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java - 在 Android 上验证数字签名

转载 作者：塔克拉玛干 更新时间：2023-11-02 22:43:11 25 4
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我正在开发一个需要对 html 文档进行数字签名的 Android 应用程序。该文档以 JSON 形式驻留在数据库中。我正在使用我在其他一些 SO 问题上找到的 BASH 脚本在本地签署文档:

openssl dgst -sha1 someHTMLDoc.html > 散列
openssl rsautl -sign -inkey privateKey.pem -keyform PEM -in hash > signature.bin

私钥生成使用:

openssl genpkey -algorithm RSA -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 -pkeyopt rsa_keygen_pubexp:3 -out privateKey.pem

公钥生成使用:

openssl pkey -in privateKey.pem -out publicKey.pem -pubout

我想在应用程序中验证在 Signature.bin 中创建的签名以及 someHTMLDoc.html 中的数据。

我将 html 和签名都作为 JSON 对象发送:

{ "data" : "<html><body></body></html>", "signature":"6598 13a9 b12b 21a9 ..... " }

Android 应用程序将 PublicKey 保存在共享首选项中，如下所示:

-----开始公钥-----
MIIBIDANBgkqhkiG9w0AAAEFAOCAQ0AvniCAKCAQEAvni/NSEX3Rhx91HkJl85
\nx1noyYET ......

Notice the "\n" (newline) in there (was automatically added when copying string from publicKey.pem to Android Gradle Config.

好了，准备工作做完了，下面是问题。我正在尝试验证 key 但没有成功。

我正在使用以下代码:

private boolean verifySignature(String data, String signature) {
    InputStream is = null;
    try {
        is = new ByteArrayInputStream(Config.getDogbarPublic().getBytes("UTF-8")); //Read DogBar Public key

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
        List<String> lines = new ArrayList<String>();
        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null)
            lines.add(line);

        // removes the first and last lines of the file (comments)
        if (lines.size() > 1 && lines.get(0).startsWith("-----") && lines.get(lines.size() - 1).startsWith("-----")) {
            lines.remove(0);
            lines.remove(lines.size() - 1);
        }

        // concats the remaining lines to a single String
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (String aLine : lines)
            sb.append(aLine);
        String key = sb.toString();

        byte[] keyBytes = Base64.decode(key.getBytes("utf-8"), Base64.DEFAULT);
        X509EncodedKeySpec spec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(spec);

        Signature signCheck = Signature.getInstance("SHA1withRSA"); //Instantiate signature checker object.
        signCheck.initVerify(publicKey);
        signCheck.update(data.getBytes());
        return signCheck.verify(signature.getBytes()); //verify signature with public key
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

有人可以帮忙吗？我究竟做错了什么 ？

我是否缺少一些字节转换？也许 JSON 对象正在影响签名？

签名应该包含原始文件包含的 \n(换行符)还是应该不包含在 JSON 文件中？

在此先感谢您的所有帮助，非常感谢。

最佳答案

数字签名是计算数据(C)的摘要(函数H)，并用非对称加密算法(函数E)加密生成密文(S)的过程:

S = E(H(C))

签名验证采用签名解密给定的签名(函数 D)——仅当解密中使用的公钥与加密中使用的私钥配对时才会产生 H(C)，并计算数据摘要以检查是否两个摘要匹配:

H(C) == D(E(H(C)))

从这里可以清楚地看出，提供给哈希函数 (C) 的字节必须完全相同才能使签名生效。

在您的情况下，它们不是，因为当您使用 openssl dgst 计算摘要时，输出(右边的 H(C))实际上是这样的:

SHA1(someHTMLDoc.html)= 22596363b3de40b06f981fb85d82312e8c0ed511

这是 RSA 加密的输入。

当您验证签名时，摘要的输出(左侧的 H(C))是原始字节，例如十六进制:

22596363b3de40b06f981fb85d82312e8c0ed511

所以你最终加密字节以产生(右侧的 H(C)):

0000000: 5348 4131 2873 6f6d 6548 746d 6c44 6f63  SHA1(someHtmlDoc
0000010: 2e68 746d 6c29 3d20 3232 3539 3633 3633  .html)= 22596363
0000020: 6233 6465 3430 6230 3666 3938 3166 6238  b3de40b06f981fb8
0000030: 3564 3832 3331 3265 3863 3065 6435 3131  5d82312e8c0ed511
0000040: 0a                                       .

并与字节(左侧的 H(C))进行比较:

0000000: 2259 6363 b3de 40b0 6f98 1fb8 5d82 312e  "Ycc..@.o...].1.
0000010: 8c0e d511                                ....

您还需要将 -sign 与 openssl dgst 一起使用，以获得正确的输出格式(参见 Difference between openSSL rsautl and dgst)。

所以在 OpenSSL 方面做:

openssl dgst -sha1 -sign privateKey.pem someHTMLDoc.html > signature.bin

在 Java 端做:

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.Signature;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

import org.spongycastle.util.io.pem.PemObject;
import org.spongycastle.util.io.pem.PemReader;

public class VerifySignature {
    public static void main(final String[] args) throws Exception {
        try (PemReader reader = publicKeyReader(); InputStream data = data(); InputStream signatureData = signature()) {
            final PemObject publicKeyPem = reader.readPemObject();
            final byte[] publicKeyBytes = publicKeyPem.getContent();
            final KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
            final X509EncodedKeySpec publicKeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyBytes);
            final RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(publicKeySpec);

            final Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
            signature.initVerify(publicKey);

            final byte[] buffy = new byte[16 * 1024];
            int read = -1;
            while ((read = data.read(buffy)) != -1) {
                signature.update(buffy, 0, read);
            }

            final byte[] signatureBytes = new byte[publicKey.getModulus().bitLength() / 8];
            signatureData.read(signatureBytes);

            System.out.println(signature.verify(signatureBytes));
        }
    }

    private static InputStream data() throws FileNotFoundException {
        return new FileInputStream("someHTMLDoc.html");
    }

    private static PemReader publicKeyReader() throws FileNotFoundException {
        return new PemReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("publicKey.pem")));
    }

    private static InputStream signature() throws FileNotFoundException {
        return new FileInputStream("signature.bin");
    }
}

我用过 Spongy Castle用于对公钥进行 PEM 解码，以提高可读性和易用性。

关于java - 在 Android 上验证数字签名，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/34066949/

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塔克拉玛干
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