使用OpenSSL做RSA签名验证 支付宝移动快捷支付 的服务器异步通知

由于业务需要，我们需要使用支付宝移动快捷支付做收款。支付宝给了我们《移动快捷支付应用集成接入包支付接口》见支付宝包《WS_SECURE_PAY_SDK》。

支付宝给的服务器demo只有Java、C#、PHP三种，而我们服务器端使用的是C++。这其中就涉及到接收支付宝的服务器异步通知。为了确保接收到的服务器异步通知来至支付宝，我们就必须验证支付宝的签名。坑爹的是，原来PC端使用MD5做签名，估计支付宝考虑到移动端的风险更高，于是改用RSA做移动快捷支付应用的签名。这无疑增加了我们迁移到移动端的开发成本。

支付宝文档中说明是使用openssl，我们这边就决定使用openssl做rsa签名验证。

由于第一次使用openssl做RSA验证签名，我们碰到了各种坑，为了避免其他项目也碰到类似问题，分享如下：

首先要说明的是RSA签名和签名验证的过程。

RSA签名的过程（支付宝操作）如下：对需要签名的字符串按key的字母升序排序，使用=和&连接，形成一个签名字符串。对该字符串做摘要（可以使用MD5或者SHA1，支付宝使用的是SHA1），然后对摘要字符串（即接口中的hash参数）使用支付宝私钥做RSA加密，获得加密字符串，即为签名字符串（放在sign中），设置sign_type=RSA。这样，就完成了发送字符串的签名。

RSA签名验证的过程（我们第三方企业操作）如下：接收到发送过来的字符串（如果字符串没有做url decode解码，需要做url decode解码），拆分为key、value对，按照支付宝的文档，根据key的字母升序排序，使用=和&链接，获得被签名字符串。被签名字符串做SHA1摘要算法，获得SHA1摘要字符串。如果sign_type=RSA，先将sign字段做base64解码，然后使用支付宝公钥做RSA解密，得到SHA1摘要字符串。比较两个SHA1摘要字符串，如果SHA1摘要字符串一致，则签名验证成功。

特别说明的是：支付宝的公钥字符串为以-----BEGIN PUBLIC KEY-----\n开始，以\n-----END PUBLIC KEY-----\n结束，中间的字符串需要每64个字符换行一次，即为：

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1. -----BEGIN PUBLIC KEY-----  
2. MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCnxj/9qwVfgoUh/y2W89L6BkRA  
3. FljhNhgPdyPuBV64bfQNN1PjbCzkIM6qRdKBoLPXmKKMiFYnkd6rAoprih3/PrQE  
4. B/VsW8OoM8fxn67UDYuyBTqA23MML9q1+ilIZwBC2AQ2UBVOrFXfFl75p6/B5Ksi  
5. NG9zpgmLCUYuLkxpLQIDAQAB  
6. -----END PUBLIC KEY-----  

理论说完了，再解释一下使用的函数吧。

验证签名函数为：int verifyAlipayNotify(const std::string& recvString, const std::string& alipayPublicKey);

recvString为接收的字符串，未做urldecode。

alipayPublicKey为本地内存中存储的支付宝公钥，已经保证包含特殊说明的条件。

使用的openssl函数如下：

int RSA_verify(int type, const unsigned char *m, unsigned int m_length,
    const unsigned char *sigbuf, unsigned int siglen, RSA *rsa);

