在没有充气城堡的情况下验证 .net 中的 EC SHA 256 签名

Question

我正在实施 Apple 的 App Attestation 服务。

作为流程的一部分，我收到一个 EC 密钥和一个签名。

示例键：

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEd34IR9wYL76jLyZ148O/hjXo9iaF
z/q/xEMXCwYPy6yxbxYzWDZPegG4FH+snXaXQPYD6QIzZNY/kcMjIGtUTg==
-----END PUBLIC KEY-----

样本签名：

MEUCIQDXR/22YAi90PUdKrtTHwigrDxWFoiCqPLB/Of1bZPCKQIgNLxFAeUU2x+FSWfhRGX0SOKUIDxPRoigsCHpJxgGXXU=

示例 sha256 哈希：

S3i6LAEzew5SDjQbq59/FraEAvGDg9y7fRIfbnhHPf4=

如果我把它放到几个 txt 文件中：

System.IO.File.WriteAllBytes("/wherever/sig", Convert.FromBase64String(sampleSignature));

System.IO.File.WriteAllBytes("/wherever/hash", Convert.FromBase64String(sampleSha256Hash));

然后我可以像这样使用 Openssl 验证签名

openssl dgst -sha256 -verify sampleKey.pem -signature /wherever/sig /wherever/hash

（以上输出）

验证正常

我可以像这样使用 Bouncy Castle 验证签名：

var bouncyCert = DotNetUtilities.FromX509Certificate(certificate);
var bouncyPk = (ECPublicKeyParameters)bouncyCert.GetPublicKey();
var verifier = SignerUtilities.GetSigner("SHA-256withECDSA");
verifier.Init(false, bouncyPk);
verifier.BlockUpdate(sha256HashByteArray, 0, sha256HashByteArray.Length);
var valid = verifier.VerifySignature(signature); // Happy days, this is true

由于我不想在这里分享我的整个证书，因此可以通过以下方式实现相同的样本：

// these are the values from the sample key shared at the start of the post
// as returned by BC. Note that .Net's Y byte array is completely different.

 Org.BouncyCastle.Math.BigInteger x = new Org.BouncyCastle.Math.BigInteger(Convert.FromBase64String("d34IR9wYL76jLyZ148O/hjXo9iaFz/q/xEMXCwYPy6w="));
Org.BouncyCastle.Math.BigInteger y = new Org.BouncyCastle.Math.BigInteger(Convert.FromBase64String("ALFvFjNYNk96AbgUf6yddpdA9gPpAjNk1j+RwyMga1RO"));

X9ECParameters nistParams = NistNamedCurves.GetByName("P-256");
ECDomainParameters domainParameters = new ECDomainParameters(nistParams.Curve, nistParams.G, nistParams.N, nistParams.H, nistParams.GetSeed());
var G = nistParams.G;
Org.BouncyCastle.Math.EC.ECCurve curve = nistParams.Curve;
Org.BouncyCastle.Math.EC.ECPoint q = curve.CreatePoint(x, y);

ECPublicKeyParameters pubkeyParam = new ECPublicKeyParameters(q, domainParameters);

var verifier = SignerUtilities.GetSigner("SHA-256withECDSA");
verifier.Init(false, pubkeyParam);
verifier.BlockUpdate(sha256HashByteArray, 0, sha256HashByteArray.Length);
var valid = verifier.VerifySignature(signature); // again, happy days.

但是，我真的想避免使用充气城堡。

所以我正在尝试使用 .net 核心中提供的 ECDsa：

using System.Security.Cryptography;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;

var certificate = new X509Certificate2(cert);
var publicKey = certificate.GetECDsaPublicKey();
var valid = publicKey.VerifyHash(sha256HashByteArray, signature); // FALSE :(

如果您想尝试运行上面的代码，这里是创建没有整个证书的密钥的示例：

using System.Security.Cryptography;

var ecParams = new ECParameters();
ecParams.Curve = ECCurve.CreateFromValue("1.2.840.10045.3.1.7");
ecParams.Q.X = Convert.FromBase64String("d34IR9wYL76jLyZ148O/hjXo9iaFz/q/xEMXCwYPy6w=");
// I KNOW that this is different from BC sample - i got each respective values from
// certificates in respective libraries, and it seems the way they format the coordinates
// are different.
ecParams.Q.Y = Convert.FromBase64String("sW8WM1g2T3oBuBR/rJ12l0D2A+kCM2TWP5HDIyBrVE4=");

var ecDsa = ECDsa.Create(ecParams);

var isValid = ecDsa.VerifyHash(nonce, signature); // FALSE :(

我尝试改用VerifyData() 并提供原始数据和HashAlgorithmName.SHA256，但没有成功。

我在这里找到了一个回复 (https://stackoverflow.com/a/49449863/2057955)，这似乎表明 .net 期望签名为 r,s 连接，所以我将它们从我从我的设备返回的 DER 序列中提取出来（参见示例签名）但是那根本没有运气，我就是无法找回那个“真实”。

问题：如何在 LINUX/MacO 上使用 .Net Core 验证这个 EC 签名（因此无法使用 ECDsaCng 类）？

Answer 1

SignerUtilities.GetSigner() 隐式散列，即sha256HashByteArray 再次散列。因此，必须使用 ECDsa#VerifyData()（隐式哈希）方法而不是 ECDsa#VerifyHash()（不隐式散列）。
此外，SignerUtilities.GetSigner() 会返回 ASN.1 格式的签名，ECDsa#VerifyData() 需要 r|s 格式的签名（如您所见）。
如果两者都考虑，则验证成功：

byte[] publicKey = Convert.FromBase64String("MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEd34IR9wYL76jLyZ148O/hjXo9iaFz/q/xEMXCwYPy6yxbxYzWDZPegG4FH+snXaXQPYD6QIzZNY/kcMjIGtUTg==");
byte[] sha256HashByteArray = Convert.FromBase64String("S3i6LAEzew5SDjQbq59/FraEAvGDg9y7fRIfbnhHPf4=");
byte[] signatureRS = Convert.FromBase64String("10f9tmAIvdD1HSq7Ux8IoKw8VhaIgqjywfzn9W2Twik0vEUB5RTbH4VJZ+FEZfRI4pQgPE9GiKCwIeknGAZddQ==");

var ecDsa = ECDsa.Create();
ecDsa.ImportSubjectPublicKeyInfo(publicKey, out _);

var isValid = ecDsa.VerifyData(sha256HashByteArray, signatureRS, HashAlgorithmName.SHA256);
Console.WriteLine(isValid); // True

---

关于签名格式：

ASN.1 格式的张贴签名

MEUCIQDXR/22YAi90PUdKrtTHwigrDxWFoiCqPLB/Of1bZPCKQIgNLxFAeUU2x+FSWfhRGX0SOKUIDxPRoigsCHpJxgGXXU=

十六进制编码

3045022100d747fdb66008bdd0f51d2abb531f08a0ac3c56168882a8f2c1fce7f56d93c229022034bc4501e514db1f854967e14465f448e294203c4f4688a0b021e92718065d75

由此，r|s 格式的签名可以推导出为 (s.here)

d747fdb66008bdd0f51d2abb531f08a0ac3c56168882a8f2c1fce7f56d93c22934bc4501e514db1f854967e14465f448e294203c4f4688a0b021e92718065d75

或 Base64 编码：

10f9tmAIvdD1HSq7Ux8IoKw8VhaIgqjywfzn9W2Twik0vEUB5RTbH4VJZ+FEZfRI4pQgPE9GiKCwIeknGAZddQ==