c++ - 如何在Crypto++中将两个Source组合成一个新Source？

Question

情况

我有两个任意来源，可以说来自签名的StringSource和来自相应签名文件的FileSource。我现在要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，然后进行串联并随后进行验证。

问题

有没有一种方法可以将两个任意来源传递给验证实体，其中一个代表签名，另一个代表签名的内容(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，但是没有运气，重定向到SignatureVerificationFilter。

Answer 1

I have two arbitrary sources, lets say a StringSource from a signature and a FileSource from the corresponding signed file. I now want to verify the files signature ...

在同一过滤器链上使用多个源可能很棘手。我知道图书馆有一些入门类(class)，但我从来没有喜欢过。它们采用多个输入 channel ，并将它们多路分解为一个 channel 。您可以在 test.cpp ，函数 SecretRecoverFile(大约650行)和 InformationRecoverFile(大约700行)中看到它们的运行情况。

Is there a way to pass two arbitrary sources where one represents the signature and the other one the signed content (might be a file or a string) to the verification entity?

这是我将如何处理您想做的事情。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对两个字符串进行哈希处理来降低了复杂性。您的示例使用消息，签名， key 对和 SignatureVerificationFilter，但比向您展示如何执行它要复杂得多。

该示例分为四个部分:

第0部分-设置数据。将创建两个16K ASCII字符串。一个字符串也被写入文件。

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。使用两个Hash(s1+s2)

创建 StringSources

第3部分-使用一个字符串源和一个文件源。使用一个Hash(s1+s2)和一个StringSource创建FileSource

为了说明明显，简化示例计算 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-数据在下面设置。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-数据打印在下面。打印 s1， s2和 s3的哈希值。 s3是重要的代码。 s3是我们需要使用两个单独的来源来获得的。

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;

输出看起来像这样:

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

第2部分-这是有趣的地方。我们使用两种不同的 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，我们将哈希过滤器链动态地附加和分离到 ss4和 ss5源。

其次，一旦连接了过滤器，我们就使用 Pump(LWORD_MAX)将所有数据从源中抽取到过滤器链中。我们不使用 PumpAll()，因为 PumpAll()表示当前消息的结尾并生成 MessageEnd()。我们正在分多个部分处理一条消息；我们不会处理多条消息。因此，我们在确定时只需要一个 MessageEnd()。

第三，一旦处理完源代码，我们将调用 Detach，以便 StringSource析构函数不会导致虚假的 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。我们不会处理多条消息。因此，我们在确定时只需要一个 MessageEnd()。

第四，完成将数据发送到过滤器后，我们调用 hf.MessageEnd()告诉过滤器处理所有未决或缓冲的数据。这是我们需要 MessageEnd()调用的时间，而不是之前。

第五，完成后我们将其称为 Detach()而不是 Attach()。 Detach()删除现有的过滤器链，并避免内存泄漏。 Attach()附加新链，但不删除现有过滤器或链。由于我们使用的是 Redirector，因此 HashFilter可以保留。 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，因为它看起来像是两条不同的消息发送到过滤器，而不是一条消息分成两部分。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();

上面的错误代码会生成 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;

这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

注意 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;
}

和:

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

这是一门可以减轻您痛苦的类(class)。它在 MultipleSources类中汇集了以上概念。 MultipleSources只是 Source接口(interface)的部分实现，但是它应该具有您需要的所有内容。

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;
};

您可以这样称呼它:

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，但是在这种情况下，您不调用 hf.MessageEnd();，因为 PumpAll表示消息结束。

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