Windows 内核模式代码签名问题答案

【问题标题】：Windows kernel mode code signing problemsWindows 内核模式代码签名问题
【发布时间】：2017-02-04 21:17:59
【问题描述】：

问题总结

我的 Windows 应用程序包含一个加载相当简单的驱动程序的服务。此驱动程序包含嵌入的 SHA1 和 SHA256 签名，并包括它们的交叉签名证书链，符合 MS Kernel Signing doc 中描述的 KMCS 要求，用于签署没有 CAT 文件的驱动程序。

驱动程序在大多数 Windows 安装中都可以正常加载，但在极少数情况下无法加载，主要是在 Windows 7 x64 和 Windows 10 x64 上。错误是 0x241 (577)：Windows 无法验证此文件的数字签名。最近的硬件或软件更改可能安装了签名错误或损坏的文件，或者可能是来自未知来源的恶意软件。

更多详情

我正在使用 StartCom 3 类代码签名证书。我从Microsoft Cross-Certificates for Kernel Mode Code Signing 页面下载了交叉签名的 StartCom 证书。

我的证书在 pfx 文件中，我正在对驱动程序进行如下签名：

signtool.exe sign /v /ac "MS_xs_st.crt" /d "Driver description" /du "https://webpage/" /f my_certificate.pfx /t http://timestamp.verisign.com/scripts/timstamp.dll /p %1 driver.sys
signtool.exe sign /v /ac "MS_xs_st.crt" /d "Driver description" /du "https://webpage/" /f my_certificate.pfx /fd sha256 /tr http://timestamp.comodoca.com/?td=sha256 /td sha256 /as /p %1 driver.sys

由于这不是需要安装的硬件驱动程序，因此它不包含 .CAT 文件或 .INF 文件。它只是一个在服务启动时加载并在服务停止时卸载的驱动程序。

可以注意到，SHA256 签名添加在 SHA1 签名之后（使用 /as），并且它还使用 SHA256 时间戳服务器。它是双重签名的，以便与旧操作系统兼容，尽管我必须说它无法在 Vista x64 中加载，大概是因为我的证书使用 SHA256 作为签名算法。值得注意的是，驱动程序可以在 Windows XP x64 上正常加载。还值得一提的是，在检查文件属性的“数字签名”选项卡时，所有未能加载的用户都报告说这两个签名都经过了很好的验证。我可以在没有 Vista x64 兼容性的情况下生活，但 Windows 7 和 Windows 10 的问题非常令人担忧，并迫使我将应用程序保持在 beta 测试中。

在各种 Windows 版本的大约 150 多次安装中，我有：

在 Windows 7 x64 中验证失败的 3 个用户。其中一个没有安装所有更新，继续安装了大约 200 个更新，之后验证通过并解决了问题。我建议更新给其他 2 个有同样问题的用户，但我没有收到任何反馈，所以我不知道问题是否已解决，我什至不知道他们的 Windows 是否是最新的。
在 Windows 10 x64 上无法加载驱动程序的 3 个用户。他们所有人都比 Windows 7 用户响应更快，我发现他们都安装了所有更新。使用 Windows 10 周年版安装工具包安装的三个用户中有两个。
1 个用户的驱动程序无法在 Windows 2003 R2 x86 上加载。我还使用此操作系统创建了一个 VM，但未能重现该问题。

每次驱动程序加载失败时，都会在安全事件类别中生成一个审核失败事件，其中包含以下文本： *代码完整性确定文件的图像哈希无效。该文件可能由于未经授权的修改而损坏，或者无效的哈希可能表示潜在的磁盘设备错误。

文件名：\Device\HarddiskVolumeX\Program Files (x86)\path\to\driver.sys*

我在 Vista x64 中遇到完全相同的错误，并且启用代码完整性详细日志会导致大量关于加载所有 .CAT 文件的消息，而没有其他感兴趣的信息。当然，在 Vista x64 中，代码完整性操作日志包含一个关于文件未得到验证的错误，与上面的审核错误非常相似。

跑步

signtool.exe verify /v /kp driver.sys

结果：

Verifying: driver.sys
Signature Index: 0 (Primary Signature)
Hash of file (sha1): EE2FE2A16395DC66ACCB5264742987D99ECF5A66

Signing Certificate Chain:
    Issued to: StartCom Certification Authority
    Issued by: StartCom Certification Authority
    Expires:   Wed Sep 17 22:46:36 2036
    SHA1 hash: 3E2BF7F2031B96F38CE6C4D8A85D3E2D58476A0F

