在 gSoap 中将私钥与 Windows 证书存储一起使用

Question

我正在编写一个带有 OpenSSL 的 gSoap 客户端，该客户端使用 Windows 证书。我有一个 PEM 证书和一个 PEM 私钥。当我将它们组合成一个文件并将其提供给 gSoap 时，它可以正常工作：

soap_ssl_client_context( &soap,
                         SOAP_SSL_DEFAULT,
                         "certkey.pem", /* required only when client must authenticate to server         */
                         NULL, /* password to read the key file (not used with GNUTLS)                 */
                         NULL, /* cacert file to store trusted certificates                            */
                         NULL, /* capath to directory with trusted certificates                        */
                         NULL  /* if randfile!=NULL: use a file with random data to seed randomness    */
                                 )

但是当我将证书安装到 Windows 存储中并通过 X509_STORE_add_cert 从那里加载它时，它不起作用。我的猜测是我必须以某种方式使用私钥，但我不知道以什么方式。我该怎么办？

Answer 1

您需要加载私钥是正确的，而且 X509_STORE_add_cert 也不正确。如果您想为服务器或客户端使用证书，您需要使用 SSL_CTX_use_xxx 或 SSL_use_xxx 将证书设置为 ssl 上下文，用于证书和证书的私钥。

例如

SSL_CTX_use_certificate_chain_file(ctx, "cert.pem");
SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, "cert.pem", SSL_FILETYPE_PEM);

以上假设“cert.pem”同时拥有证书链和私钥。

更新：

我假设“Windows 存储”是指“Windows 证书存储”。 在 Windows 证书存储中使用证书的主要问题是私钥的使用。如果私钥被标记为“不可导出”，那么您只能使用Windows Crypto API“使用”私钥。因此，如果您希望将证书与存储在 Windows 证书存储中的私钥一起使用，您需要将证书（足够简单）和私钥“导出”到 openssl x509 和 rsa 对象中，以便在 SSL_CTX_xxx 函数中使用。我发现导出私钥的最佳方法是使用NCryptExportKey，使用BCRYPT_RSAFULLPRIVATE_BLOB blob 类型，然后使用RSA_setxxx 函数将BCRYPT_RSAKEY_BLOB 手动分解为openssl RSA 结构。

RSA* extract_private_key(const PCCERT_CONTEXT context)
{
    HCRYPTPROV_OR_NCRYPT_KEY_HANDLE key_handle;
    DWORD key_spec = 0;
    BOOL free_key;
    if (!CryptAcquireCertificatePrivateKey(context, CRYPT_ACQUIRE_ONLY_NCRYPT_KEY_FLAG | CRYPT_ACQUIRE_SILENT_FLAG, nullptr, &key_handle, &key_spec, &free_key))
    {
        return nullptr;
    }

    RSA* rsa = nullptr;
    DWORD length = 0;
    if(SUCCEEDED(NCryptExportKey(key_handle, NULL, BCRYPT_RSAFULLPRIVATE_BLOB, nullptr, nullptr, 0, &length, 0)))
    {
        auto data = std::make_unique<BYTE[]>(length);

        if(SUCCEEDED(NCryptExportKey(key_handle, NULL, BCRYPT_RSAFULLPRIVATE_BLOB, nullptr, data.get(), length, &length, 0)))
        {
            // https://docs.microsoft.com/en-us/windows/desktop/api/bcrypt/ns-bcrypt-_bcrypt_rsakey_blob
            auto const blob = reinterpret_cast<BCRYPT_RSAKEY_BLOB*>(data.get());

            if(blob->Magic == BCRYPT_RSAFULLPRIVATE_MAGIC)
            {
                rsa = RSA_new();

                // n is the modulus common to both public and private key
                auto const n = BN_bin2bn(data.get() + sizeof(BCRYPT_RSAKEY_BLOB) + blob->cbPublicExp, blob->cbModulus, nullptr);
                // e is the public exponent
                auto const e = BN_bin2bn(data.get() + sizeof(BCRYPT_RSAKEY_BLOB), blob->cbPublicExp, nullptr);
                // d is the private exponent
                auto const d = BN_bin2bn(data.get() + sizeof(BCRYPT_RSAKEY_BLOB) + blob->cbPublicExp + blob->cbModulus + blob->cbPrime1 + blob->cbPrime2 + blob->cbPrime1 + blob->cbPrime2 + blob->cbPrime1, blob->cbModulus, nullptr);

                RSA_set0_key(rsa, n, e, d);

                // p and q are the first and second factor of n
                auto const p = BN_bin2bn(data.get() + sizeof(BCRYPT_RSAKEY_BLOB) + blob->cbPublicExp + blob->cbModulus, blob->cbPrime1, nullptr); 
                auto const q = BN_bin2bn(data.get() + sizeof(BCRYPT_RSAKEY_BLOB) + blob->cbPublicExp + blob->cbModulus + blob->cbPrime1, blob->cbPrime2, nullptr); 

                RSA_set0_factors(rsa, p, q);

                // dmp1, dmq1 and iqmp are the exponents and coefficient for CRT calculations
                auto const dmp1 = BN_bin2bn(data.get() + sizeof(BCRYPT_RSAKEY_BLOB) + blob->cbPublicExp + blob->cbModulus + blob->cbPrime1 + blob->cbPrime2, blob->cbPrime1, nullptr); 
                auto const dmq1 = BN_bin2bn(data.get() + sizeof(BCRYPT_RSAKEY_BLOB) + blob->cbPublicExp + blob->cbModulus + blob->cbPrime1 + blob->cbPrime2 + blob->cbPrime1, blob->cbPrime2, nullptr); 
                auto const iqmp = BN_bin2bn(data.get() + sizeof(BCRYPT_RSAKEY_BLOB) + blob->cbPublicExp + blob->cbModulus + blob->cbPrime1 + blob->cbPrime2 + blob->cbPrime1 + blob->cbPrime2, blob->cbPrime1, nullptr); 

                RSA_set0_crt_params(rsa, dmp1, dmq1, iqmp);
            }
        }
    }

    if(free_key)
    {
        NCryptFreeObject(key_handle);
    }

    return rsa;
}

bool set_ctx_certificate_and_private_key(SSL_CTX* ctx, const PCCERT_CONTEXT context)
{
    auto const x509 = d2i_X509(nullptr, const_cast<const unsigned char **>(&context->pbCertEncoded), context->cbCertEncoded);
    if (!x509)
    {
        return false;
    }

    if(!SSL_CTX_use_certificate(ctx, x509))
    {
        X509_free(x509);
        return false;
    }
    X509_free(x509);

    auto const rsa = extract_private_key(context);
    if (!rsa)
    {
        return false;
    }

    auto const success = SSL_CTX_use_RSAPrivateKey(ctx, rsa) == 1;
    RSA_free(rsa);
    return success;
}