Question

我正在构建一个用于分发由不同组织创建的包（.zip档案）的系统。我想要一种方法来验证包的发布者确实是他们声称的那个，并且该文件没有被篡改。

要验证发布者，需要一个类似于Web浏览器使用的系统的系统 - 例如，我的应用程序联系验证身份的根证书颁发机构。换句话说，'绿色条':)

我猜测包的创建会像这样：

作者创建zip包
作者哈希包并签署哈希
重新包装，包括：
- 包含签名哈希和公共证书
- 包含zip文件内容的正文

打开包装会像这样：

获取数据正文
使用相同的算法对其进行哈希处理
使用证书
比较两个哈希 - 我们现在有诚信
与根CA联系以验证身份

这样，我已经验证了身份，并且还验证了内容（内容本身不需要加密 - 目标是验证，而不是隐私）。

所以我的问题是：

以上是接近它的正确方法吗？
人们通常使用哪种哈希算法？我认为它应该是单向的。您是否只选择一个（MD5，SHA1，SHA2？）或支持多种更常见，让包工作者告诉您他们使用了哪一个（例如，文档的标题包含散列函数的名称）。
您如何使用根CA？这是X509Store类的工作，还是涉及其他步骤？
这里涉及哪种证书？用于签署.NET程序集的相同类型的证书？（代码签名证书？）

最后，如果某个组织没有付费证书而是决定使用自行颁发的证书，我认为我仍然可以验证哈希值（为了数据完整性），而不必将内容安装到计算机的证书存储或任何类似的魔法（在这些情况下，我只是显示：“由XYZ公司出版（未经验证）”。这是正确的吗？

我找到了很多关于如何使用X509和RSACryptoServiceProvider的链接，所以我可能想出代码，我想我对这个过程更感兴趣并且知道我正在使用正确的技术。

Answer 1

我尝试了 aku 对System.IO.Packaging的建议并非常喜欢它，虽然让签名工作非常困难而且不直观（无论如何，我的小脑袋）。以下是我采取的步骤，以防其他人需要这样做。

主要问题是文档只是说“证书”，但我必须创建一个受密码保护的PFX才能使其正常工作。两个有用的链接是：

MSDN：Digital Signing Framework of the Open Packaging Conventions
Creating self-signed PFX's

如第二个链接所示，您有两个选项可用于创建PFX。您可以创建.cer，安装它然后使用GUI导出它，或者您可以从Microsoft下载pvkimport。

以下是我使用的命令（编辑：您可以使用OpenSSL执行此操作 - 请参阅底部）：

makecert -r -n "CN=Paul Stovell" -b 01/01/2000 -e 01/01/2099 -eku 1.3.6.1.5.5.7.3.3 -sv PaulStovell.pvk PaulStovell.cer
cert2spc PaulStovell.cer PaulStovell.spc
pvkimprt -pfx PaulStovell.spc PaulStovell.pvk

在最后一个命令中，出现一个向导。系统会询问您是否要导出私钥，这需要PFX受密码保护。选择“是”。然后在下一页上有一个复选框，询问是否“导出所有扩展属性”，我也选择了“是”。

这将为您提供受密码保护的自签名PFX文件，您可以使用该文件对文档和包进行签名。

以下是一些代码，用于创建，签名和保存包，然后重新打开并验证它。

private const string _digitalSignatureUri = "/package/services/digital-signature/_rels/origin.psdsor.rels";

static void Main(string[] args)
{
    var certificate = new X509Certificate2(@"T:\Sample\Input\PaulStovell.pfx", "password");
    using (var package = Package.Open("T:\\Sample\\MyPackage.zip", FileMode.Create, FileAccess.ReadWrite, FileShare.None))
    {
        CreatePart(package, @"/Files/File2.dll", @"T:\Sample\Input\File2.dll");
        CreatePart(package, @"/Files/File2.pdb", @"T:\Sample\Input\File2.pdb");
        CreatePart(package, @"/Files/File2.xml", @"T:\Sample\Input\File2.xml");
        package.PackageProperties.Creator = "Paul Stovell";
        package.PackageProperties.Title = "Paul Stovell's Package";
        package.PackageProperties.Description = "My First Package";
        package.PackageProperties.Identifier = "MyPackage";
        package.PackageProperties.Version = "1.0.0.0";

