在不同的机器 C# 中生成和签署证书答案

【问题标题】：Generate and sign certificate in different machines C#在不同的机器 C# 中生成和签署证书
【发布时间】：2020-03-31 02:41:32
【问题描述】：

我需要生成证书以用于代理之间的安全通信。每个代理都会生成一个证书，并且必须将其发送到另一台机器中的系统 CA，以进行签名（并被其他代理信任）。我正在使用 C# 和以下代理代码：

 //generate certificate
        ECDsa elipticCurveNistP256Key = ECDsa.Create(ECCurve.CreateFromValue("1.2.840.10045.3.1.7")); // nistP256 curve
        CertificateRequest certificateRequest = new CertificateRequest("CN=" + agentId, elipticCurveNistP256Key, HashAlgorithmName.SHA256);
        certificateRequest.CertificateExtensions.Add(
            new X509BasicConstraintsExtension(false, false, 0, false));
        certificateRequest.CertificateExtensions.Add(
            new X509KeyUsageExtension(
                X509KeyUsageFlags.DigitalSignature | X509KeyUsageFlags.NonRepudiation,
                false));

        // Add the SubjectAlternativeName extension
        var sanBuilder = new SubjectAlternativeNameBuilder();
        sanBuilder.AddIpAddress(IPAddress.Parse(agentIpAddress));
        certificateRequest.CertificateExtensions.Add(sanBuilder.Build());

        certificateRequest.CertificateExtensions.Add(
            new X509EnhancedKeyUsageExtension(
                new OidCollection
                {
                    new Oid("1.3.6.1.5.5.7.3.8")
                },
                true));

        certificateRequest.CertificateExtensions.Add(
            new X509SubjectKeyIdentifierExtension(certificateRequest.PublicKey, false));

CA系统的代码如下：

  X509Certificate2 signedCertificate = certificateRequest.Create(
            caCertificatePFX,
            DateTimeOffset.UtcNow.AddDays(-1),
            DateTimeOffset.UtcNow.AddDays(30),
            new byte[] {1, 2, 3, 4});

当然，我也使用代码来实现机器之间的通信，这里没有展示。但我至少有两个问题：

我希望将证书生成和签名完全分开，但即使尝试了很多次，这也是我能设法开始工作的唯一代码。如果我没记错的话，这段代码在 CA 系统上创建了证书，这不是理想的场景（CA 可以访问代理私钥），但如果我没有找到更好的，我可以接受。
第二个问题是，即使我接受第一个问题，我仍然需要将 CertificateRequest 对象从一台机器发送到另一台机器，并且 CertificateRequest 不可序列化。我找到了 CreateSigningRequest() 方法，它“创建一个 ASN.1 DER 编码的 PKCS#10 CertificationRequest 值，表示当前对象的状态。”但是我还没有找到一种方法让它再次成为一个 CertificateRequest 对象，以便我可以运行 CA 系统代码。

有人知道我该怎么做吗？希望将证书生成和证书签名完全分开，但如果这不可能，至少要创建 CertificateRequest 对象。

我正在运行需要维护的 .Net Framework 4.7.2，以便使用以前开发的 Windows 窗体。

谢谢

【问题讨论】：

请求/生成证书的步骤随处可见（如help.tableau.com/current/server/en-us/ssl_cert_create.htm）。所以给你的提示是，可以将 CSR 保存为文本文件然后传输。
感谢您的提示。我可以保存 CreateSigningRequest() 输出，但我怎样才能重建 CertificateRequest 对象？我无法找到一种方法来做到这一点
你将不得不携带和关心很多东西。这包括 PKCS#10、PKCS#7 (CMC) 格式、正确的 CSR 签名等。这是一块薄冰。

标签： c# security x509certificate2

【解决方案1】：

如您所述，没有办法回读 PKCS#10 请求。这主要是因为缺少太多的东西成为“OK”的证书颁发机构，所以拥有一个阅读器只会导致很多“糟糕的”证书颁发机构。（由于您的 CA 不支持吊销，它也是一个“坏”的 CA，但您正在使用短生命周期证书来缓解这种情况。）

PKCS#10 请求包含：

数据格式版本
一个名字（大概是请求者想要的名字）
公钥
属性
- 请求的扩展名在这里（EKU、主题备用名称等）
签名，证明请求者拥有私钥。

如果您不使用数据格式，则数据格式版本无关紧要，并且签名对于“封闭”颁发者（仅向直接已知方颁发证书的 CA）来说并不重要。因此，您只需传输公钥和请求所需的任何其他数据（查看您当前的代码、代理 ID 和 IP 地址）。

唯一棘手的部分是发送公钥...但是使用 .NET Core 3.0+，您可以将所有密钥标准化为它们的 SubjectPublicKeyInfo 格式：

byte[] spki = elipticCurveNistP256Key.ExportSubjectPublicKeyInfo();

虽然 PublicKey 类型拥有一个 ImportSubjectPublicKeyInfo 方法会非常聪明，但这还没有发生。对于通用解析，您需要尝试所有主要的密钥类型，但由于您是另一方的封闭 CA，您可以先验地知道它是 ECDSA：

using (ECDsa clientPub = ECDsa.Create())
{
    clientPub.ImportSubjectPublicKeyInfo(transmittedSpki, out _);

    // the rest of your code goes here.
}

【讨论】：

感谢您的评论。我应该提到我正在使用我必须维护的 .Net Framework 4.7.2 项目（我将编辑问题），因为它使用 Windows 窗体。 .Net Framework 有没有类似的解决方案？
WinForms 受 .NET Core 3.1 的支持...但您只需要想办法发送您的公钥。如果始终是 secp256r1 (NIST P-256)，则 key.ExportParameters(false) 并发送 Q.X 和 Q.Y 数组。如果曲线可以变化，也发送 keyParams.Curve.Oid.Value。等等。
收到签名的证书后，我需要添加之前生成的私钥。根据您在另一篇文章 (stackoverflow.com/questions/56214111/…) 中的回答，我正在使用 CopyWithPrivateKey。但是，X509Certificate 字段 HasPrivateKey 更改为 true，但 PrivateKey 保持为空。你知道为什么吗？你能帮助我吗？再次感谢 Ps。由于我的声誉，我无法在那里发表评论
@DavideCosta 永远不要使用 PrivateKey 属性，使用 GetRSAPrivateKey 方法（或适当的 DSA/ECDsa）。
我不知道那些方法。然而，这随后被用作带有 SSL 的 RabbitMQ 客户端的证书，我真的不知道它用于获取私钥，但它不起作用，并且由于 PrivateKey 属性为空，我认为这是问题所在。我现在注意到，如果我将证书导出为字节然后将其导入回来，它已经可以工作了，我必须进一步调查。谢谢

【解决方案2】：

我强烈建议使用 CA 软件来签署证书请求。期间。

任何试图拥有您的 CA 代码的行为都会使解决方案在许多方面变得不可靠、脆弱且容易出错。有几个选项，从 Microsoft ADCS (Windows) 和 EJBCA (Windows/Linux) 开始。任何其他设计都会很糟糕。

【讨论】：