        Issued to: StartCom Class 3 Object CA
        Issued by: StartCom Certification Authority
        Expires:   Mon Dec 16 04:00:05 2030
        SHA1 hash: E181101EE744817E49B6F97466E14DFA0809BD46

            Issued to: My company
            Issued by: StartCom Class 3 Object CA
            Expires:   Sun Aug 04 16:18:18 2019
            SHA1 hash: 62...E9

The signature is timestamped: Sun Sep 25 12:49:52 2016
Timestamp Verified by:
    Issued to: Thawte Timestamping CA
    Issued by: Thawte Timestamping CA
    Expires:   Fri Jan 01 02:59:59 2021
    SHA1 hash: BE36A4562FB2EE05DBB3D32323ADF445084ED656

        Issued to: Symantec Time Stamping Services CA - G2
        Issued by: Thawte Timestamping CA
        Expires:   Thu Dec 31 02:59:59 2020
        SHA1 hash: 6C07453FFDDA08B83707C09B82FB3D15F35336B1

            Issued to: Symantec Time Stamping Services Signer - G4
            Issued by: Symantec Time Stamping Services CA - G2
            Expires:   Wed Dec 30 02:59:59 2020
            SHA1 hash: 65439929B67973EB192D6FF243E6767ADF0834E4

Cross Certificate Chain:
    Issued to: Microsoft Code Verification Root
    Issued by: Microsoft Code Verification Root
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    SHA1 hash: 8FBE4D070EF8AB1BCCAF2A9D5CCAE7282A2C66B3

        Issued to: StartCom Certification Authority
        Issued by: Microsoft Code Verification Root
        Expires:   Thu Apr 15 23:23:19 2021
        SHA1 hash: E6069E048DEA8D817AFC4188B1BEF1D888D0AF17

            Issued to: StartCom Class 3 Object CA
            Issued by: StartCom Certification Authority
            Expires:   Mon Dec 16 04:00:05 2030
            SHA1 hash: E181101EE744817E49B6F97466E14DFA0809BD46

                Issued to: My company
                Issued by: StartCom Class 3 Object CA
                Expires:   Sun Aug 04 16:18:18 2019
                SHA1 hash: 62...E9


Successfully verified: driver.sys

Number of files successfully Verified: 1
Number of warnings: 0
Number of errors: 0

跑步

signtool.exe verify /v /pa /all driver.sys

结果：

Verifying: driver.sys
Signature Index: 0 (Primary Signature)
Hash of file (sha1): EE2FE2A16395DC66ACCB5264742987D99ECF5A66

Signing Certificate Chain:
    Issued to: StartCom Certification Authority
    Issued by: StartCom Certification Authority
    Expires:   Wed Sep 17 22:46:36 2036
    SHA1 hash: 3E2BF7F2031B96F38CE6C4D8A85D3E2D58476A0F

        Issued to: StartCom Class 3 Object CA
        Issued by: StartCom Certification Authority
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        SHA1 hash: E181101EE744817E49B6F97466E14DFA0809BD46

            Issued to: My company
            Issued by: StartCom Class 3 Object CA
            Expires:   Sun Aug 04 16:18:18 2019
            SHA1 hash: 62...E9

The signature is timestamped: Sun Sep 25 12:49:52 2016
Timestamp Verified by:
    Issued to: Thawte Timestamping CA
    Issued by: Thawte Timestamping CA
    Expires:   Fri Jan 01 02:59:59 2021
    SHA1 hash: BE36A4562FB2EE05DBB3D32323ADF445084ED656

        Issued to: Symantec Time Stamping Services CA - G2
        Issued by: Thawte Timestamping CA
        Expires:   Thu Dec 31 02:59:59 2020
        SHA1 hash: 6C07453FFDDA08B83707C09B82FB3D15F35336B1

            Issued to: Symantec Time Stamping Services Signer - G4
            Issued by: Symantec Time Stamping Services CA - G2
            Expires:   Wed Dec 30 02:59:59 2020
            SHA1 hash: 65439929B67973EB192D6FF243E6767ADF0834E4

Signature Index: 1
Hash of file (sha256): 79E9A2EF552906EA10F56FF7B2F95A1999B52902BCD9B78DD076157B563E900B

