證書-雙證書請求檔案

羊37發表於2024-07-10

1.背景

關於數字證書、數字信封、OID等基本知識，此文不做贅述。

在傳統的數字信封體系中，我們的流程大概這樣的。

image-20240708163439802

這裡有個值得注意的點是：

節點1用於加密對稱金鑰的公鑰和節點3用於簽名的私鑰，它們是否可以是同一對。

基於這個思想，我們有了單證書體系和雙證書體系。

其原因之一就是，從功能角度隔離開我們的加密秘鑰對和簽名金鑰對。

根據“中國金融認證中心標準-SM2 雙證書申請及下載規範”，我們可以看到一個雙證書的基本流程。

  1. 產生簽名金鑰對和互動金鑰對。

  2. 生成 Base64 編碼的 SM2 雙證書請求。

  3. 向伺服器端提交 SM2 雙證書請求。

  4. 解析伺服器端返回的報文資料，並解密加密證書私鑰。

  5. 匯入簽名公鑰證書、加密公鑰證書、加密證書私鑰。

2.雙證書

以國密SM2為例

上面我們知道，所謂的雙證書，即。

  • 專門用於簽名驗籤
  • 專門用於加密解密

注意，在中國金融認證中心標準-SM2 雙證書申請及下載規範中，此處的加密秘鑰不是由我們的本地生成的，而是由CA生成。

整個邏輯大致互動邏輯如下：

  • 本地生成簽名公私鑰對
  • 本地生成臨時公私鑰對（注意，非加密秘鑰對，僅僅在生成請求證書階段使用）
  • 結合簽名公鑰、臨時公鑰，生成雙證書請求檔案。
  • CA簽發簽名證書
  • CA生成加密公私鑰對（並使用剛才我們的臨時公鑰加密加密秘鑰對中的私鑰）
  • 下載CA簽發的簽名證書、加密證書、加密私鑰
  • 使用臨時私鑰解密加密過的私鑰，得到最終的加密私鑰。

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3.雙證請求檔案

請求檔案、CSR、P10，不嚴格的場景下，你可以當做是同一個東西。

3.1 格式描述

3.1.1 整體格式

image-20240710010041063

SM2 雙證書請求的 ASN.1 資料格式。

CertificationRequest ::= SEQUENCE {
	certificationRequestInfo CertificationRequestInfo,
	signatureAlgorithm AlgorithmIdentifier{{ SignatureAlgorithms }},
	signature BIT STRING
}
  • ccertificationRequestInfo： SM2 雙證書請求資訊。
  • signatureAlgorithm：簽名演算法 ID，文件中OID取值為：1.2.156.10197.1.501。
  • signature：使用簽名私鑰，對 certificationRequestInfo 節點的簽名結果。

這裡提到了oid，可以在這裡查詢。

國家OID註冊中心

GmSSL

然後，這裡的{{ SignatureAlgorithms }}是什麼意思呢？

  • AlgorithmIdentifier：這是一個ASN.1的標準型別，用於標識演算法。它通常包含兩個欄位：演算法OID（物件識別符號）和可選的引數。

  • {{ SignatureAlgorithms }}：表示AlgorithmIdentifier的值必須來自SignatureAlgorithms的集合。

嗯，就是下面這個。

image-20240710011413875

3.1.2 CertificationRequestInfo

image-20240710010353721

CertificationRequestInfo ::= SEQUENCE {
	version INTEGER,
	subject Name,
	subjectPKInfo SubjectPublicKeyInfo,
	attributes [0] Attributes
}

  • version：版本號，本文件中取值為 0x00。

  • subject：公鑰證書 DN。詳細介紹，請參考 PKCS#10。

  • subjectPKInfo：簽名公鑰資訊。

  • attributes：屬性資訊。

3.1.3 SubjectPublicKeyInfo

image-20240710011520142

SubjectPublicKeyInfo ::= SEQUENCE {
	algorithm AlgorithmIdentifer,
	subjectPublicKey BIT STRING
}

