如何在 Crypto++ 中将两个来源合并为一个新来源？

Question

情况

我有两个任意来源，比如说来自签名的StringSource和来自相应签名文件的FileSource。我现在想验证当前执行的文件签名，如下所示：

bool VerifyFile(const ECDSA<ECP, SHA512>::PublicKey &key,
                const std::string &filename,
                const std::string &signatureString) {
    std::string fileContentString;
    FileSource(filename.c_str(), true,
               new CryptoPP::StringSink(fileContentString));

    bool result = false;
    StringSource(signatureString + fileContentString, true,
                 new SignatureVerificationFilter(
                         ECDSA<ECP, SHA512>::Verifier(key),
                         new ArraySink((byte *) &result, sizeof(result))
                 ) // SignatureVerificationFilter
    );
    return result;
}

我的问题

我不想将文件的内容显式提取为字符串，然后进行连接并随后进行验证。

问题

有没有办法将两个任意源传递给验证实体，一个代表签名，另一个代表签名内容（可能是文件或字符串）？

到目前为止我尝试了什么

我尝试将Source::TransferAll(...) 转换为Redirecter，但没有成功重定向到SignatureVerificationFilter。

Answer 1

我有两个任意来源，比如说来自签名的 StringSource 和来自相应签名文件的 FileSource。我现在要验证文件签名...

在同一过滤器链上使用多个来源可能会很棘手。我知道图书馆有一些内置的课程，但我从来不喜欢它们。它们采用多个输入通道并将它们解复用为单个通道。您可以在test.cpp、函数SecretRecoverFile（在第650 行附近）和InformationRecoverFile（在第700 行附近）中看到它们的运行情况。

---

有没有办法将两个任意源传递给验证实体，一个代表签名，另一个代表签名内容（可能是文件或字符串）？

这就是我将如何处理您想要做的事情。下面的示例使用两个源并共享一个过滤器链。我通过使用HashFilter 散列两个字符串来降低复杂性。您的示例使用了消息、签名、密钥对和SignatureVerificationFilter，但它比向您展示如何操作要复杂得多。

示例分为四个部分：

• 第 0 部分 - 设置数据。创建了两个 16K ASCII 字符串。一个字符串也写入文件。
• 第 1 部分 - 打印数据。打印Hash(s1)、Hash(s2) 和Hash(s1+s2)。
• 第 2 部分 - 使用两个字符串源。 Hash(s1+s2) 是使用两个 StringSources 创建的
• 第 3 部分 - 使用一个字符串源和一个文件源。 Hash(s1+s2) 是使用一个StringSource 和一个FileSource 创建的

为了说明这一点，简化的示例计算Hash(s1+s2)。在您的上下文中，操作是Verify(key, s1+s2)，其中key 是公钥，s1 是签名，s2 是文件的内容。

第 0 部分 - 数据设置如下。这很无聊。注意s3 是s1 和s2 的串联。

std::string s1, s2, s3;
const size_t size = 1024*16+1;

random_string(s1, size);
random_string(s2, size);

s3 = s1 + s2;

第 1 部分 - 数据打印在下方。打印s1、s2 和s3 的哈希值。 s3 是重要的。 s3 是我们需要使用两个不同的来源来实现的。

std::string r;
StringSource ss1(s1, true, new HashFilter(hash, new StringSink(r)));

std::cout << "s1: ";
hex.Put((const byte*)r.data(), r.size());
std::cout << std::endl;

r.clear();
StringSource ss2(s2, true, new HashFilter(hash, new StringSink(r)));

std::cout << "s2: ";
hex.Put((const byte*)r.data(), r.size());
std::cout << std::endl;

r.clear();
StringSource ss3(s3, true, new HashFilter(hash, new StringSink(r)));

std::cout << "s3: ";
hex.Put((const byte*)r.data(), r.size());
std::cout << std::endl;

输出如下：

$ ./test.exe
s1: 45503354F9BC56C9B5B61276375A4C60F83A2F01
s2: 6A3AD5B683DE7CA57F07E8099268A8BC80FA200B
s3: BFC1882CEB24697A2B34D7CF8B95604B7109F28D
...

第 2 部分 - 这就是事情变得有趣的地方。我们使用两个不同的StringSource分别处理s1和s2。

StringSource ss4(s1, false);
StringSource ss5(s2, false);

HashFilter hf1(hash, new StringSink(r));

ss4.Attach(new Redirector(hf1));
ss4.Pump(LWORD_MAX);
ss4.Detach();

ss5.Attach(new Redirector(hf1));
ss5.Pump(LWORD_MAX);
ss5.Detach();

hf1.MessageEnd();

std::cout << "s1 + s2: ";
hex.Put((const byte*)r.data(), r.size());
std::cout << std::endl;

它产生以下输出：

$ ./test.exe
s1: 45503354F9BC56C9B5B61276375A4C60F83A2F01
s2: 6A3AD5B683DE7CA57F07E8099268A8BC80FA200B
s3: BFC1882CEB24697A2B34D7CF8B95604B7109F28D
s1 + s2: BFC1882CEB24697A2B34D7CF8B95604B7109F28D
...

