Поделиться через


Подписывание данных с помощью CNG

Подписывание данных не защищает данные. Он проверяет только целостность данных. Отправитель хэширует данные и подписывает (шифрует) хэш с помощью закрытого ключа. Предполагаемый получатель выполняет проверку путем создания хэша полученных данных, расшифровки подписи для получения исходного хэша и сравнения двух хэшей.

Когда данные подписаны, отправитель создает хэш-значение и подписывает (шифрует) хэш с помощью закрытого ключа. Затем эта подпись присоединяется к данным и отправляется в сообщении получателю. Хэширование алгоритма, который использовался для создания подписи, должен быть заранее известен получателем или определен в сообщении. Как это сделать, до протокола сообщения.

Чтобы проверить подпись, получатель извлекает данные и подпись из сообщения. Затем получатель создает другое хэш-значение из данных, расшифровывает подписанный хэш с помощью открытого ключа отправителя и сравнивает два хэш-значения. Если значения идентичны, то подпись была проверена, и предполагается, что данные не будут удалены.

Создание подписи с помощью CNG

  1. Создайте хэш-значение для данных с помощью функций хэширования CNG. Дополнительные сведения о создании хэша см. в статье "Создание хэша с помощью CNG".
  2. Создайте асимметричный ключ для подписи хэша. Вы можете создать постоянный ключ с помощью клавиши CNG служба хранилища Functions или эфемерного ключа с помощью криптографических функций шифрования CNG.
  3. Используйте функцию NCryptSignHash или BCryptSignHash для подписывания (шифрования) хэш-значения. Эта функция подписывает хэш-значение с помощью асимметричного ключа.
  4. Объедините данные и подпись в сообщение, которое может быть отправлено целевому получателю.

Проверка подписи с помощью CNG

  1. Извлеките данные и подпись из сообщения.
  2. Создайте хэш-значение для данных с помощью функций хэширования CNG. Используемый алгоритм хэширования должен быть тем же алгоритмом, который использовался для подписи хэша.
  3. Получите общедоступную часть асимметричной пары ключей, которая использовалась для подписи хэша. Как получить этот ключ, зависит от того, как был создан и сохранен ключ. Если ключ был создан или загружен с помощью клавиши CNG служба хранилища Functions, вы будете использовать функцию NCryptOpenKey для загрузки сохраненного ключа. Если ключ является временным ключом, он должен был бы быть сохранен в ключевом BLOB-объекте. Необходимо передать этот ключ BLOB в функцию BCryptImportKeyPair или NCryptImportKeyKey.
  4. Передайте новое хэш-значение, подпись и дескриптор ключа в функцию NCryptVerifySignature или функцию BCryptVerifySignature. Эти функции выполняют проверку с помощью открытого ключа для расшифровки подписи и сравнения расшифрованного хэша с хэшом, вычисляемого на шаге 2. Функция BCryptVerifySignature возвращает STATUS_SUCCESS, если подпись соответствует хэшу или STATUS_INVALID_SIGNATURE, если подпись не соответствует хэшу. Функция NCryptVerifySignature возвращает STATUS_SUCCESS, если подпись соответствует хэшу или NTE_BAD_SIGNATURE, если подпись не соответствует хэшу.

Пример подписывания и проверки данных

В следующем примере показано, как использовать криптографические примитивные API для подписывания данных с сохраненным ключом и проверки подписи с помощью эфемерного ключа.

// THIS CODE AND INFORMATION IS PROVIDED "AS IS" WITHOUT WARRANTY OF
// ANY KIND, EITHER EXPRESSED OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO
// THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND/OR FITNESS FOR A
// PARTICULAR PURPOSE.
//
// Copyright (C) Microsoft. All rights reserved.
/*++

Abstract:

    Sample program for ECDSA 256 signing using CNG

    Example for use of BCrypt/NCrypt API

    Persisted key for signing and ephemeral key for verification

--*/

#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <bcrypt.h>
#include <ncrypt.h>


#define NT_SUCCESS(Status)          (((NTSTATUS)(Status)) >= 0)