type 使用何种摘要算法，这里由于使用的是SHA1算法，填写NID_sha1

m 摘要字符串

m_length 摘要字符串长度

sigbuf 支付宝返回的签名，已经做了base64解码

siglen 支付宝返回的签名长度，这里应该为128

rsa openssl的RSA密钥结构体，这里由支付宝公钥转化而来的

返回值：负数为执行错误，0为签名验证失败（估计是有黑客攻击你），1为签名验证成功

verifyAlipayNotify代码如下：

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1. #include <openssl/rsa.h>  
2. #include <openssl/sha.h>  
3. #include <openssl/md5.h>  
4. #include <openssl/rand.h>  
5. #include <openssl/objects.h>  
6. #include <openssl/pem.h>  
7. #include <openssl/bio.h>  
8.   
9. #include <string>  
10. #include <map>  
11.   
12. #include "urlcodec.h"  
13. #include "base64.h"  
14.   
15. struct ltstr  
16. {  
17.     bool operator()(std::string s1, std::string s2) const{return (s1.compare(s2) < 0);}  
18. };  
19.   
20. int verifyString(const std::string& signString, const std::string& sign, const std::string& alipayPublicKey)  
21. {  
22.     //获得支付宝的签名字节串  
23.     char szSign[128];  
24.     unsigned long szSignLen = 128;  
25.     bool decodeResult = CBase64::Decode(sign, (unsigned char*)szSign, &szSignLen);//CBase::Decode是Base64解码函数，您可以在网上随便下载一个  
26.     if(!decodeResult)  
27.     {  
28.         return -1;  
29.     }  
30.   
31.     //获得SHA1摘要字符串  
32.     unsigned char sha1Origin[20];  
33.     SHA1((unsigned char*)signString.c_str(), signString.size(), sha1Origin);  
34.   
35.     //由支付宝公钥内存字符串转化为openssl的RSA结构  
36.     BIO* memBIO = NULL;  
37.     memBIO = BIO_new(BIO_s_mem());  
38.     int bioWriteLen = BIO_write(memBIO, alipayPublicKey.c_str(), alipayPublicKey.length());  
39.     RSA* rsa = PEM_read_bio_RSA_PUBKEY(memBIO, NULL, NULL, NULL);  
40.     if(NULL == rsa)  
41.     {  
42.         return -2;  
43.     }  
44.     //签名验证  
45.     int verifyResult = RSA_verify(NID_sha1, sha1Origin, SHA_DIGEST_LENGTH, (unsigned char*)szSign, szSignLen, rsa);  
46.     return verifyResult;  
47. }  
48.   
49. int verifyAlipayNotify(const std::string& alipayNotifyData, const std::string& alipayPublicKey)  
50. {  
51.     std::string strAlipayNotifyData = alipayNotifyData;  
52.     std::string sign;  
53.     std::map<std::string, std::string, ltstr> omap;  
54.     std::string::size_type pos = strAlipayNotifyData.find("&");  
55.     while(std::string::npos != pos)  
56.     {  
57.         std::string one = strAlipayNotifyData.substr(0, pos);  
58.         std::string::size_type subpos = one.find("=");  
59.         if(std::string::npos != subpos)  
60.         {  
61.             std::string key = one.substr(0, subpos);  
62.             if("sign_type" != key && "sign" != key)  
63.             {  
64.                 std::string value = one.substr(subpos+1);  
65.                 std::string newValue = UrlDecode(value);//UrlDecode是URL解码函数，您可以在网上随便下载一个  
66.                 omap.insert(std::make_pair(key, newValue));  
67.             }  
68.             else if("sign" == key)  
69.             {  
70.                 sign = UrlDecode(one.substr(subpos+1));  
71.             }  
72.         }  
73.   
74.         strAlipayNotifyData = strAlipayNotifyData.substr(pos + 1);  
75.         pos = strAlipayNotifyData.find("&");  
76.     }  
77.     std::string::size_type subpos = strAlipayNotifyData.find("=");  
78.     if(std::string::npos != subpos)  
79.     {  
80.         std::string key = strAlipayNotifyData.substr(0, subpos);  
81.         if("sign_type" != key && "sign" != key)  
82.         {  
83.             std::string value = strAlipayNotifyData.substr(subpos+1);  
84.             std::string newValue = UrlDecode(value);  
85.             omap.insert(std::make_pair(key, newValue));  
86.         }  
87.         else if("sign" == key)  
88.         {  
89.             sign = UrlDecode(strAlipayNotifyData.substr(subpos+1));  
90.         }  
91.     }  
92.   
93.     //获得支付宝被签名字符串  
94.     std::string signString = "";  
95.     std::map<std::string, std::string, ltstr>::iterator itr = omap.begin();  
96.     for(; itr != omap.end(); ++itr)  
97.     {  
98.         signString += itr->first;  
99.         signString += "=";  
100.         signString += itr->second;  
101.         signString += "&";  
102.     }  
103.     if(!signString.empty())  
104.     {  
105.         signString.erase(signString.length() - 1);  
106.     }  
107.   
108.     return verifyString(signString, sign, alipayPublicKey);  
109. }  

有时候，你本地存储的公钥是没有包含头尾的，如

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1. MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCnxj/9qwVfgoUh/y2W89L6BkRAFljhNhgPdyPuBV64bfQNN1PjbCzkIM6qRdKBoLPXmKKMiFYnkd6rAoprih3/PrQEB/VsW8OoM8fxn67UDYuyBTqA23MML9q1+ilIZwBC2AQ2UBVOrFXfFl75p6/B5KsiNG9zpgmLCUYuLkxpLQIDAQAB  

为此，提供一个函数支持转化为完整公钥的函数：

[cpp]  view plain  copy

 

1. std::string completeAlipayPublicKey(std::string strPublicKey)  
2. {  
3.     int nPublicKeyLen = strPublicKey.size();      //strPublicKey为base64编码的公钥字符串  
4.     for(int i = 64; i < nPublicKeyLen; i+=64)  
5.     {  
6.         if(strPublicKey[i] != '\n')  
7.         {  
8.             strPublicKey.insert(i, "\n");  
9.         }  
10.         i++;  
11.     }  
12.     strPublicKey.insert(0, "-----BEGIN PUBLIC KEY-----\n");  
13.     strPublicKey.append("\n-----END PUBLIC KEY-----\n");  
14.     return strPublicKey;  
15. }  

最后，测试代码如下：

[cpp]  view plain  copy

 

1. int main(int argc, char **argv)  
2. {  
3.   
4.     std::string strPublicKey = "**********";  
5.     std::string strAlipayData = "**********";  
6.     std::string strCompletePublicKey = completeAlipayPublicKey(strPublicKey);  
7.     int result = verifyAlipayNotify(strAlipayData, strCompletePublicKey);  
8.     if(1 == result)  
9.     {  
10.         printf("verify sign ok!\n");  
11.     }  
12.     else if(0 == result)  
13.     {  
14.         printf("mock alipay notify data");  
15.     }  
16.     else  
17.     {  
18.         printf("error\n");  
19.     }  
20.     return 0;  
21. }