl req -new -key test.key -subj "/CN=foo" -out foo.csr
$ openssl req -in foo.csr -verify -noout
verify OK

完成！

冗长而乏味的答案：手动完成

好，所以您真的想手动进行。让我们试一试。

鉴于上述，我们首先需要从CSR中提取所需的信息。倾销ASN.1结构，我们得到：

$ openssl asn1parse -i -in foo.csr 
    0:d=0  hl=4 l= 595 cons: SEQUENCE          
    4:d=1  hl=4 l= 315 cons:  SEQUENCE          
    8:d=2  hl=2 l=   1 prim:   INTEGER           :00
   11:d=2  hl=2 l=  14 cons:   SEQUENCE          
   13:d=3  hl=2 l=  12 cons:    SET               
   15:d=4  hl=2 l=  10 cons:     SEQUENCE          
   17:d=5  hl=2 l=   3 prim:      OBJECT            :commonName
   22:d=5  hl=2 l=   3 prim:      UTF8STRING        :foo
   27:d=2  hl=4 l= 290 cons:   SEQUENCE          
   31:d=3  hl=2 l=  13 cons:    SEQUENCE          
   33:d=4  hl=2 l=   9 prim:     OBJECT            :rsaEncryption
   44:d=4  hl=2 l=   0 prim:     NULL              
   46:d=3  hl=4 l= 271 prim:    BIT STRING        
  321:d=2  hl=2 l=   0 cons:   cont [ 0 ]        
  323:d=1  hl=2 l=  13 cons:  SEQUENCE          
  325:d=2  hl=2 l=   9 prim:   OBJECT            :sha256WithRSAEncryption
  336:d=2  hl=2 l=   0 prim:   NULL              
  338:d=1  hl=4 l= 257 prim:  BIT STRING

这是RFC 2986定义的结构化CertificationRequest，内容为：

CertificationRequest ::= SEQUENCE {
    certificationRequestInfo CertificationRequestInfo,signatureAlgorithm       AlgorithmIdentifier{{ SignatureAlgorithms }},signature                BIT STRING
}

使用certificationRequestInfo中描述的算法和私钥生成signatureAlgorithm来对DER编码的ASN.1格式的signature（有关结构细节，请参阅RFC）进行签名。

让我们从CSR中提取我们需要的所有部分。 strparse值是您要导出的偏移量，这是上面输出中每行的第一个数字。

# Extract the certificationRequestInfo (data to be signed)
$ openssl asn1parse -in foo.csr -strparse 4 -out info.der

# Extract the public key.
$ openssl req -pubkey -in foo.csr -noout -out pub.pem

# Alternatively,you can use:
$ openssl asn1parse -in foo.csr -strparse 27 -out tmp.der
$ openssl rsa -pubin -inform DER -in tmp.der -out pub.pem

# Extract the raw signature bytes:
$ openssl asn1parse -in foo.csr -strparse 338 -out sig.raw
    0:d=0  hl=2 l=  70 cons: cont [ 3 ]        
Error in encoding
139935063934272:error:0D07209B:asn1 encoding routines:ASN1_get_object:too long:../crypto/asn1/asn1_lib.c:91:

忽略最后一个错误，这是因为提取的数据是原始签名字节，而不是ASN.1编码。 openssl仍然很高兴将其写到文件中。

我们现在有以下文件：

info.der：已签名的DER编码数据
pub.pem：CSR请求者的公钥
sig.raw：企业社会责任中包含的签名

让我们使用公钥验证RSA签名（因为这就是签名算法所说的）并提取原始哈希：

$ openssl rsautl -verify -pubin -inkey pub.pem -in sig.raw -out hash.der
$ openssl asn1parse -i -in hash.der -inform DER
    0:d=0  hl=2 l=  49 cons: SEQUENCE          
    2:d=1  hl=2 l=  13 cons:  SEQUENCE          
    4:d=2  hl=2 l=   9 prim:   OBJECT            :sha256
   15:d=2  hl=2 l=   0 prim:   NULL              
   17:d=1  hl=2 l=  32 prim:  OCTET STRING      [HEX DUMP]:192E0909DABC7454006628AA3F7FB009AFA62A17A44908CAE5E166E528DCDD11

它没有失败，因此我们已经知道公钥是与用于签名数据的私钥匹配的公钥。

最后一部分，长OCTET STRING是CSR请求者计算出的消息的原始哈希值：

192e0909dabc7454006628aa3f7fb009afa62a17a44908cae5e166e528dcdd11

让我们计算sha256的{{1}}哈希值（再次：因为签名算法告诉我们）：

certificationRequestInfo

是的！哈希值等于从签名中提取的哈希值。

哈希匹配和签名是由与CSR中列出的公钥相对应的私钥签名的。 这是有效的CSR 。

完成！看，我说那会很乏味。

encryption openssl public-key public-key-encryption

如何手动计算和验证证书签名请求的签名

问题描述

解决方法

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