#define STATUS_UNSUCCESSFUL         ((NTSTATUS)0xC0000001L)


static const  BYTE rgbMsg[] =
{
    0x04, 0x87, 0xec, 0x66, 0xa8, 0xbf, 0x17, 0xa6,
    0xe3, 0x62, 0x6f, 0x1a, 0x55, 0xe2, 0xaf, 0x5e,
    0xbc, 0x54, 0xa4, 0xdc, 0x68, 0x19, 0x3e, 0x94,
};

void __cdecl wmain(
                   int                      argc,
                   __in_ecount(argc) LPWSTR *wargv)
{
    NCRYPT_PROV_HANDLE      hProv           = NULL;
    NCRYPT_KEY_HANDLE       hKey            = NULL;
    BCRYPT_KEY_HANDLE       hTmpKey         = NULL;
    SECURITY_STATUS         secStatus       = ERROR_SUCCESS;
    BCRYPT_ALG_HANDLE       hHashAlg        = NULL,
                            hSignAlg        = NULL;
    BCRYPT_HASH_HANDLE      hHash           = NULL;
    NTSTATUS                status          = STATUS_UNSUCCESSFUL;
    DWORD                   cbData          = 0,
                            cbHash          = 0,
                            cbBlob          = 0,
                            cbSignature     = 0,
                            cbHashObject    = 0;
    PBYTE                   pbHashObject    = NULL;
    PBYTE                   pbHash          = NULL,
                            pbBlob          = NULL,
                            pbSignature     = NULL;

    UNREFERENCED_PARAMETER(argc);
    UNREFERENCED_PARAMETER(wargv);

    //open an algorithm handle
    if(!NT_SUCCESS(status = BCryptOpenAlgorithmProvider(
                                                &hHashAlg,
                                                BCRYPT_SHA1_ALGORITHM,
                                                NULL,
                                                0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by BCryptOpenAlgorithmProvider\n", status);
        goto Cleanup;
    }

    if(!NT_SUCCESS(status = BCryptOpenAlgorithmProvider(
                                                &hSignAlg,
                                                BCRYPT_ECDSA_P256_ALGORITHM,
                                                NULL,
                                                0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by BCryptOpenAlgorithmProvider\n", status);
        goto Cleanup;
    }

    //calculate the size of the buffer to hold the hash object
    if(!NT_SUCCESS(status = BCryptGetProperty(
                                        hHashAlg,
                                        BCRYPT_OBJECT_LENGTH,
                                        (PBYTE)&cbHashObject,
                                        sizeof(DWORD),
                                        &cbData,
                                        0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by BCryptGetProperty\n", status);
        goto Cleanup;
    }

    //allocate the hash object on the heap
    pbHashObject = (PBYTE)HeapAlloc (GetProcessHeap (), 0, cbHashObject);
    if(NULL == pbHashObject)
    {
        wprintf(L"**** memory allocation failed\n");
        goto Cleanup;
    }

   //calculate the length of the hash
    if(!NT_SUCCESS(status = BCryptGetProperty(
                                        hHashAlg,
                                        BCRYPT_HASH_LENGTH,
                                        (PBYTE)&cbHash,
                                        sizeof(DWORD),
                                        &cbData,
                                        0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by BCryptGetProperty\n", status);
        goto Cleanup;
    }

    //allocate the hash buffer on the heap
    pbHash = (PBYTE)HeapAlloc (GetProcessHeap (), 0, cbHash);
    if(NULL == pbHash)
    {
        wprintf(L"**** memory allocation failed\n");
        goto Cleanup;
    }

    //create a hash
    if(!NT_SUCCESS(status = BCryptCreateHash(
                                        hHashAlg,
                                        &hHash,
                                        pbHashObject,
                                        cbHashObject,
                                        NULL,
                                        0,
                                        0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by BCryptCreateHash\n", status);
        goto Cleanup;
    }


    //hash some data
    if(!NT_SUCCESS(status = BCryptHashData(
                                        hHash,
                                        (PBYTE)rgbMsg,
                                        sizeof(rgbMsg),
                                        0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by BCryptHashData\n", status);
        goto Cleanup;
    }

    //close the hash
    if(!NT_SUCCESS(status = BCryptFinishHash(
                                        hHash,
                                        pbHash,
                                        cbHash,
                                        0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by BCryptFinishHash\n", status);
        goto Cleanup;
    }

