OpenSSL 和 MS CryptoAPI：不同的数字签名

Question

我使用 makecert 实用程序生成带有私钥的 X509 证书

makecert -n "CN=RootCATest" -r -sv RootCATest.pvk RootCATest.cer 
makecert -sk MyKeyName -iv RootCATest.pvk -n "CN=tempCert" -ic RootCATest.cer -sr currentuser -ss my -sky signature —pe 

，然后使用 OpenSSL 将 RootCATest.pvk 转换为 RootCATest.pem。我提取了公钥：pubRootCATest.pem

我有一个名为“msg”的小文件。 我使用 SHA1 签署该文件。

openssl dgst -sha1 -sign c:\RootCATest.pem -out c:\openssl c:\msg

然后我想使用 MS CryptoAPI 获得相同的数字签名。

这是我的代码（注意：这是理解概念的代码，所以我不会释放分配的内存）

void SwapBytes(BYTE *pv, int n)
{
    BYTE *p = pv;
    int lo, hi;
    for(lo=0, hi=n-1; hi>lo; lo++, hi--)
    {
        BYTE tmp=p[lo];
        p[lo] = p[hi];
        p[hi] = tmp;
    }
}

void sign()
{
    FILE *file;
    BYTE *msg;
    int msg_size;

    HCRYPTPROV hProv;
    HCERTSTORE hStore;
    PCCERT_CONTEXT pCert;
    DWORD dwKeySpec;
    BOOL fCallerFreeProv;
    BYTE  *pSignature;
    DWORD sigLen;

    // Read message bytes from file
    file = fopen("c:\\msg", "r");
    fseek(file, 0, SEEK_END);
    msg_size = ftell(file);
    fseek(file, 0, SEEK_SET);
    msg = new BYTE[msg_size];
    fread(msg, sizeof(BYTE), msg_size, file);
    fclose(file);

    hStore = CertOpenSystemStore(NULL, "My");
    pCert = CryptUIDlgSelectCertificateFromStore(hStore, NULL, NULL, NULL, 0, 0, NULL);
    CryptAcquireCertificatePrivateKey(pCert, CRYPT_ACQUIRE_COMPARE_KEY_FLAG, NULL, &hProv, &dwKeySpec, &fCallerFreeProv);
    PrintCryptoProviderName(hProv); // prints Microsoft Strong Cryptographic Provider

    ALG_ID hashAlgId = CALG_SHA1;
    HCRYPTHASH hHash;
    CryptCreateHash(hProv, CALG_SHA1, 0, 0, &hHash);
    CryptHashData(hHash, msg, msg_size, 0);

    CryptSignHash(hHash, dwKeySpec, NULL, 0, NULL, &sigLen);
    pSignature = new BYTE[sigLen];
    CryptSignHash(hHash, dwKeySpec, NULL, CRYPT_NOHASHOID, pSignature, &sigLen);

    SwapBytes(pSignature, sigLen); // Here i reverse byte order as I read that MS CryptoAPI uses reversed byte order

    // Write signature bytes to file
    file = fopen("c:\\CryptSignHash", "w");
    fwrite(pSignature, sizeof(BYTE), sigLen, file);
    fclose(file);
}

作为输出，我得到的签名与 OpenSSL 生成的签名完全不同。 我怎样才能获得相同的签名？

我认为有一些时刻需要注意：

• 我的 msg_size 与文件大小相同。所以它是字节数 符号。在某些网站上，我看到了在字节之间添加空字节的建议 大批。在这种情况下我真的需要它吗？
• 标志 CRYPT_NOHASHOID。如果没有它，当 OpenSSL 生成的签名为 128 字节时，我会得到大小为 130 字节的签名。所以我认为 CRYPT_NOHASHOID 应该在那里。
• SwapBytes(...) 我尝试过使用它和不使用它。在这两种情况下我 具有与 OpenSSL 签名完全不同的签名。

Answer 1

如何获得相同的签名？

大多数数字签名算法（包括 RSA，我想您在这里使用过）都是不确定的。尝试使用同一个程序对同一个文件进行两次签名，您将得到不同的输出。

这意味着，使用相同的输入运行相同的算法两次将给出不同的签名。这不是问题，只要验证算法仍然设法接受签名算法生成的所有签名（使用合适的密钥）。

这种非确定性对于签名方案的安全性实际上通常是必要的。

要查看两种签名算法是否确实兼容，请尝试使用 MS Crypto API 验证 OpenSSL 签名，并使用 OpenSSL 验证 MS Crypto 签名。 （然后将文件修改一个字节并检查它们是否不再验证。）