上面的代码中发生了几件事。首先，我们动态地将哈希过滤器链附加和分离到源ss4 和ss5。

其次，一旦附加了过滤器，我们使用Pump(LWORD_MAX) 将所有数据从源泵入过滤器链。我们不使用PumpAll()，因为PumpAll() 表示当前消息的结束并生成MessageEnd()。我们正在分多个部分处理一条消息；我们没有处理多条消息。所以我们确定时只想要一个MessageEnd()。

第三，一旦我们完成了源代码，我们调用Detach 所以StringSource 析构函数不要 导致虚假的MessageEnd() 消息进入过滤器链。同样，我们正在分多个部分处理一条消息；我们没有处理多条消息。所以我们确定时只需要一个MessageEnd()。

第四，当我们完成将数据发送到过滤器时，我们调用hf.MessageEnd() 告诉过滤器处理所有待处理或缓冲的数据。这是我们想要MessageEnd() 调用的时候，而不是之前。

第五，完成后我们调用Detach() 而不是Attach()。 Detach() 删除现有的过滤器链并避免内存泄漏。 Attach() 附加一个新链，但不删除现有过滤器或链。由于我们使用的是Redirector，因此我们的HashFilter 仍然存在。 HashFilter 最终被清除为自动堆栈变量。

顺便说一句，如果使用了ss4.PumpAll() 和ss5.PumpAll()（或允许析构函数将MessageEnd() 发送到过滤器链中），那么您将得到Hash(s1) 和Hash(s2) 的串联，因为它看起来像两条不同的消息发送到过滤器，而不是一条消息分两部分。下面的代码是错误的：

StringSource ss4(s1, false);
StringSource ss5(s2, false);

HashFilter hf1(hash, new StringSink(r));

ss4.Attach(new Redirector(hf1));
// ss4.Pump(LWORD_MAX);
ss4.PumpAll();  // MessageEnd
ss4.Detach();

ss5.Attach(new Redirector(hf1));
// ss5.Pump(LWORD_MAX);
ss5.PumpAll();  // MessageEnd
ss5.Detach();

// Third MessageEnd
hf1.MessageEnd();

上面的错误代码产生Hash(s1) || Hash(s2) || Hash(<empty string>):

$ ./test.exe
s1: 45503354F9BC56C9B5B61276375A4C60F83A2F01
s2: 6A3AD5B683DE7CA57F07E8099268A8BC80FA200B
s3: BFC1882CEB24697A2B34D7CF8B95604B7109F28D
s1 + s2: 45503354F9BC56C9B5B61276375A4C60F83A2F016A3AD5B683DE7CA57F07E8099268A8BC80FA200BDA39A3EE5E6B4B0D3255BFEF95601890AFD80709

第 3 部分 - 这是您的用例。我们使用StringSource 和FileSource 分别处理s1 和s2。请记住，字符串 s2 已写入名为 test.dat 的文件中。

StringSource ss6(s1, false);
FileSource fs1("test.dat", false);

HashFilter hf2(hash, new StringSink(r));

ss6.Attach(new Redirector(hf2));
ss6.Pump(LWORD_MAX);
ss6.Detach();

fs1.Attach(new Redirector(hf2));
fs1.Pump(LWORD_MAX);
fs1.Detach();

hf2.MessageEnd();

std::cout << "s1 + s2 (file): ";
hex.Put((const byte*)r.data(), r.size());
std::cout << std::endl;

下面是运行完整示例的样子：

$ ./test.exe
s1: 45503354F9BC56C9B5B61276375A4C60F83A2F01
s2: 6A3AD5B683DE7CA57F07E8099268A8BC80FA200B
s3: BFC1882CEB24697A2B34D7CF8B95604B7109F28D
s1 + s2: BFC1882CEB24697A2B34D7CF8B95604B7109F28D
s1 + s2 (file): BFC1882CEB24697A2B34D7CF8B95604B7109F28D

通知s3 = s1 + s2 = s1 + s2 (file)。

---

$ cat test.cxx

#include "cryptlib.h"
#include "filters.h"
#include "files.h"
#include "sha.h"
#include "hex.h"

#include <string>
#include <iostream>

void random_string(std::string& str, size_t len)
{
    const char alphanum[] =
        "0123456789"
        "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
        "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    const size_t size = sizeof(alphanum) - 1;

    str.reserve(len);
    for (size_t i = 0; i < len; ++i)
        str.push_back(alphanum[rand() % size]);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    using namespace CryptoPP;

