如何使用 mbedtls 验证证书是否验证密钥？答案

【问题标题】：How can I verify with mbedtls, that a cert validates a key?如何使用 mbedtls 验证证书是否验证密钥？
【发布时间】：2020-03-23 07:36:08
【问题描述】：

Mbedtls 可以使用其mbedtls_x509_crt_verify(...) 函数 (link) 验证 x509 证书。

但是，我有什么：

公钥/私钥对（保存在mbedtls_pk_context 中）。
我从其他来源获得的证书（因此，不能保证它不包含任何可能的智能修改）。

证书的验证没有问题。

但是，如果该证书验证了不同的密钥怎么办？（可能是软件问题和破解尝试的结果。）当然，这样的密钥/证书对将无法tls 握手，但我认为我不需要为此建立一个 tcp 连接。

还有一个mbedtls_pk_verify(...) 函数（ref），但在我看来，它主要与签名一起使用。但是我没有签名，我有一个证书（以 pem 格式获得）和我的密钥（我也有一个 pem 格式的密钥）。将它们处理成内部 mbedtls 数据结构（mbedtls_x509_crt 和 mbedtls_pk_context）不是问题，但我如何验证它们是否匹配？

【问题讨论】：

注意，这个问题不问示例代码，也不是“做我的工作”的问题。这个问题的本质是：如何验证我的mbedtls_pk_context和我的mbedtls_x509_cert匹配？

标签： ssl tls1.2 mbedtls

【解决方案1】：

正如thissecurity.SE 回答所说，如果证书中的公钥和私钥文件中的公钥相同，那么验证就足够了。这是因为它是他们唯一共同的共享信息。

因此，我们需要从mbedtls_pk_content和mbedtls_x509_cert中挖掘出公钥并进行比较。

mbedtls 对此任务没有通用 API 调用，但可以通过特定算法的解决方案来完成。步骤如下。假设我们有

mbedtls_x509_cert crt;
mbedtls_pk_context pk;

crt 拥有证书，pk 是我们的公私钥对。

我们从两者获得密钥对。在椭圆曲线密码的情况下，它由mbedtls_pk_ec(...) 宏完成。在 rsa 的情况下，需要mbedtls_rsa_context(...)：
```
mbedtls_ecp_keypair* crt_pair = mbedtls_pk_ec(crt->pk);
mbedtls_ecp_keypair* pk_pair = mbedtls_pk_ec(*pk);
```

注意，虽然crt_pair 现在是一个密钥对，但只有它的公共部分是非零的，因为证书显然没有私钥部分。 mbedtls_pk_ec(...) 在我看来有点像宏，因为它不使用指向结构的指针，而是直接使用结构。

然后，我们比较密钥对中的公钥：

mbedtls_mpi *pk_pub_X = &pk_pair->Q.X;
mbedtls_mpi *pk_pub_Y = &pk_pair->Q.Y;
mbedtls_mpi *crt_pub_X = &crt_pair->Q.X;
mbedtls_mpi *crt_pub_Y = &crt_pair->Q.Y;

在其他算法 (RSA) 的情况下，这些部分可能会有所不同，但是我们总是需要一组大数字 (mbedtls_mpi)，然后比较这些大数字。

然后，我们使用 mbedtls 大数功能来比较它们：

bool does_it_differ = mbedtls_mpi_cmp_mpi(pk_pub_X, crt_pub_X) || mbedtls_mpi_cmp_mpi(pk_pub_Y, crt_pub_Y);

注意：验证证书匹配并不足以验证证书的有效性，它只是需要。证书的验证可以通过已经更加愉快和简单的mbedtls_x509_crt_verify(...)函数来完成。

【讨论】：

【解决方案2】：

我知道这是一个较老的问题，但也许 mbedtls_pk_check_pair 是您正在寻找的。将您的私钥/公钥对和证书公钥传递给它。

/**
 * \brief           Check if a public-private pair of keys matches.
 *
 * \param pub       Context holding a public key.
 * \param prv       Context holding a private (and public) key.
 *
 * \return          \c 0 on success (keys were checked and match each other).
 * \return          #MBEDTLS_ERR_PK_FEATURE_UNAVAILABLE if the keys could not
 *                  be checked - in that case they may or may not match.
 * \return          #MBEDTLS_ERR_PK_BAD_INPUT_DATA if a context is invalid.
 * \return          Another non-zero value if the keys do not match.
 */
int mbedtls_pk_check_pair( const mbedtls_pk_context *pub, const mbedtls_pk_context *prv );

【讨论】：