在 iOS 上使用 Open SSL 的 CMS_Encrypt 问题答案

【问题标题】：Issues with CMS_Encrypt using Open SSL on iOS在 iOS 上使用 Open SSL 的 CMS_Encrypt 问题
【发布时间】：2019-10-08 05:02:20
【问题描述】：

我正在尝试使用 OpenSSL 的 CMS_encrypt 方法，但遇到了崩溃

EXC_BAD_ACCESS（代码=1，地址=0xaa0003f4aa0203fe）

根据OpenSSL docs：

 #include <openssl/cms.h>

 CMS_ContentInfo *CMS_encrypt(STACK_OF(X509) *certs, BIO *in,
                              const EVP_CIPHER *cipher, unsigned int flags);

CMS_encrypt() 创建并返回一个 CMS EnvelopedData 结构。 certs 是收件人证书的列表。 in 是要加密的内容。 cipher 是要使用的对称密码。 flags 是一组可选的标志。

我已经仔细检查了我放入 dataToEncrpytBIO 的数据实际上是否正确写入 BIO。

我尝试过使用各种密码和标志，但似乎没有任何组合有效，所以我暂时将其保留为CMS_Text。（传入0也失败）

有趣的是它正在崩溃。这告诉我我的输入之一必须是无效的。根据文档，如果它未能加密它应该返回NULL。如果成功，它应该返回一个CMS_ContentInfo

CMS_encrypt() 返回一个 CMS_ContentInfo 结构，如果发生错误，则返回 NULL。可以从 ERR_get_error(3) 获得错误。

我猜我的证书堆栈有问题。虽然它成功创建，并且当我查看堆栈时它说我有 1 个证书，但我认为围绕收件人信息可能需要额外的代码，或者堆栈可能是错误的？我不知道。我希望得到任何反馈。谢谢。

func cmsEncryptionTest(){
    //Set Algorithms
    addAlgorithms()    

    //Prepare data to encrypt
    let testEncryptionString = "String to Encrypt"
    let testEncryptionData = testEncryptionString.data(using: .utf8)!

    let dataToEncryptBIO = BIO_new(BIO_s_mem())

    BIO_write(dataToEncryptBIO, (testEncryptionData as NSData).bytes, Int32(testEncryptionData.count))

    //Prepare Certificate Stack
    let deviceCert = "MIIDXXXXXXXXXXXXXXXXXX="

    guard let base64Data = Data(base64Encoded: deviceCert, options: Data.Base64DecodingOptions.ignoreUnknownCharacters) else {
        throw TestError.failedToDecodeBase64
    }

    let certBIO = BIO_new(BIO_s_mem())

    BIO_write(certBIO, (base64Data as NSData).bytes, Int32(base64Data.count))

    guard let x509Cert: UnsafeMutablePointer<X509> = d2i_X509_bio(certBIO, nil) else{
        throw TestError.failedToLoadCertificate
    }

    let certStack = generateX509Stack(x509Cert.pointee)


    //Perform Encryption
    var flags:UInt32 = UInt32(CMS_TEXT)

    //Crashes
    let cms = CMS_encrypt(certs, dataToEncrypt, EVP_aes_256_gcm(), flags)

    ....

}

//Objective-C Helper Method to put a cert on an x509Stack
struct stack_st_X509 * generateX509Stack(X509 cert){

    struct stack_st_X509 sk = *sk_X509_new_null();

    sk_X509_push(&sk, &cert);

    return &sk;
}

//Objective-C Helper Method to add algorithms 
void addAlgorithms(){
    OpenSSL_add_all_algorithms();
}

【问题讨论】：

标签： ios swift encryption openssl x509

【解决方案1】：

CMS 封装数据不支持 GCM。改用 EVP_aes_256_cbc() 之类的东西。

更新：

我从一个 openssl 维护者那里得到了“报价”。我找不到支持密码的“明确”列表。

如果您查看 CMS 帮助 page 您会看到：

有关您的 OpenSSL 版本支持的密码列表，请参阅 enc(1)。

如果您查看链接的 enc 页面，您会看到：

enc 程序不支持经过身份验证的加密模式，例如 CCM 和 GCM，未来将不支持此类模式。

我认为这适用于 CMS，并且它在 CMS 中使用相同的加密例程。

您还可以在 enc 页面上查看“支持”列表。

在尝试直接在 C 中针对 openssl lirary 复制上面的示例时，一旦我切换密码，它就对我有用。所以我只能假设你的问题在其他地方。

我的代码复制示例（即它可以很好地加密和解密）：

bool CMS_encrypt_data()
{
    auto const encrypt_certificate_stack = make_handle(sk_X509_new_null(), [](auto handle){ sk_X509_pop_free(handle, X509_free); });
    if(!encrypt_certificate_stack) return false;

    auto file = make_handle(BIO_new_file("alice.pem", "r"), BIO_free);
    auto cert = PEM_read_bio_X509(file.get(), nullptr, nullptr, nullptr);
    if(!cert) return false;
    sk_X509_push(encrypt_certificate_stack.get(), cert);

    /*
    auto const in = make_handle(BIO_new_file(R"(C:\work\testcert\secret.txt)", "rb"), BIO_free);
    if(!in) return false;
    */

    auto const in = make_handle(BIO_new(BIO_s_mem()), BIO_free);
    if(!in) return false;

    auto const data = "this is a secret"s;
    if(BIO_write(in.get(), data.c_str(), data.size()) <= 0) return false;

    auto const flags = 0;
    auto const content_info = make_handle(CMS_encrypt(encrypt_certificate_stack.get(), in.get(), EVP_aes_256_cbc(), flags), CMS_ContentInfo_free);
    if(!content_info) return false;

    auto const outfile = make_handle(BIO_new_file("secret.out", "w"), BIO_free);
    if(!outfile) return false;
    if(PEM_write_bio_CMS_stream(outfile.get(), content_info.get(), in.get(), flags) == 0) return false;

    return true;
}

【讨论】：

无论密码如何，我仍然会遇到相同的错误。在单独的说明中。我现在如何知道 CMS 支持哪些密码？

【解决方案2】：

Shane 的答案是正确的，密码不受支持，但这不会导致崩溃。崩溃是由我的证书堆栈中的指针的错误引起的。下面的代码用于生成我的堆栈

+ (nullable struct stack_st_X509 *) generateX509Stack: (nonnull X509 *) cert{

    struct stack_st_X509 *sk = sk_X509_new_null();

    int result = sk_X509_push(sk, cert);

    return sk;
}

我正在返回证书堆栈的内存引用&sk，并在堆栈上创建它，而不是作为指向另一块内存的指针。退出该方法后，它会在未来被其他东西踩到。这就是为什么加密对我来说失败的原因。

我还将密码更改为EVP_aes_256_cbc()。我尝试使用健身房，但它未能加密，但遵循 OpenSSL 文档，只是返回了一个空对象。

【讨论】：