AlgorithmIdentifer::= SEQUENCE {
	algorithm OBJECT IDENTIFIER,
	parameters ANY DEFINED BY algorithm OPTIONAL
}

  • algorithm：ECC 公鑰演算法 OID，在本文件中，取值為：1.2.840.10045.2.1。

  • parameters：SM2 公鑰演算法 OID，在本文件中，取值為：1.2.156.10197.1.301。

  • subjectPublicKey：SM2 公鑰資料，結構如下。

    0x04||簽名公鑰 X 分量||簽名公鑰 Y 分量。

3.1.4 attributes

Attributes ::= Context[0] {
	chanllegPassword ChanllegPassword,
	tempPublicKeyInfo TempPulicKeyInfo
}
ChanllegPassword ::= SEQUENCE {
	chanllegPasswordOID OBJECTIDENTIFIER,
	password PrintableString
}
TempPulicKeyInfo ::= SEQUENCE {
	tempPublicKeyOID OBJECTIDENTIFIER,
	tempPublicKey OCTECT STRING
}
  • password：預設取值：111111。
  • tempPublicKeyOID：互動公鑰標識 OID，本文件中取值為：1.2.840.113549.1.9.63。
  • tempPublicKey：互動公鑰 TempPulicKey 的 OCTECT STRING 編碼。

image-20240710011645538

3.1.5 互動公鑰

image-20240710011658192

TempPulicKey ::= SEQUENCE {
	version INTEGER,
	tempPublicKeyData OCTET STRING
}

  • version：版本號，本文件中取值為：0x01。

  • tempPublicKeyData：互動公鑰資料，結構如下。

    0x00 0xB4 0x00 0x00||0x00 0x01 0x00 0x00 ||互動公鑰 X 分量||32 位元組 0x00 擴充套件空間||互動公鑰 Y 分 量||32 位元組 0x00 擴充套件空間

3.2 示例檔案

首先，給出文件中的demo雙證請求檔案。
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我們使用ASN.1線上解析工具，可以看到大體結構，上文中對細節處已經做了框選，此處不贅述。

image-20240710005900697

看起來複雜，實際也很複雜，哈哈。

但是別慌，跟咱們前面的格式描述那裡對應上就好了。

就像咱們Java的實體類一樣，沒啥特別的，只不過走了ASN1編碼而已。

3.3 程式碼

本文基於Java構建

4.結果檔案解析

4.1 分析

根據規範，將會收到3個結果檔案。

image-20240710012307258

  • SignCert.cer：簽名對應的公鑰證書
  • EncCert.cer：加密對應的公鑰證書
  • PrivateKey.key：加密過的公私鑰檔案（使用我們的臨時公鑰加密）

由規範指引，我們可以得到解密的具體邏輯。

image-20240710012558519

image-20240710012539475

image-20240710012656444

  • 根據,分隔，提取密文資料。
  • 解析密文資料，得到實際密文。
  • 使用臨時公鑰解密密文，得到秘鑰值。

注意，直接移除,後得到的資料並不是直接的SM2解密源文，它是具有如下結構的（回顧3.1.5節）。

TempPulicKey ::= SEQUENCE {
	version INTEGER,
	tempPublicKeyData OCTET STRING
}

4.2 程式碼

注意點如下：

  • 返回的資料裡面會解析出version和encryptedKeyData兩個部分的資料，encryptedKeyData才是我們實際解密的源資料。
  • 使用BC庫解密的時候，私鑰前加00/密文前加04/公鑰前加04。
  • 經過驗證，模式使用C1C3C2。

關於為啥咱們BC庫裡密文前要加04，你可以參考這個issue：hutool-SM2私鑰解密檔案報錯Invalid point encoding 0x30

當然，咱們此處沒有用hutool，不過原因你可以研究下。

具體程式碼參考：easy-cryptography

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