2020-4 基于BouncyCastle的ASN.1分析工具设计与实现 Week3

X.509是一种通用的证书格式，所有有效证书都符合ITU-T X.509国际标准；
因此(理论上)为一种应用创建的证书可以用于任何其他符合X.509标准的应用。在一份证书中，必须证明公钥及其所有者的姓名是一致的。对X.509证书来说，认证者总是 CA或由CA指定的人，一份X.509证书是一些标准字段的集合，这些字段包含有关用户或设备及其相应公钥的信息。X.509标准定义了证书中应该包含哪些信息，并描述了这些信息是如何编码的(即数据格式)，所有的X.509证书包含以下数据：　
- X.509版本号：指出该证书使用了哪种版本的 X.509标准，版本号会影响证书中的一些特定信息。目前的版本是3。
- 证书持有人的公钥：包括证书持有人的公钥、算法(指明密钥属于哪种密码系统)的标识符和其他相关的密钥参数。
- 证书的序列号：由CA给予每一个证书分配的唯一的数字型编号，当证书被取消时，实际上是将此证书序列号放入由CA签发的CRL(Certificate Revocation List证书作废表，或证书黑名单表)中。这也是序列号唯一的原因。
- 主题信息：证书持有人唯一的标识符(或称DN-distinguished name)这个名字在 Internet上应该是唯一的。DN由许多部分组成，
  CN=Bob Allen, OU=Total Network Security Division O=Network Associates, Inc. C=US
- 这些信息指出该科目的通用名、组织单位、组织和国家或者证书持有人的姓名、服务处所等信息。
- 证书的有效期：证书起始日期和时间以及终止日期和时间；指明证书在这两个时间内有效。
- 认证机构：证书发布者，是签发该证书的实体唯一的CA的X.500名字。使用该证书意味着信任签发证书的实体。(注意：在某些情况下，比如根或顶级CA证书，发布者自己签发证书)
- 发布者的数字签名：这是使用发布者私钥生成的签名，以确保这个证书在发放之后没有被撰改过。
- 签名算法标识符：用来指定CA签署证书时所使用的签名算法。算法标识符用来指定CA签发证书时所使用的公开密钥算法和HASH算法。
  X.509证书格式　为了利用公共密钥这种密码系统，必须将公共密钥分发出去。最通用的一种签名证书格式被称为X.509格式。X.509格式的证书被VeriSign、微软、网景和其他许多公司广泛应用于对电子邮件消息进行签名，对程序代码进行认证，以及对许多其他类型的数据进行认证等等。X.509标准是由国际电话标准机构，即国际电报电话咨询委员会（CCITT）提出的用于目录服务的X.500系列建议的组成部分。

X.509证书的具体结构是用一种形式化表示来描述的，称为"抽象语法表示法#1"（abstract syntax notation）即ASN.1。图9-13显示了第三版X.509格式的ASN.1定义。虽然具体的语法对我们并不重要，但是你可以看到，ASN.1为证书文件的结构给出了精确的定义。"基本编码规则"（basic encoding rules），即BER，精确地描述了如何将该结构保存为二进制文件。也就是说，BER描述了如何对整数、字符串、位串以及诸如SEQUENCE、 CHOICE和OPTIONAL的结构进行编码的方法。

[Certificate ::= SEQUENCE {
tbsCertificate TBSCertificate,
signatureAlgorithm AlgorithmIdentifier,
signature BIT STRING
}
TBSCertificate ::= SEQUENCE {
version [0] EXPLICIT Version DEFAULT v1,
serialNumber CertificateSerialNumber,
signature AlgorithmIdentifier,
issuer Name,
validity Validity,
subject Name,
subjectPublicKeyInfo SubjectPublicKeyInfo,
issuerUniqueID [1] IMPLICIT UniqueIdentifier OPTIONAL,
-- If present, version must be v2or v3
subjectUniqueID [2] IMPLICIT UniqueIdentifier OPTIONAL,
-- If present, version must be v2or v3
extensions [3] EXPLICIT Extensions OPTIONAL
-- If present, version must be v3
}
Version ::= INTEGER {
v1(0), v2(1), v3(2)
}
CertificateSerialNumber ::= INTEGER
Validity ::= SEQUENCE {
notBefore CertificateValidityDate,
notAfter CertificateValidityDate
}
CertificateValidityDate ::= CHOICE {
utcTime UTCTime,
generalTime GeneralizedTime
}
UniqueIdentifier ::= BIT STRING
SubjectPublicKeyInfo ::= SEQUENCE {
algorithm AlgorithmIdentifier,
subjectPublicKey BIT STRING
}
Extensions ::= SEQUENCE OF Extension
Extension ::= SEQUENCE {
extnID OBJECT IDENTIFIER,
critical BOOLEAN DEFAULT FALSE,
extnValue OCTET STRING
}

