验证 PKCS#7 (PEM) 签名/解压 node.js 中的数据

Question

我从第 3 方系统获得 PKCS#7 加密包。 该包未压缩，未加密，PEM 编码，使用 X.509 证书签名。 我还有来自提供商的 PEM 证书文件。

里面的数据是XML

我需要在 Node.JS 中执行以下操作：

• 提取数据
• 验证签名

一个示例包（无敏感信息，数据参考我们的质量保证系统）http://pastebin.com/7ay7F99e

Answer 1

好的，终于明白了。

首先，PKCS 消息是使用ASN1 二进制编码的复杂结构。

其次，它们可以序列化为二进制文件 (DER encoding) 或使用Base64 编码的文本 PEM 文件。

第三，PKCS#7 format 指定了几种包类型，其中 my 被称为签名数据。这些格式通过 ASN1 对象（包装器序列的第一个元素）开头的 OBJECT IDENTIFIER 值来区分 - 您可以转到 http://lapo.it/asn1js/ 并粘贴 package text 以获得完全解析的结构。

接下来，我们需要解析包（Base64 -> ASN1 -> 一些对象表示）。不幸的是，没有 npm 包。我发现了一个相当不错的项目forge，它没有发布到 npm 注册表（尽管 npm 兼容）。它解析了 PEM 格式，但是遍历生成的树是一件非常不愉快的事情。基于他们的 Encrypted Data 和 Enveloped Data 实现，我在自己的 fork 中创建了 Signed Data 的部分实现。 UPD：我的拉取请求后来被合并到了 forge 项目中。

现在我们终于解析了整个内容。 那时，我发现了一篇关于签名 PKCS#7 验证的精彩（可能是整个网络上唯一的）解释性文章：http://qistoph.blogspot.com/2012/01/manual-verify-pkcs7-signed-data-with.html

我能够从文件中提取并成功解码签名，但其中的哈希值与数据的哈希值不同。上帝保佑 explained 实际发生的事情的克里斯。

数据签名过程分为两步：

1. 计算原始内容的哈希
2. 构建了一组“授权属性”，包括：签名数据的类型、签名时间和数据哈希

然后使用签名者的私钥对步骤 2 中的集合进行签名。

由于 PKCS#7 的具体规定，这组属性存储在特定于上下文的构造类型 (class=0x80, type=0) 中，但应该像普通 SET (class=0, type=17) 一样进行签名和验证.

正如 Chris 提到的 (https://stackoverflow.com/a/16154756/108533)，这仅验证包中的属性是否有效。我们还应该根据摘要属性验证实际数据哈希。

所以最后这是一个验证代码（cert.pem 是提供商发送给我的证书文件，package 是我通过 HTTP POST 从他们那里获得的 PEM 编码消息）：

var fs = require('fs');
var crypto = require('crypto');
var forge = require('forge');
var pkcs7 = forge.pkcs7; 
var asn1 = forge.asn1;
var oids = forge.pki.oids;

var folder = '/a/path/to/files/';
var pkg = fs.readFileSync(folder + 'package').toString();
var cert = fs.readFileSync(folder + 'cert.pem').toString();


var res = true;

try {
    var msg = pkcs7.messageFromPem(pkg);
    var attrs = msg.rawCapture.authenticatedAttributes;
    var set = asn1.create(asn1.Class.UNIVERSAL, asn1.Type.SET, true, attrs);
    var buf = Buffer.from(asn1.toDer(set).data, 'binary');

    var sig = msg.rawCapture.signature;

    var v = crypto.createVerify('RSA-SHA1');
    v.update(buf);
    if (!v.verify(cert, sig)) {
        console.log('Wrong authorized attributes!');
        res = false;
    }

    var h = crypto.createHash('SHA1');
    var data = msg.rawCapture.content.value[0].value[0].value;
    h.update(data);

    var attrDigest = null;
    for (var i = 0, l = attrs.length; i < l; ++i) {
        if (asn1.derToOid(attrs[i].value[0].value) === oids.messageDigest) {
            attrDigest = attrs[i].value[1].value[0].value;
        }
    }

    var dataDigest = h.digest();
    if (dataDigest !== attrDigest) {
        console.log('Wrong content digest');
        res = false;
    }

}
catch (_e) {
    console.dir(_e);
    res = false;
}

if (res) {
    console.log("It's OK");
}

Answer 2

您的回答是朝着正确方向迈出的一大步。但是，您错过了验证的重要部分！

您应该根据签名属性中包含的摘要验证数据的哈希值。否则，有人可能会用恶意数据替换内容。例如，尝试使用您的代码验证以下“包”（并查看内容）：http://pastebin.com/kaZ2XQQc

我不是 NodeJS 开发人员（这实际上是我的第一次尝试：p），但这里有一个建议可以帮助您入门。

var fs = require('fs');
var crypto = require('crypto');
var pkcs7 = require('./js/pkcs7'); // forge from my own fork
var asn1 = require('./js/asn1');

var folder = '';
var pkg = fs.readFileSync(folder + 'package').toString();
var cert = fs.readFileSync(folder + 'cert.pem').toString();

try {
    var msg = pkcs7.messageFromPem(pkg);
    var attrs = msg.rawCapture.authenticatedAttributes; // got the list of auth attrs
    var set = asn1.create(asn1.Class.UNIVERSAL, asn1.Type.SET, true, attrs); // packed them inside of the SET object
    var buf = new Buffer(asn1.toDer(set).data, 'binary'); // DO NOT forget 'binary', otherwise it tries to interpret bytes as UTF-8 chars

    var sig = msg.rawCapture.signature;

    var shasum = crypto.createHash('sha1'); // better be based on msg.rawCapture.digestAlgorithms
    shasum.update(msg.rawCapture.content.value[0].value[0].value);

    for(var n in attrs) {
        var attrib = attrs[n].value;
        var attrib_type = attrib[0].value;
        var attrib_value = attrib[1].value[0].value;
        if(attrib_type == "\x2a\x86\x48\x86\xf7\x0d\x01\x09\x04") { // better would be to use the OID (1.2.840.113549.1.9.4)
            if(shasum.digest('binary') == attrib_value) {
                console.log('hash matches');

                var v = crypto.createVerify('RSA-SHA1');
                v.update(buf);
                console.log(v.verify(cert, sig)); // -> should type true
            } else {
                console.log('hash mismatch');
            }
        }
    }

}
catch (_e) {
    console.dir(_e);
}

Answer 3

基于灵感表单this answer，我实现了一个sample，用于使用node-signpdf 和node-forge 对pdf 文件进行签名和验证。