在 iOS 上签名的数据无法在 Java 中验证

Question

我有一些数据要在 iOS 上使用椭圆曲线私钥使用 SecKeyRawSign 进行签名。但是，使用 Signature.verify() 验证 Java 中的数据会返回 false

数据是一个随机的64位整数，像这样分割成字节

uint64_t nonce = (some 64 bit integer)
NSData *nonceData = [NSData dataWithBytes: &nonce length: sizeof(nonce)];

根据这些数据，我正在创建一个 SHA256 摘要

int digestLength = CC_SHA256_DIGEST_LENGTH;
uint8_t *digest = malloc(digestLength);
CC_SHA256(nonceData.bytes, (CC_LONG)nonceData.length, digest);
NSData *digestData = [NSData dataWithBytes:digest length:digestLength];

然后用私钥签名

size_t signedBufferSize = kMaxCipherBufferSize;
uint8_t *signedBuffer = malloc(kMaxCipherBufferSize);

OSStatus status = SecKeyRawSign(privateKeyRef,
                                kSecPaddingPKCS1SHA256,
                                (const uint8_t *)digestData.bytes,
                                digestData.length,
                                &signedBuffer[0],
                                &signedBufferSize);

NSData *signedData = nil;
if (status == errSecSuccess) {
    signedData = [NSData dataWithBytes:signedBuffer length:signedBufferSize];
}

一切似乎都运行良好。

然后，在 Java 服务器中，我正在尝试验证签名数据

PublicKey publicKey = (a public key sent from iOS, X509 encoded)

Long nonce = (64 bit integer sent from iOS)
String signedNonce = (base64 encoded signed data)

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(Long.BYTES);
buffer.putLong(nonce);
byte[] nonceBytes = buffer.array();
byte[] signedNonceBytes = Base64.getDecoder().decode(signedNonce.getBytes());

Signature signer = Signature.getInstance( "SHA256withECDSA" );
signer.initVerify( publicKey );
signer.update( nonceBytes );
Boolean isVerified = signer.verify( signedNonceBytes );

此时，signer.verify() 返回false

我也尝试签署纯数据，而不是 SHA256 摘要，但这也不起作用。

我错过了什么？我是否正确签署数据？我使用正确的填充吗？是否需要对数据进行其他处理才能使用SHA256withECDSA 算法对其进行验证？

Answer 1

字节顺序不匹配：

• iOS 是 little endian。你创建nonceData的方式，这个顺序会保留。
• 在 Java 端，ByteBuffer 默认为 big endian，独立于底层操作系统/硬件。

所以你需要改变字节顺序：

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(Long.BYTES);
buffer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
buffer.putLong(nonce);

Answer 2

在 getBytes() 中，您可以使用 java.nio.charset.StandardCharsets 指定编码技术。并对解码器执行相同的操作。

https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/nio/charset/StandardCharsets.html

Answer 3

我可以建议您使用一些适用于 iOS 和 JAVA 端的 Crypto Library (f.e.:https://github.com/VirgilSecurity/virgil-crypto)。这将确保算法和块类型（等）在两种情况下都是相同的，您不再需要担心它。我相信你会在 GitHub 上找到很多加密库。

Answer 4

我是一个 java 人，所以我不能说关于 iOS 方面的任何事情，但是可以使用注释的假设来快速检查 java 方面：

// Generate a new random EC keypair for testing
KeyPair keys = KeyPairGenerator.getInstance("EC").generateKeyPair();
PrivateKey privateKey = keys.getPrivate();
PublicKey publicKey = keys.getPublic();

// Generate a Random nonce to test with
byte[] nonceBytes = new byte[8]; // (some 64 bit integer)
new Random(System.nanoTime()).nextBytes(nonceBytes);

// sign     
Signature sign = Signature.getInstance("SHA256withECDSA");
sign.initSign(privateKey);
sign.update(nonceBytes);
byte[] signature = sign.sign();

//verify
Signature verify = Signature.getInstance("SHA256withECDSA");
verify.initVerify(publicKey);
verify.update(nonceBytes);
Boolean isVerified = verify.verify(signature);

// print results
System.out.println("nonce used  ::" + Base64.getEncoder().encodeToString(nonceBytes));
System.out.println("Signed nonce ::" + Base64.getEncoder().encodeToString(signature));
System.out.println("nonce used ::" + isVerified);

正如您所期望的那样，上面的代码将始终返回签名已验证。检查您的假设是否准确，并验证所使用的密钥在双方方面都是正确的。