在 Python 中使用 SHA256withRSA 数字签名验证失败

2023-12-13

我正在尝试使用离线 aadhaar KYC 验证应用程序的给定证书文件来验证数字签名。

该说明在验证文档中给出。

  1. 读取整个 XML 并将 s=”xxxx” 标记从中分离出来。

  2. 使用基于“SHA256withRSA”的哈希和加密技术的签名验证算法

  3. “s”标签中存在的签名值、剩余的 XML(没有“s”标签)和 UIDAI 公钥(可在此处获取)将被馈送到算法以验证数字签名。

该组织提供的示例 C# 代码片段。 (PS:这也不起作用)

using System;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;
using System.Xml;

namespace test
{
class MainClass
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        // link -> https://drive.google.com/file/d/1aSv3HJUFf5_42Z-FqpdVHEk5b3VA3T3D/view


        string XMLFilePath = "offlineaadhaar.xml"; //Get the XML file
        
// link -> https://drive.google.com/file/d/1FW4ciIhZqJuelOcGF2x6VaBCSDO9J-gM/view


string KeyFilePath = "okyc-publickey.cer"; //Get the public key certificate file

        XmlDocument ObjXmlDocument = new XmlDocument();
        ObjXmlDocument.Load(XMLFilePath); //Load the XML
        XmlAttributeCollection SignatureElement = ObjXmlDocument.DocumentElement.Attributes; //Get the all XML attribute
        string SignatureValue = SignatureElement.GetNamedItem("s").InnerXml; // Get Signature value

        SignatureElement.RemoveNamedItem("s");//Remove the signature "s" attribute from XML and get the new XML to validate

        /*----------------Read and parse the public key as string-----------------------*/
        X509Certificate2 ObjX509Certificate2 = new X509Certificate2(KeyFilePath, "public"); //Initialize the public ket certificate file

        Org.BouncyCastle.X509.X509Certificate objX509Certificate;
        Org.BouncyCastle.X509.X509CertificateParser objX509CertificateParser = new Org.BouncyCastle.X509.X509CertificateParser();

        objX509Certificate = objX509CertificateParser.ReadCertificate(ObjX509Certificate2.GetRawCertData());
        /*----------------End-----------------------*/

        /* Init alg */
        Org.BouncyCastle.Crypto.ISigner signer = Org.BouncyCastle.Security.SignerUtilities.GetSigner("SHA256withRSA");

        /* Populate key */
        signer.Init(false, objX509Certificate.GetPublicKey());

        /* Get the signature into bytes */
        var expectedSig = Convert.FromBase64String(SignatureValue);

        /* Get the bytes to be signed from the string */
        var msgBytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(ObjXmlDocument.InnerXml);


        /* Calculate the signature and see if it matches */
        signer.BlockUpdate(msgBytes, 0, msgBytes.Length);
        bool Flag = signer.VerifySignature(expectedSig);            
        if (Flag)
        {
            Console.WriteLine("XML Validate Successfully");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("XML Validation Failed");
        }
    }
}
}

我正在尝试用 Python 实现,但 XML 验证失败。我不确定证书文件是否错误或者我的代码存在一些错误。

这是我的Python代码:

import xml
import xml.etree.cElementTree as etree
from xml.etree import ElementTree
import OpenSSL
from cryptography import x509
from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from Crypto.PublicKey import RSA
from base64 import b64encode, b64decode
from M2Crypto import BIO, RSA, EVP

xmlDoc = open('adhar.xml', 'r').read()
Tr = etree.XML(xmlDoc)
Tr.keys()
# ['s', 'r', 'a', 'g', 'm', 'e', 'd', 'i', 'n', 'v']

sign = Tr.get('s')
len(sign)
# 344

del Tr.attrib['s']

from M2Crypto import X509

x509 =X509.load_cert('ekyc_public_key.cer')
#x509 =X509.load_cert(cert4)
rsa = x509.get_pubkey().get_rsa()
pubkey = EVP.PKey()
pubkey.assign_rsa(rsa)

xmlstr = etree.tostring(Tr, encoding='utf8', method='xml')
#rstr=str(xmlstr)[45:][:-1]
#rstr = rstr.encode(encoding='utf-8')


# if you need a different digest than the default 'sha1':
pubkey.reset_context(md='sha256')
pubkey.verify_init()

# hashlib.sha256(message_without_sign).digest()
pubkey.verify_update(xmlstr)
if(pubkey.verify_final(b64decode(sign)) != 1):
    print('Digital Signeture not validated')
else: 
    print('Digital Signeture validated')  

在密码学中,细节决定成败,就像真正的含义一样:

剩余的 XML(没有“s”标签)

我们很幸运:这个极其模糊的规范 comes 附带了示例 XML 文件和匹配证书,允许:

  • 从前者中提取signature签名字段(Base64转换为二进制)得到S;
  • extract N and e从后来;
  • compute V = S e mod N
  • 检查一下V确实是按照 SHA256withRSA 格式化的(也称为RSASSA-PKCS1-v1_5使用 SHA-256 哈希),
  • 在右边V在固定的 DER 前缀之后3031300d060960864801650304020105000420使用 SHA-256 的 Digestinfo 特征,我们提取 32 字节值f4efef8c788058df45385ec65a49e92f806b9ffd6fc6d11b4f3c2cf89a81fe2f,因此这是该示例的签名数据的预期哈希值。

因此,通过一些尝试和错误,我们发现了签名数据的真正含义。我们想要从 XML 文件开始并删除

  1. the s tag
  2. its =(并且,如果前一个之间有任何空格s标签和=, 之后=根据 XML 语法允许)
  3. 其值域包括前导和结束"(其中包含 base64 编码的签名)
  4. 恰好两个相邻的空格字符,就像之前的那个s标签和结束后的标签"(或者,我们可能希望在删除要点 1-3 后留下一个空格,而现在有几个空格,可能是三个空格)。

然后散列剩下的内容,包括< />分隔符(如 UTF-8),在示例代码中将其传递给BlockUpdate or verify_update。对于这个例子:

<OKV v="1"  n="Ravi Krishna Nalagatla"  i="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