    ////////////////////////// Part 0 //////////////////////////

    // Deterministic
    std::srand(0);

    std::string s1, s2, s3, r;
    const size_t size = 1024*16+1;

    random_string(s1, size);
    random_string(s2, size);

    // Concatenate for verification
    s3 = s1 + s2;

    // Write s2 to file
    StringSource(s2, true, new FileSink("test.dat"));

    // Hashing, resets after use
    SHA1 hash;

    // Printing hex encoded string to std::cout
    HexEncoder hex(new FileSink(std::cout));

    ////////////////////////// Part 1 //////////////////////////

    r.clear();
    StringSource ss1(s1, true, new HashFilter(hash, new StringSink(r)));

    std::cout << "s1: ";
    hex.Put((const byte*)r.data(), r.size());
    std::cout << std::endl;

    r.clear();
    StringSource ss2(s2, true, new HashFilter(hash, new StringSink(r)));

    std::cout << "s2: ";
    hex.Put((const byte*)r.data(), r.size());
    std::cout << std::endl;

    r.clear();
    StringSource ss3(s3, true, new HashFilter(hash, new StringSink(r)));

    std::cout << "s3: ";
    hex.Put((const byte*)r.data(), r.size());
    std::cout << std::endl;

    ////////////////////////// Part 2 //////////////////////////

    r.clear();
    StringSource ss4(s1, false);
    StringSource ss5(s2, false);

    HashFilter hf1(hash, new StringSink(r));

    ss4.Attach(new Redirector(hf1));
    ss4.Pump(LWORD_MAX);
    ss4.Detach();

    ss5.Attach(new Redirector(hf1));
    ss5.Pump(LWORD_MAX);
    ss5.Detach();

    hf1.MessageEnd();

    std::cout << "s1 + s2: ";
    hex.Put((const byte*)r.data(), r.size());
    std::cout << std::endl;

    ////////////////////////// Part 3 //////////////////////////

    r.clear();
    StringSource ss6(s1, false);
    FileSource fs1("test.dat", false);

    HashFilter hf2(hash, new StringSink(r));

    ss6.Attach(new Redirector(hf2));
    ss6.Pump(LWORD_MAX);
    ss6.Detach();

    fs1.Attach(new Redirector(hf2));
    fs1.Pump(LWORD_MAX);
    fs1.Detach();

    hf2.MessageEnd();

    std::cout << "s1 + s2 (file): ";
    hex.Put((const byte*)r.data(), r.size());
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

还有：

$ g++ test.cxx ./libcryptopp.a -o test.exe
$ ./test.exe
s1: 45503354F9BC56C9B5B61276375A4C60F83A2F01
s2: 6A3AD5B683DE7CA57F07E8099268A8BC80FA200B
s3: BFC1882CEB24697A2B34D7CF8B95604B7109F28D
s1 + s2: BFC1882CEB24697A2B34D7CF8B95604B7109F28D
s1 + s2 (file): BFC1882CEB24697A2B34D7CF8B95604B7109F28D

---

这是一个可以减轻你痛苦的课程。它在MultipleSources 类中汇集了上述概念。 MultipleSources 只是 Source 接口的部分实现，但它应该包含您需要的所有部分。

class MultipleSources
{
public:
    MultipleSources(std::vector<Source*>& source, Filter& filter)
    : m_s(source), m_f(filter)
    {
    }

    void Pump(lword pumpMax, bool messageEnd)
    {
        for (size_t i=0; pumpMax && i<m_s.size(); ++i)
        {
            lword n = pumpMax;
            m_s[i]->Attach(new Redirector(m_f));            
            m_s[i]->Pump2(n);
            m_s[i]->Detach();
            pumpMax -= n;
        }

        if (messageEnd)
            m_f.MessageEnd();
    }

    void PumpAll()
    {
        for (size_t i=0; i<m_s.size(); ++i)
        {
            m_s[i]->Attach(new Redirector(m_f));
            m_s[i]->Pump(LWORD_MAX);
            m_s[i]->Detach();
        }

        m_f.MessageEnd();
    }

private:
    std::vector<Source*>& m_s;
    Filter &m_f;
};

你可以这样称呼它：

StringSource ss(s1, false);
FileSource fs("test.dat", false);
HashFilter hf(hash, new StringSink(r));

std::vector<Source*> srcs;
srcs.push_back(&ss);
srcs.push_back(&fs);

MultipleSources ms(srcs, hf);
ms.Pump(LWORD_MAX, false);

hf.MessageEnd();

或者您可以使用PumpAll 并获得相同的结果，但在这种情况下您不要调用hf.MessageEnd();，因为PumpAll 表示消息结束。

MultipleSources ms(srcs, hf);
ms.PumpAll();