        // Sign the package
        var toSign = package.GetParts().Select(part => part.Uri).ToList();
        var uriPartSignatureOriginRelationship = PackUriHelper.CreatePartUri(new Uri(_digitalSignatureUri, UriKind.Relative));
        toSign.Add(uriPartSignatureOriginRelationship);

        var dsm = new PackageDigitalSignatureManager(package);
        dsm.CertificateOption = CertificateEmbeddingOption.InSignaturePart;
        dsm.Sign(toSign, certificate);

        package.Close();
    }

    Console.WriteLine("Package written");
    Console.WriteLine("Reading package");

    using (var package = Package.Open("T:\\Sample\\MyPackage.zip", FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read))
    {
        Console.WriteLine("  Package name: {0}", package.PackageProperties.Title);
        var dsm = new PackageDigitalSignatureManager(package);
        if (dsm.IsSigned)
        {
            var verificationResult = dsm.VerifySignatures(false);
            var signature = dsm.Signatures[0];
            Console.WriteLine("  Signed by: {0}", signature.Signer.Subject);
            Console.WriteLine("  Issued by: {0}", signature.Signer.Issuer);
            Console.WriteLine("  Verification: {0}", verificationResult);
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("  Not signed.");
        }
    }
    Console.ReadKey();
}

private static void CreatePart(Package package, string relativePath, string file)
{
    var packagePartUri = new Uri(relativePath, UriKind.Relative);
    var packagePart = package.CreatePart(packagePartUri, "part/" + Path.GetExtension(file));
    using (var fileContent = new FileStream(file, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read))
    {
        CopyStream(fileContent, packagePart.GetStream());
    }
}

private static void CopyStream(Stream source, Stream target)
{
    // It is .NET 3.5, surely this kind of thing has gotten easier by now?
    var bufferSize = 0x1000;
    var buf = new byte[bufferSize];
    int bytesRead = 0;
    while ((bytesRead = source.Read(buf, 0, bufferSize)) > 0)
    {
        target.Write(buf, 0, bytesRead);
    }
}

在我的机器上，输出为：

Package written
Reading package
  Package name: Paul Stovell's Package
  Signed by: CN=Paul Stovell
  Issued by: CN=Paul Stovell
  Verification: Success

最后一行很有意思。它是PackageDigitalSignatureManager.VerifySignatures（）的输出。它表示文档未被篡改。如果我在签名后更改或删除文件，则不再返回“成功”。

我将.exe，示例文件和.pfx复制到新计算机并获得完全相同的输出，这似乎表明“验证”仅检查签名的作者，并且不要求任何认证当局。我没有在测试机器上安装任何证书，它在自己的域上运行。

编辑：上面的代码仅验证文档本身，它不会使用根CA权限验证证书。为此，请使用以下命令：

当我的自签名证书被调用时，此调用返回 false ：

var verified = ((X509Certificate2) dsm.Signatures[0].Signer).Verify();

然后，我双击我用来创建.pfx的.cer，并将其安装到默认位置，以便它成为受信任的证书颁发机构。完成后，上面的调用将返回 true 。这似乎是验证签名者身份的正确方法。

编辑2 ：一个有用的注释。要查看并使用计算机上的证书，请执行以下操作：

开始 - ＆gt;运行并输入“mmc”
在MMC窗口中，单击文件 - ＆gt;添加/删除管理单元...
点击证书，添加 - >
选择其中一个帐户
点击确定

在我的情况下，当我双击上面的.cer进行安装时，它被放置在当前用户存储下的受信任的根证书颁发机构文件夹下。然后，您可以将其删除以撤消更改。

我的最终验证逻辑如下所示：

if (dsm.IsSigned)
{
    var verificationResult = dsm.VerifySignatures(false);
    var signature = dsm.Signatures[0];
    var trusted = ((X509Certificate2)dsm.Signatures[0].Signer).Verify();

    Console.WriteLine("  Signed by: {0}", signature.Signer.Subject);
    Console.WriteLine("  Issued by: {0}", signature.Signer.Issuer);
    Console.WriteLine("  Verified: {0}", verificationResult == VerifyResult.Success);
    Console.WriteLine("  Trusted: {0}", trusted);
}
else
{
    Console.WriteLine("  Not signed.");
}

总是验证它（除非我篡改内容），但只有当证书在商店中时才受信任。

编辑3 ：我做了一点阅读。 PFX文件实际上是PKCS 12文件，是RSA组规范的一部分。创建它们的一种更简单的方法，而不是我上面所展示的，是使用具有二进制文件OpenSSL的开源available for Windows。

安装OpenSSL后，创建公钥/私钥对文件。我发现我必须以管理员身份运行下面的第二个命令，因此以管理员身份启动这个命令可能会付出代价。

openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:1024 -keyout PaulStovell.pem -out PaulStovell.cer

它将询问有关您和您的组织创建证书的其他7个问题。接下来，创建PKCS 12.它将要求您输入密码：

openssl pkcs12 -export -out PaulStovell.pfx -in PaulStovell.pem -name "Paul Stovell"

在提示时输入并重新输入密码。

此时，System.IO.Packaging可以使用您的PFX并验证包签名，但它不会信任该证书。要创建.cer证书，以便将其安装到受信任的证书颁发机构存储中，请执行以下操作：

openssl x509 -in PaulStovell.pem -out PaulStovell.cer

现在，您可以双击证书并进行安装，它将被视为可信证书。

Answer 2

有一个标准API可用于创建签名的ZIP包。

System.IO.Packaging命名空间包含必要的类，用digital signatures创建符合OPS（开放包装规范）的ZIP包。

通过.NET实现文件数字签名的标准化方法

2 个答案: