验证 RSA 签名 iOS

Question

在我的静态库中，我有一个许可证文件。我想确保它是由我自己生成的（并且没有被改变）。所以这个想法是使用我读过的 RSA 签名。

我在网上查了一下，结果是这样的：

首先：使用我找到的信息生成私钥和自签名证书here。

// Generate private key
openssl genrsa -out private_key.pem 2048 -sha256

// Generate certificate request
openssl req -new -key private_key.pem -out certificate_request.pem -sha256

// Generate public certificate
openssl x509 -req -days 2000 -in certificate_request.pem -signkey private_key.pem -out certificate.pem -sha256

// Convert it to cer format so iOS kan work with it
openssl x509 -outform der -in certificate.pem -out certificate.cer -sha256

之后，我创建一个许可证文件（以日期和应用标识符作为内容）并根据找到的信息为该文件生成签名 here:

// Store the sha256 of the licence in a file
openssl dgst -sha256 licence.txt > hash

// And generate a signature file for that hash with the private key generated earlier
openssl rsautl -sign -inkey private_key.pem -keyform PEM -in hash > signature.sig

我认为一切正常。我没有收到任何错误，并按预期获得了密钥和证书以及其他文件。

接下来我将certificate.cer、signature.sig 和license.txt 复制到我的应用程序中。

现在我想检查签名是否由我签名并且对 license.txt 有效。我发现很难找到任何好的例子，但这是我目前所拥有的：

我发现的Seucyrity.Framework 使用SecKeyRef 来引用RSA 密钥/证书并使用SecKeyRawVerify 来验证签名。

我有以下方法从文件中加载公钥。

- (SecKeyRef)publicKeyFromFile:(NSString *) path
{
    NSData *myCertData = [[NSFileManager defaultManager] contentsAtPath:path];
    CFDataRef myCertDataRef = (__bridge CFDataRef) myCertData;

    SecCertificateRef cert = SecCertificateCreateWithData (kCFAllocatorDefault, myCertDataRef);
    CFArrayRef certs = CFArrayCreate(kCFAllocatorDefault, (const void **) &cert, 1, NULL);
    SecPolicyRef policy = SecPolicyCreateBasicX509();
    SecTrustRef trust;
    SecTrustCreateWithCertificates(certs, policy, &trust);
    SecTrustResultType trustResult;
    SecTrustEvaluate(trust, &trustResult);
    SecKeyRef pub_key_leaf = SecTrustCopyPublicKey(trust);

    if (trustResult == kSecTrustResultRecoverableTrustFailure)
    {
        NSLog(@"I think this is the problem");
    }
    return pub_key_leaf;
}

这是基于this SO 帖子。

对于签名验证，我找到了以下函数

BOOL PKCSVerifyBytesSHA256withRSA(NSData* plainData, NSData* signature, SecKeyRef publicKey)
{
    size_t signedHashBytesSize = SecKeyGetBlockSize(publicKey);
    const void* signedHashBytes = [signature bytes];

    size_t hashBytesSize = CC_SHA256_DIGEST_LENGTH;
    uint8_t* hashBytes = malloc(hashBytesSize);
    if (!CC_SHA256([plainData bytes], (CC_LONG)[plainData length], hashBytes)) {
        return nil;
    }

    OSStatus status = SecKeyRawVerify(publicKey,
                                      kSecPaddingPKCS1SHA256,
                                      hashBytes,
                                      hashBytesSize,
                                      signedHashBytes,
                                      signedHashBytesSize);

    return status == errSecSuccess;
}

取自here

在我的项目中，我这样调用代码：

// Get the licence data
NSString *licencePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"licence" ofType:@"txt"];
NSData *data = [[NSFileManager defaultManager] contentsAtPath:licencePath];

// Get the signature data
NSString *signaturePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"signature" ofType:@"sig"];
NSData *signature = [[NSFileManager defaultManager] contentsAtPath:signaturePath];

// Get the public key
NSString *publicKeyPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"certificate" ofType:@"cer"];
SecKeyRef publicKey = [self publicKeyFromFile:publicKeyPath];

