用 Java 签署 X.509 证书

Question

我想了解如何签署 x.509 证书。

我已设置 OpenSSL CA 来创建演示证书。证书很好，我可以使用名为 dumpasn1 的工具查看所有相关元素。 从理论上讲，我知道我必须签署名为“tbsCertificate”的结构，该结构复合属性版本、序列号签名、发行者、有效性、主题、subjectPublicKeyInfo 和扩展。

但是，当我尝试在 Java 中模仿它时，不幸的是它不起作用。 我要做的是：

• 我阅读了 DER 编码证书的“tbsCertificate”部分
• 然后我从颁发 CA 获得私钥
• 最后我尝试使用以下代码对 tbsCertificate 结构进行签名：

.

public static void sign(byte [] data) throws Exception  
{
    String algorithm = "SHA256withECDSA";
    PrivateKey privKey;
    KeyPair keyPair;

    keyPair = getKeyPairFomPEM();
    privKey = keyPair.getPrivate();

    Signature ecdsa;
    ecdsa = Signature.getInstance(algorithm, "BC");
    ecdsa.initSign(privKey);
    ecdsa.update(data);
    byte[] baSignature = ecdsa.sign(); 
}

不幸的是，结果与证书中的签名不匹配，所以显然我犯了某种错误。 签名算法与证书中使用的相同（SHA256withECDSA），所以我怀疑我没有选择正确的 tbsCertificate 结构部分。

我的证书大约有 530 字节长。我从偏移量 4 开始读取（跳过初始 SEQUENCE 标记和长度字节）到扩展的末尾（在证书部分开始之前停止）。

谁能告诉我这是否是我必须为“tbsCertificate”结构读取的正确字节数组？ 或者我可能犯了什么其他我现在看不到的错误？ 证书本身肯定没问题，我使用以下 Java 代码仔细检查了证书和签名算法。

public static X509Certificate loadCertificate(String fileName)
{
    InputStream in;
    byte [] signature;
    X509Certificate cert = null;
    try
    {
        in = new FileInputStream(fileName);
        CertificateFactory factory = CertificateFactory.getInstance("X.509");
        cert = (X509Certificate) factory.generateCertificate(in);
        signature = cert.getSignature();
        System.out.println("Signature Algorithm: " + cert.getSigAlgName());
        System.out.println(signature);
        return cert;
    }
    catch (FileNotFoundException e)
    {
        e.printStackTrace();
    }
    catch (CertificateException e)
    {
        e.printStackTrace();
    }
    return cert;
}

Answer 1

ECDSA 不会产生稳定的签名，因此如果您的测试是您产生了相同的答案，那么您将无法正常工作。您可以通过验证针对 tbsCertificate 数据呈现的签名来验证证书上的签名。

您的方法适用于 RSA 签名，因为这是一种稳定的签名算法（使用 PKCS1 填充，而不是使用 PSS）。

至于查找 tbsCertificate：您似乎确实知道 DER 编码是什么，但我觉得有必要根据问题中的松散描述提供指导：

证书的二进制编码形式是 DER。第一个字节将是 0x30（（构造的）序列）。下一个字节是序列有多长（ 接下来的两个字节是大端长度）。下一个字节将再次是 0x30，即 tbsCertificate 编码值的开始。然后您可以读取该结构的长度，并计算 tbsCertificate 的正确结束偏移量。

证书结构见RFC 3280。 （RFC 5280 中有更新，但我听说有人说“这没有被批准为标准”。）它也可以与属性证书一起在ITU-T X.509 中使用——这就是 X.509在 X.509 证书来自。我链接到 2012 版是因为 2016 版在付费墙后面。