    //open handle to KSP
    if(FAILED(secStatus = NCryptOpenStorageProvider(
                                                &hProv,
                                                MS_KEY_STORAGE_PROVIDER,
                                                0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by NCryptOpenStorageProvider\n", secStatus);
        goto Cleanup;
    }

    //create a persisted key
    if(FAILED(secStatus = NCryptCreatePersistedKey(
                                                hProv,
                                                &hKey,
                                                NCRYPT_ECDSA_P256_ALGORITHM,
                                                L"my ecc key",
                                                0,
                                                0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by NCryptCreatePersistedKey\n", secStatus);
        goto Cleanup;
    }

    //create key on disk
    if(FAILED(secStatus = NCryptFinalizeKey(hKey, 0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by NCryptFinalizeKey\n", secStatus);
        goto Cleanup;
    }

    //sign the hash
    if(FAILED(secStatus = NCryptSignHash(
                                    hKey,
                                    NULL,
                                    pbHash,
                                    cbHash,
                                    NULL,
                                    0,
                                    &cbSignature,
                                    0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by NCryptSignHash\n", secStatus);
        goto Cleanup;
    }


    //allocate the signature buffer
    pbSignature = (PBYTE)HeapAlloc (GetProcessHeap (), 0, cbSignature);
    if(NULL == pbSignature)
    {
        wprintf(L"**** memory allocation failed\n");
        goto Cleanup;
    }

    if(FAILED(secStatus = NCryptSignHash(
                                    hKey,
                                    NULL,
                                    pbHash,
                                    cbHash,
                                    pbSignature,
                                    cbSignature,
                                    &cbSignature,
                                    0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by NCryptSignHash\n", secStatus);
        goto Cleanup;
    }

    if(FAILED(secStatus = NCryptExportKey(
                                        hKey,
                                        NULL,
                                        BCRYPT_ECCPUBLIC_BLOB,
                                        NULL,
                                        NULL,
                                        0,
                                        &cbBlob,
                                        0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by NCryptExportKey\n", secStatus);
        goto Cleanup;
    }

    pbBlob = (PBYTE)HeapAlloc (GetProcessHeap (), 0, cbBlob);
    if(NULL == pbBlob)
    {
        wprintf(L"**** memory allocation failed\n");
        goto Cleanup;
    }

    if(FAILED(secStatus = NCryptExportKey(
                                        hKey,
                                        NULL,
                                        BCRYPT_ECCPUBLIC_BLOB,
                                        NULL,
                                        pbBlob,
                                        cbBlob,
                                        &cbBlob,
                                        0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by NCryptExportKey\n", secStatus);
        goto Cleanup;
    }

    if(!NT_SUCCESS(status = BCryptImportKeyPair(
                                            hSignAlg,
                                            NULL,
                                            BCRYPT_ECCPUBLIC_BLOB,
                                            &hTmpKey,
                                            pbBlob,
                                            cbBlob,
                                            0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by BCryptImportKeyPair\n", status);
        goto Cleanup;
    }

    if(!NT_SUCCESS(status = BCryptVerifySignature(
                                            hTmpKey,
                                            NULL,
                                            pbHash,
                                            cbHash,
                                            pbSignature,
                                            cbSignature,
                                            0)))
    {
        wprintf(L"**** Error 0x%x returned by BCryptVerifySignature\n", status);
        goto Cleanup;
    }

    wprintf(L"Success!\n");

Cleanup:

    if(hHashAlg)
    {
        BCryptCloseAlgorithmProvider(hHashAlg,0);
    }

    if(hSignAlg)
    {
        BCryptCloseAlgorithmProvider(hSignAlg,0);
    }

    if (hHash)
    {
        BCryptDestroyHash(hHash);
    }

    if(pbHashObject)
    {
        HeapFree(GetProcessHeap(), 0, pbHashObject);
    }

    if(pbHash)
    {
        HeapFree(GetProcessHeap(), 0, pbHash);
    }

    if(pbSignature)
    {
        HeapFree(GetProcessHeap(), 0, pbSignature);
    }

    if(pbBlob)
    {
        HeapFree(GetProcessHeap(), 0, pbBlob);
    }

    if (hTmpKey)
    {
        BCryptDestroyKey(hTmpKey);
    }

    if (hKey)
    {
        NCryptDeleteKey(hKey, 0);
    }

    if (hProv)
    {
        NCryptFreeObject(hProv);
    }
}