// Check if the signature is valid with this public key for this data
BOOL result = PKCSVerifyBytesSHA256withRSA(data, signature, publicKey);

if (result)
{
    NSLog(@"Alright All good!");
}
else
{
    NSLog(@"Something went wrong!");
}

目前它总是说：“出了点问题！”虽然我不确定是什么。我发现获取公钥的方法中的信任结果等于kSecTrustResultRecoverableTrustFailure，我认为这是问题所在。在Apple documentation 中，我发现这可能是证书已过期的结果。尽管这里似乎并非如此。但也许我生成证书的方式有问题？

我的问题归结为，我做错了什么，我该如何解决？我发现这方面的文档非常稀少且难以阅读。

我有 uploaded 一个带有生成证书和此处引用的代码的 iOS 项目。也许这会派上用场。

Answer 1

问题在于您创建签名文件的方式；按照相同的步骤，我能够生成二进制等效的signature.sig 文件。

通过查看hash 文件，我们可以看到 openssl 添加了一些前缀（并对哈希进行十六进制编码）：

$ cat hash
SHA256(licence.txt)= 652b23d424dd7106b66f14c49bac5013c74724c055bc2711521a1ddf23441724

所以signature.sig 是基于此而不是基于license.txt

通过使用您的示例并创建签名文件：

openssl dgst -sha256 -sign certificates/private_key.pem licence.txt > signature.sig

哈希和签名步骤正确，示例输出：Alright All good!

---

我的文件的最终状态，以防万一

- (SecKeyRef)publicKeyFromFile:(NSString *) path
{
    NSData * certificateData = [[NSFileManager defaultManager] contentsAtPath:path];
    SecCertificateRef certificateFromFile = SecCertificateCreateWithData(NULL, (__bridge CFDataRef)certificateData);
    SecPolicyRef secPolicy = SecPolicyCreateBasicX509();
    SecTrustRef trust;
    SecTrustCreateWithCertificates( certificateFromFile, secPolicy, &trust);
    SecTrustResultType resultType;
    SecTrustEvaluate(trust, &resultType);
    SecKeyRef publicKey = SecTrustCopyPublicKey(trust);
    return publicKey;
}

BOOL PKCSVerifyBytesSHA256withRSA(NSData* plainData, NSData* signature, SecKeyRef publicKey)
{
    uint8_t digest[CC_SHA256_DIGEST_LENGTH];
    if (!CC_SHA256([plainData bytes], (CC_LONG)[plainData length], digest))
        return NO;

    OSStatus status = SecKeyRawVerify(publicKey,
                                      kSecPaddingPKCS1SHA256,
                                      digest,
                                      CC_SHA256_DIGEST_LENGTH,
                                      [signature bytes],
                                      [signature length]);

    return status == errSecSuccess;
}

PS：malloc 是泄漏

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编辑：

要使您当前的 signature.sig 文件按原样工作，您必须生成与 openssl 相同的步骤（添加前缀、十六进制哈希和换行符 \n），然后将此数据传递给 SecKeyRawVerify kSecPaddingPKCS1 而不是kSecPaddingPKCS1SHA256：

BOOL PKCSVerifyBytesSHA256withRSA(NSData* plainData, NSData* signature, SecKeyRef publicKey)
{
    uint8_t digest[CC_SHA256_DIGEST_LENGTH];
    if (!CC_SHA256([plainData bytes], (CC_LONG)[plainData length], digest))
        return NO;

    NSMutableString *hashFile = [NSMutableString stringWithFormat:@"SHA256(licence.txt)= "];
    for (NSUInteger index = 0; index < sizeof(digest); ++index)
        [hashFile appendFormat:@"%02x", digest[index]];

    [hashFile appendString:@"\n"];
    NSData *hashFileData = [hashFile dataUsingEncoding:NSNonLossyASCIIStringEncoding];

    OSStatus status = SecKeyRawVerify(publicKey,
                                      kSecPaddingPKCS1,
                                      [hashFileData bytes],
                                      [hashFileData length],
                                      [signature bytes],
                                      [signature length]);

    return status == errSecSuccess;
}