Delphi - 无法让 HMAC-SHA256 通过 RFC 4231 测试向量

Question

我需要访问 Amazon REST 服务，就像之前在“HMAC-SHA256 in Delphi”提出的问题一样。由于这必须在 D2010 中，我正在尝试使用最新的 libeay32.dll 来通过 RFC 4231 中的测试向量：

https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc4231

有没有人使用这个库在 Delphi 中通过这些测试的方法？ shunty 在我提到的帖子中发布的代码通过了前两个测试向量以及第五个，但在第三个和第四个中失败了。这些向量超过 64 个字节，因为我需要为亚马逊签名的所有 url 都超过 64 个字节，这是一个问题。我一直无法弄清楚我是否做错了什么。 OpenSSL 测试在 hmactest.c 中，但它只检查 EVP_md5 并且测试向量与 RFC 中的不同。我需要它与 SHA256 一起使用，以便我可以根据 RFC 中的测试向量进行验证。我正在使用以下常量进行测试（现在为将来的查看者更新了常量，以修复下面的 cmets 中提到的我的复制和粘贴错误）：

const
  LIBEAY_DLL_NAME = 'libeay32.dll';
  EVP_MAX_MD_SIZE = 64;

  //RFC 4231 Test case 1
  TEST1_KEY: string = '0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b';
  TEST1_DATA: string = '4869205468657265';
  TEST1_DIGEST: string = 'b0344c61d8db38535ca8afceaf0bf12b881dc200c9833da726e9376c2e32cff7';

  //RFC 4231 Test case 2
  TEST2_KEY = '4a656665';
  TEST2_DATA = '7768617420646f2079612077616e7420666f72206e6f7468696e673f';
  TEST2_DIGEST = '5bdcc146bf60754e6a042426089575c75a003f089d2739839dec58b964ec3843';

  //RFC 4231 Test case 3
  TEST3_KEY = 'aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa';
  TEST3_DATA = 'dddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd';
  TEST3_DIGEST = '773ea91e36800e46854db8ebd09181a72959098b3ef8c122d9635514ced565fe';

  //RFC 4231 Test case 4
  TEST4_KEY = '0102030405060708090a0b0c0d0e0f10111213141516171819';
  TEST4_DATA = 'cdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcdcd';
  TEST4_DIGEST = '82558a389a443c0ea4cc819899f2083a85f0faa3e578f8077a2e3ff46729665b';

  //RFC 4231 Test case 5
  TEST5_KEY = '0c0c0c0c0c0c0c0c0c0c0c0c0c0c0c0c0c0c0c0c';
  TEST5_DATA = '546573742057697468205472756e636174696f6e';
  TEST5_DIGEST = 'a3b6167473100ee06e0c796c2955552b';

我不知道 shunty 粘贴的这段代码看起来如何，因为它在这里看起来很糟糕（我是 stackoverflow 新手）。我像他一样使用 RAND_seed 而不是 RAND_load_file，但除此之外都是一样的：

function TForm1.GetHMAC(const AKey, AData: string): TBytes;
var
  key, data: TBytes;
  md_len: integer;
  res: PByte;
  buf: PInteger;
  rand_val: Integer;
begin
  OpenSSL_add_all_algorithms;

  Randomize;
  rand_val := Random(100);
  GetMem(buf, rand_val);
  try
    RAND_seed(buf, rand_val);

    key := TEncoding.UTF8.GetBytes(AKey);
    data := TEncoding.UTF8.GetBytes(AData);
    md_len := EVP_MAX_MD_SIZE;
    SetLength(Result, md_len);
    res := HMAC(EVP_sha256, @key[0], Length(key), @data[0], Length(data), @result[0], md_len);
    if (res <> nil) then
      SetLength(Result, md_len);

  finally
    FreeMem(buf);
  end;
end;

我用来测试的代码如下所示。此特定方法适用于失败的测试 3。结果是 bb861233f283aef2ef7aea09785245c9f3c62720c9d04e0c232789f27a586e44，但它应该等于 TEST3_DIGEST 的常量十六进制值：

procedure TForm1.btnTestCase3Click(Sender: TObject);
var
  LBytesDigest: TBytes;
  LHashString: string;
  LHexDigest: string;
begin
  LBytesDigest := GetHMAC(HexToStr(TEST3_KEY), HexToStr(TEST3_DATA));

  LHexDigest := LowerCase(BytesToHex(LBytesDigest));

  if LHexDigest = TEST3_DIGEST then begin
    Memo1.Lines.Add('SUCCESS: Matches test case');
    Memo1.Lines.Add(LHexDigest);
  end else begin
    Memo1.Lines.Add('ERROR: Does not match test case');
    Memo1.Lines.Add('Result:    ' + LHexDigest);
    Memo1.Lines.Add('Test Case: ' + TEST3_DIGEST);
  end;
end;

有什么想法吗？我即将放弃，只使用他们提供的库创建一个 .NET 应用程序......

Answer 1

您正在使用 D2009+（从您使用 TEncoding 可以看出），这意味着您正在处理 UnicodeString，但您的逻辑中没有考虑 Unicode。 RFC 不对字符进行操作，而是对字节进行操作。您的测试数据包含十六进制编码的字符串。当您将它们解码为 (Unicode)String 值时，许多生成的字符都超出了 ASCII 字符范围，这意味着它们必须由 Ansi 代码页解释，然后才能正确地将它们转换为 UTF-8（您不应该这样做）无论如何都在这种情况下使用）。

您需要更改您的实现以将您的十六进制字符串直接解码为TBytes（您可以为此使用Classes.HexToBin()），以便保留正确的字节值并将其传递给HMAC，并完全摆脱TEncoding.UTF8.GetBytes() ：

function TForm1.GetHMAC(const AKey, AData: TBytes): TBytes; 
var 
  md_len: integer; 
  res: PByte; 
  buf: PInteger; 
  rand_val: Integer; 
begin 
  OpenSSL_add_all_algorithms; 

  Randomize; 
  rand_val := Random(100); 
  GetMem(buf, rand_val); 
  try 
    RAND_seed(buf, rand_val); 
    md_len := EVP_MAX_MD_SIZE; 
    SetLength(Result, md_len); 
    res := HMAC(EVP_sha256, Pointer(AKey), Length(AKey), Pointer(AData), Length(AData), @Result[0], md_len); 
    if (res <> nil) then 
      SetLength(Result, md_len); 
  finally 
    FreeMem(buf); 
  end; 
end; 

function HexToBytes(const S: String): TBytes;
begin
  SetLength(Result, Length(S) div 2);
  SetLength(Result, HexToBin(PChar(S), Pointer(Result), Length(Result)));
en;

procedure TForm1.btnTestCase3Click(Sender: TObject);  
var  
  LBytesDigest: TBytes;  
  LHashString: string;  
  LHexDigest: string;  
begin  
  LBytesDigest := GetHMAC(HexToBytes(TEST3_KEY), HexToBytes(TEST3_DATA));  
  LHexDigest := LowerCase(BytesToHex(LBytesDigest));  
  if LHexDigest = TEST3_DIGEST then begin  
    Memo1.Lines.Add('SUCCESS: Matches test case');  
    Memo1.Lines.Add(LHexDigest);  
  end else begin  
    Memo1.Lines.Add('ERROR: Does not match test case');  
    Memo1.Lines.Add('Result:    ' + LHexDigest);  
    Memo1.Lines.Add('Test Case: ' + TEST3_DIGEST);  
  end;  
end;