解析X509证书

从磁盘上的证书文件中读取证书数据
```
unsigned char* pbX509Data; // 证书数据
unsigned long ulX509DataLen; // 证书数据长度
```

获取CertContext

PCCERT_CONTEXT pCertContext = CertCreateCertificateContext(X509_ASN_ENCODING, pbX509Data, ulX509DataLen);

获取证书信息

pCertContext->pCertInfo->dwVersion; // 证书版本号
CRYPT_INTEGER_BLOB snBlob = pCertContext->pCertInfo->SerialNumber; // 证书SN
CERT_NAME_BLOB issuerBlob = pCertContext->pCertInfo->Issuer; // 证书颁发者
CERT_NAME_BLOB subjectBlob = pCertContext->pCertInfo->Subject; // 证书主题
// 证书有效起始日期
SYSTEMTIME sysTime;
memset(&sysTime, 0, sizeof(sysTime));
FileTimeToSystemTime(&pCertContext->pCertInfo->NotBefore, &sysTime);
char szTime[128] = {0};
sprintf_s(szTime, 128, "%d年%d月%d日 %d:%d:%d", sysTime.wYear, sysTime.wMonth, sysTime.wDay, sysTime.wHour, sysTime.wMinute, sysTime.wSecond);
// 证书有效终止日期
memset(&sysTime, 0, sizeof(sysTime));
FileTimeToSystemTime(&pCertContext->pCertInfo->NotAfter, &sysTime);
memset(szTime, 0, sizeof(szTime));
sprintf_s(szTime, 128, "%d年%d月%d日 %d:%d:%d", sysTime.wYear, sysTime.wMonth, sysTime.wDay, sysTime.wHour, sysTime.wMinute, sysTime.wSecond);

创建临时密钥容器

HCRYPTPROV hTmpProv = NULL;
CryptAcquireContext(&hTmpProv, "My_Temporary_Container", NULL, PROV_RSA_AES, 0); // NULL表示使用系统默认CSP

向容器中导入公钥，获取公钥句柄

HCRYPTKEY hKey = NULL;
CERT_PUBLIC_KEY_INFO certPubKeyInfo = pCertContext->pCertInfo->SubjectPublicKeyInfo;
CryptImportPublic KeyInfo(hTmpProv, X509_ASN_ENCODING|PKCS_7_ASN_ENCODING, &certPubKeyInfo, &hKey);

导出公钥（最好采用二次调用方式）

unsigned char* pBuf = NULL;
unsigned long ulBufLen = 0;
CryptExportKey(hKey, 0, PUBLICKEYBLOB, 0, pBuf, &ulBufLen);
pBuf = new unsigned char[ulBufLen];
memset(pBuf, 0, ulBufLen);
CryptExportKey(hKey, 0, PUBLICKEYBLOB, 0, pBuf, &ulBufLen);

获取公钥信息

unsigned char* p = pBuf + sizeof(PUBLICKEYSTRUC);
(*(RSAPUBKEY*)p).bitlen; // 公钥模长（以bit为单位）
(*(RSAPUBKEY*)p).pubexp; // 公钥的e（注意字节顺序）
p += sizeof(RSAPUBKEY); // 公钥的n（注意字节顺序）

清理

delete[] pBuf;
pBuf = NULL;
CryptDestroyKey(hKey);
CryptReleaseContext(hTmpProv, 0);
CertFreeCertificateContext(pCertContext);

ASN.1与数字证书

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