Signing Certificate Chain:
    Issued to: StartCom Certification Authority
    Issued by: StartCom Certification Authority
    Expires:   Wed Sep 17 22:46:36 2036
    SHA1 hash: 3E2BF7F2031B96F38CE6C4D8A85D3E2D58476A0F

        Issued to: StartCom Class 3 Object CA
        Issued by: StartCom Certification Authority
        Expires:   Mon Dec 16 04:00:05 2030
        SHA1 hash: E181101EE744817E49B6F97466E14DFA0809BD46

            Issued to: My company
            Issued by: StartCom Class 3 Object CA
            Expires:   Sun Aug 04 16:18:18 2019
            SHA1 hash: 62...E9

The signature is timestamped: Sun Sep 25 12:49:53 2016
Timestamp Verified by:
    Issued to: UTN-USERFirst-Object
    Issued by: UTN-USERFirst-Object
    Expires:   Tue Jul 09 21:40:36 2019
    SHA1 hash: E12DFB4B41D7D9C32B30514BAC1D81D8385E2D46

        Issued to: COMODO SHA-256 Time Stamping Signer
        Issued by: UTN-USERFirst-Object
        Expires:   Tue Jul 09 21:40:36 2019
        SHA1 hash: 36527D4FA26A68F9EB4596F1D99ABB2C0EA76DFA


Successfully verified: driver.sys

Number of signatures successfully Verified: 2
Number of warnings: 0
Number of errors: 0

有点奇怪的是，不使用特殊开关进行验证会导致证书链错误。再说一次，我在检查 VMWare 驱动程序时遇到了同样的错误，所以我想这没什么好担心的。无论如何，运行：

signtool.exe verify /v /all driver.sys

结果：

Verifying: driver.sys
Signature Index: 0 (Primary Signature)
Hash of file (sha1): EE2FE2A16395DC66ACCB5264742987D99ECF5A66

Signing Certificate Chain:
    Issued to: StartCom Certification Authority
    Issued by: StartCom Certification Authority
    Expires:   Wed Sep 17 22:46:36 2036
    SHA1 hash: 3E2BF7F2031B96F38CE6C4D8A85D3E2D58476A0F

        Issued to: StartCom Class 3 Object CA
        Issued by: StartCom Certification Authority
        Expires:   Mon Dec 16 04:00:05 2030
        SHA1 hash: E181101EE744817E49B6F97466E14DFA0809BD46

            Issued to: My company
            Issued by: StartCom Class 3 Object CA
            Expires:   Sun Aug 04 16:18:18 2019
            SHA1 hash: 62...E9

The signature is timestamped: Sun Sep 25 12:49:52 2016
Timestamp Verified by:
    Issued to: Thawte Timestamping CA
    Issued by: Thawte Timestamping CA
    Expires:   Fri Jan 01 02:59:59 2021
    SHA1 hash: BE36A4562FB2EE05DBB3D32323ADF445084ED656

        Issued to: Symantec Time Stamping Services CA - G2
        Issued by: Thawte Timestamping CA
        Expires:   Thu Dec 31 02:59:59 2020
        SHA1 hash: 6C07453FFDDA08B83707C09B82FB3D15F35336B1

            Issued to: Symantec Time Stamping Services Signer - G4
            Issued by: Symantec Time Stamping Services CA - G2
            Expires:   Wed Dec 30 02:59:59 2020
            SHA1 hash: 65439929B67973EB192D6FF243E6767ADF0834E4

SignTool Error: A certificate chain processed, but terminated in a root
        certificate which is not trusted by the trust provider.
Signature Index: 1
Hash of file (sha256): 79E9A2EF552906EA10F56FF7B2F95A1999B52902BCD9B78DD076157B563E900B

Signing Certificate Chain:
    Issued to: StartCom Certification Authority
    Issued by: StartCom Certification Authority
    Expires:   Wed Sep 17 22:46:36 2036
    SHA1 hash: 3E2BF7F2031B96F38CE6C4D8A85D3E2D58476A0F

        Issued to: StartCom Class 3 Object CA
        Issued by: StartCom Certification Authority
        Expires:   Mon Dec 16 04:00:05 2030
        SHA1 hash: E181101EE744817E49B6F97466E14DFA0809BD46

            Issued to: My company
            Issued by: StartCom Class 3 Object CA
            Expires:   Sun Aug 04 16:18:18 2019
            SHA1 hash: 62...E9

The signature is timestamped: Sun Sep 25 12:49:53 2016
Timestamp Verified by:
    Issued to: UTN-USERFirst-Object
    Issued by: UTN-USERFirst-Object
    Expires:   Tue Jul 09 21:40:36 2019
    SHA1 hash: E12DFB4B41D7D9C32B30514BAC1D81D8385E2D46

        Issued to: COMODO SHA-256 Time Stamping Signer
        Issued by: UTN-USERFirst-Object
        Expires:   Tue Jul 09 21:40:36 2019
        SHA1 hash: 36527D4FA26A68F9EB4596F1D99ABB2C0EA76DFA

SignTool Error: A certificate chain processed, but terminated in a root
        certificate which is not trusted by the trust provider.

Number of signatures successfully Verified: 0
Number of warnings: 0
Number of errors: 2

我正在使用 VS 2015 附带的 8.1 Windows 工具包中的 signtool.exe，它的版本是 6.3.9600.17298。值得一提的是，驱动程序是使用 WDK 7.1.0 (7600.13685.1) 编译的。

【问题讨论】：

好吧，在启用安全启动的情况下，周年更新后，您的驱动程序可能不会在 Windows 10 x64 上加载，因为 Microsoft 对 KMCS（EV 证书，需要从女士也是）。但我希望你已经知道这一点。当我尝试在未更新的旧 Windows（Vista，7）上加载驱动程序时，我实际上遇到了与您类似的问题。我怀疑问题是由于 Windows 不信任交叉签名证书，因为它是在上次更新日期之后发布的。

标签： windows kernel driver code-signing driver-signing

【解决方案1】：

正如上面的 Martin Drab 所说，问题是双重的。顺便说一句，感谢 Martin，您的评论帮助我解决了问题，通过设置启用了安全启动的 VM，我能够重现 Windows 10 问题。

对于早于 Windows 10 的操作系统，该问题似乎可以通过安装所有最新更新来解决。如果 PC 在 2015 年 11 月 1 日之前（新的 Microsoft 代码验证根证书颁发时）没有更新，它将无法验证，因为内核无法识别根证书。

对于 Windows 10，有一个新的Kernel Mode Code Signining Policy，它指定所有全新安装的 Windows 10 周年版将不会验证任何未经 Microsoft 开发门户（需要 EV 证书）签名的内核代码，除非它已签名具有 2015 年 7 月 29 日之前颁发的交叉签名证书或禁用安全启动。

这个问题很少发生的原因是大多数人没有多年未更新的 Windows 7 机器，而在撰写本文时大多数拥有 Windows 10 的机器没有使用全新安装周年纪念版。

Windows 10 唯一真正的解决方案是获得 EV 证书。

【讨论】：

而且你拿到EV证书后，还得使用Windows Hardware Developer Center Dashboard portal（微软运行的一个网络应用）来给你的驱动签名，对吧？我写了一篇关于这些东西的大文章，如果你有任何意见，我将不胜感激：davidegrayson.com/signing 你的 StartCom 交叉证书是什么时候发布的？您是否尝试过使用 GlobalSign 证书？
你是对的，一旦你有一个 EV 证书，你必须让驱动程序由 MS Dev Portal 签名。我在发帖之前阅读了您的文章，但不知何故我忽略了 Windows 10 部分中的信息，因为我的驱动程序在大多数安装中都可以正常工作，当时我只遇到了 Windows 7 的问题。不错的文章，感谢您抽出宝贵时间帮助他人。
我的证书是在 04.08.2016 颁发的，StartCom 交叉证书链是在 2016 年颁发的。他们没有旧的交叉签名证书，我请求支持。另外，我没有 GlobalSign 证书，但如果您确认它仍然适用于启用安全启动的全新安装的 Windows 10 周年纪念版，请在此处发布，可能值得购买，因为我无法获得 EV证书（由于缺乏公共注册机构，他们不会向离岸公司颁发 EV 证书，而且仅仅为此目的创建一家常规公司太麻烦了）。
仅供参考，如果您想使用它，Windows 2012 R2 中的 Hyper-V 包括也支持安全启动的第 2 代 VM，这就是我重现问题的方式。我很确定 Windows 10 中包含的那个也有这个功能。
由于您无法获得 EV 证书并且您的客户遇到了麻烦，因此尝试 GlobalSign 的普通证书可能是值得的。我基本上不需要签署内核模块，所以我不太可能很快尝试。

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