Эквивалент метода RSACryptoServiceProvider signHash в Java

Я пытаюсь получить эквивалент следующего метода С#:

public byte[] SignHash(byte[] btHash, string SN)
{
    string strSignature = string.Empty;
    X509Store x509store = null;
    x509store = new X509Store(StoreLocation.CurrentUser);
    x509store.Open(OpenFlags.ReadOnly);

    foreach (X509Certificate2 x509 in x509store.Certificates)
    {
        if (x509.SerialNumber.ToLower().Contains(SN.ToLower()))
        {
            byte[] btSignature = null;
            using (RSACryptoServiceProvider key = new RSACryptoServiceProvider())
            {

                key.FromXmlString(x509.PrivateKey.ToXmlString(true));
                return key.SignHash(btHash, CryptoConfig.MapNameToOID("SHA256"));
            }
            break;
        }
    }
    return null;

}

В языке Java. На самом деле, я пришел к следующему:

private static String SignHash(final byte[] btHash, String SerialNumber) throws Exception
{
    KeyStore ks = null;
    ks = KeyStore.getInstance("Windows-MY");
    ks.load(null, null);

    Boolean noValidCertificate = true;

    Enumeration<String> en = ks.aliases();

    ArrayList<String> lstAlias = Collections.list(en);

    lstErreurs.add(lstAlias.size() + " certificate(s) found");

    for (String aliasKey : lstAlias)
    {
        X509Certificate cert = (X509Certificate) ks.getCertificate(aliasKey);

        Certificat = Base64Coder.encodeBase64String(cert.getEncoded());

        Boolean blnCertificateFound = false;

        if (SerialNumber != null && !SerialNumber.equals(""))
        {
            String SerialNumberCert = cert.getSerialNumber().toString(16);

            if (SerialNumber.toLowerCase().contains(SerialNumberCert.toLowerCase())
                    || SerialNumberCert.toLowerCase().contains(SerialNumber.toLowerCase()))
            {
                blnCertificateFound = true;
            }
        }

        if (blnCertificateFound == false)
        {
            continue;
        }

        Provider p = ks.getProvider();

        boolean isHashToSign = false;
        for (String strToSign : input.split(";")) {
            if(strToSign.length() == 44 && General.isBase64(strToSign)) {
                isHashToSign = true;
                break;
            }
        }

        String algorithm = "";
        if(isHashToSign)
        {
            algorithm = "RSA";
        } else {
            algorithm = "SHA256withRSA";
        }
        Signature sig = Signature.getInstance(algorithm, p);

        PrivateKey key = (PrivateKey) ks.getKey(aliasKey, "1234".toCharArray());

        if (key != null)
        {
            noValidCertificate = false;

            sig.initSign(key);

            String[] TabToSign = input.split(";");
            String strResultSignature = "";
            String separator = "";
            for (String strToSign : TabToSign)
            {
                byte[] btToSign = null;
                if(isHashToSign) {
                    btToSign = General.Base64_Decode_To_ByteArray(strToSign.getBytes(Charset.forName("UTF-8")));
                } else {
                    btToSign = strToSign.getBytes(Charset.forName("UTF-8"));
                }

                sig.update(btToSign);

                byte[] res = sig.sign();

                String resB64 = Base64Coder.encodeBase64String(res);

                strResultSignature += separator + resB64;
                separator = ";";
            }

            return strResultSignature;
        }
    }

    return null;
}

Но получение алгоритма "RSA" не работает для подписи. Я наконец подписываю Hash of Hash на Java. Я хотел бы подписать байт массива SHA256 без хеширования его снова. Как я могу прийти к этому результату? (для информации я использую хранилище сертификатов Windows, поэтому мне нужно работать с поставщиком Sun MSCAPI).

РЕДАКТИРОВАТЬ 1:

Я попытался использовать алгоритм "NONEwithRSA", но результат подписи отличается от подписи в .NET с помощью метода SignHash.

ИЗМЕНИТЬ 2:

Следующий поток: Разница между SHA256withRSA и SHA256, затем RSA объясняет, что на самом деле возможно подписать хэш, но для этого метода требуется BouncyCastle.

Я не могу работать с BouncyCastle, потому что мне нужно использовать провайдера Sun MSCAPI (хранилище сертификатов Windows). Я должен найти альтернативу BouncyCastle (если BC не позволяет нам использовать поставщика Sun MSCAPI).

Ответы

Ответ 1

(Ответ был полностью переписан. Некоторые менее интересные мысли и фрагменты можно найти в предыдущих версиях)

Вызов SignHash(btHash, CryptoConfig.MapNameToOID("SHA256")) содержит подпись PKCS # 1 v1.5 (RSASSA-PKCS1-v1_5), например:

byte[] btHash = new byte[] { 0x57, 0x91, 0x16, 0xB6, 0x3E, 0x06, 0x58, 0x83, 0x24, 0x8C, 0x07, 0x16, 0xDA, 0x6A, 0x03, 0x4D, 0x23, 0x37, 0x0B, 0x32, 0x1C, 0xA0, 0x80, 0x08, 0x1F, 0x42, 0x03, 0x81, 0x8E, 0x54, 0x3A, 0xC6 };
X509Certificate2 cert = new X509Certificate2("dummy.p12", "1234", X509KeyStorageFlags.Exportable);
using (RSACryptoServiceProvider key = new RSACryptoServiceProvider())
{
    key.FromXmlString(cert.PrivateKey.ToXmlString(true));
    byte[] ret = key.SignHash(btHash, CryptoConfig.MapNameToOID("SHA256"));
}

Дает подпись:

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

Что содержит PKCS # 1 v1.5 padded DigestInfo и хэш (при расшифровке с использованием открытого ключа):

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

Поскольку у вас есть только хеш (а не данные), которые нужно подписать, вам нужно использовать NONEwithRSA algorithm в java ( который должен выполнять PKCS # 1 v1.5 заполненную подпись входных данных без какого-либо хэширования) и вручную генерировать правильный ввод DigestInfo с помощью идентификатора хэша. Как это (с помощью Apache Commons Lang)::

byte[] btHash = new byte[] { ....the same.... };
KeyStore keystore = KeyStore.getInstance("PKCS12");
keystore.load(new FileInputStream("dummy.p12"), "1234".toCharArray());
PrivateKey privKey = (PrivateKey)keystore.getKey("Dummy", "1234".toCharArray());
byte[] asn=ArrayUtils.addAll(new byte[] { (byte)0x30, (byte)0x31, (byte)0x30, (byte)0x0d, (byte)0x06, (byte)0x09, (byte)0x60, (byte)0x86, (byte)0x48, (byte)0x01, (byte)0x65, (byte)0x03, (byte)0x04, (byte)0x02, (byte)0x01, (byte)0x05, (byte)0x00, (byte)0x04, (byte)0x20}, btHash);
Signature signature = Signature.getInstance("NONEwithRSA");
signature.initSign(privKey);
signature.update(asn);
byte[] ret = signature.sign();

Что дает ту же подпись, что и код С# (с использованием поставщиков SunJCE/SunRsaSign по умолчанию).

Поставщик SunMSCAPI поддерживает алгоритм NONEwithRSA с ограничением. Цитирование sun.security.mscapi.RSASignature javadoc:

ПРИМЕЧАНИЕ. NONEwithRSA должен быть снабжен предварительно вычисленным дайджестом сообщений. Поддерживаются только следующие алгоритмы дайджеста: MD5, SHA-1, SHA-256, SHA-384, SHA-512 и специальный алгоритм дайджеста, который является конкатенацией дайджестов SHA-1 и MD5.

Что на первый взгляд может работать для этого сценария. К сожалению:

Signature mscapiSignatureNoneWithRSA = Signature.getInstance("NONEwithRSA", "SunMSCAPI");
mscapiSignatureNoneWithRSA.initSign(mscapiPrivKey);
mscapiSignatureNoneWithRSA.update(btHash);
byte[] mscapiSignatureNoneWithRSA_btHash = mscapiSignatureNoneWithRSA.sign();

Дает другую подпись:

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

Что содержит только PXCS # 1 v1.5 добавленное значение хэша (в этом случае не существует последовательности ASN.1 DigestInfo/, которая в этом случае неверна /):

0001FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00579116B63E065883248C0716DA6A034D23370B321CA080081F4203818E543AC6

Попытка подписать DigestInfo из примера SunJCE дает исключение:

java.security.SignatureException: дайджест сообщений слишком длинный

(Здесь и здесь являются причинами для этого поведения.)

Альтернативный способ генерации подписи с использованием шифрования с секретным ключом RSA, который дает ту же подпись, что и код С# с провайдером SunJCE (с использованием той же переменной asn, как указано выше):

Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privKey);
byte[] ret = cipher.doFinal(asn);

Не работает с поставщиком SunMSCAPI:

cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding", "SunMSCAPI");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, mscapiPrivKey);
byte[] ret = cipher.doFinal(asn1);

Как он дает:

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

Какая дешифровка с использованием открытого ключа дает бессмыслицу:

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

Но (что более интересно) содержит действительный PKCS # 1 v1.5 заполненный зашифрованный открытый текст при расшифровке с закрытым ключом:

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

Это означает, что, хотя с помощью частного ключа для операции шифрования SunMSCAPI использует часть открытого ключа (я не вникнул в детали реализации, чтобы найти причину такого поведения).

Итак, (AFAIK) поставщик SunMSCAPI не может быть напрямую использован в вашем сценарии...

(Обратите внимание, что вы получите другой результат для каждого прогона шифрования, поскольку заполнение шифрования PKCS # 1 v1.5 содержит случайные данные)

К счастью, есть несколько альтернативных вариантов:

[A] Нарушить внутренний API SunMSCAPI для выполнения подобной подписи (опять же с помощью Apache Commons Lang):

// Obtain the handles
long hCryptKey = (Long)MethodUtils.invokeMethod(mscapiPrivKey, "getHCryptKey");
long hCryptProvider = (Long)MethodUtils.invokeMethod(mscapiPrivKey, "getHCryptProvider");
// Call the internal native method
Class<?> internalClass = Class.forName("sun.security.mscapi.RSASignature");
Method internalSignHashMethod = internalClass.getDeclaredMethod("signHash", boolean.class, byte[].class, int.class, String.class, long.class, long.class);
internalSignHashMethod.setAccessible(true);
byte[] res = (byte[])internalSignHashMethod.invoke(internalClass, false, btHash, btHash.length, "SHA-256", hCryptProvider, hCryptKey);
ArrayUtils.reverse(res); // Make it big endian

  • Что дает тот же результат, что и код С#.

  • Но сильно зависит и от базовой реализации SunMSCAPI, которая может меняться в любой момент

[B] Использовать JNI/JNA и непосредственно вызовите функции winapi

  • Это более чистый подход, поскольку он зависит от общедоступного API

  • Я нашел этот проект, но не дал ему попробовать

Удачи!

Приложение: закрытый ключ RSA, используемый в примерах:

-----BEGIN PRIVATE KEY-----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-----END PRIVATE KEY-----