上次一文精通数字证书的签名算法讨论了证书签名算法，公钥类型和证书链等。这时脑后有反骨的朋友可能会说，“既然知道结构，又知道字段的生成算法，可不可以把我的名字写到签名值上呢？或者嵌入我自己发明的公钥算法？”。本文对这些问题逐一进行解答
目录
- 修改证书的公钥
- 示例操作：生成x25519类型的数字证书
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修改证书的签名
- 示例操作：把证书的签名值清零
一、修改证书的公钥
from cryptography.hazmat.primitives import serialization, hashesfrom cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import ec, x25519from cryptography.x509 import (Certificate, NameOID, Name, SubjectAlternativeName,BasicConstraints, KeyUsage, ExtendedKeyUsage,CertificateSigningRequestBuilder,random_serial_number,load_pem_x509_certificate,CertificateBuilder,ObjectIdentifier,NameAttribute)from cryptography.x509.oid import ExtensionOIDfrom datetime import datetime, timedeltafrom cryptography.hazmat.backends import default_backend# 生成临时 X25519 密钥对temp_server_x_private_key = x25519.X25519PrivateKey.generate()temp_server_x_public_key = temp_server_x_private_key.public_key()temp_server_x_public_bytes = temp_server_x_public_key.public_bytes_raw()# ========= 签发证书 =========# 加载中间 CA 私钥和证书with open("intermediate_2_ec_private.key", "rb") as f:ca_private_key = serialization.load_pem_private_key(f.read(), password=None)with open("intermediate_2_ec_cert.pem", "rb") as f:ca_cert =load_pem_x509_certificate(f.read())# 构建 X.509 证书模板cert_builder = (CertificateBuilder().subject_name(Name([NameAttribute(NameOID.COMMON_NAME, u"My X25519 Server") # 设置主题])).issuer_name(ca_cert.subject) # 颁发者为 CA 的主题.public_key(temp_server_x_public_key) # 自定义数据 TODO。现在是Public Key Algorithm: id-ecPublicKey.serial_number(random_serial_number()).not_valid_before(datetime.utcnow()).not_valid_after(datetime.utcnow() + timedelta(days=90)).add_extension(BasicConstraints(ca=False, path_length=None),critical=True).add_extension(KeyUsage(digital_signature=False,key_encipherment=False,key_agreement=True, # X25519 密钥协商content_commitment=False,data_encipherment=False,key_cert_sign=False,crl_sign=False,encipher_only=False,decipher_only=False),critical=True).add_extension(ExtendedKeyUsage([ObjectIdentifier("1.3.101.110")]),critical=False))# 使用中间 CA 签发证书certificate = cert_builder.sign(private_key=ca_private_key,algorithm=hashes.SHA256(),)certificate = cert_builder.sign(private_key=ca_private_key,algorithm=hashes.SHA3_512(), # 可以使用 SHA224,SHA384,SHA3_224,SHA3_256,SHA3_384,SHA3_512backend=default_backend())# 序列化证书cert_pem = certificate.public_bytes(serialization.Encoding.PEM)with open("x25519_SHA3_512_tmp_certificate.pem", "wb") as pem_file:pem_file.write(cert_pem)
该证书使用了x25519作为公钥，使用SHA3-512作为签名的hash算法，低版本的openssl可能不支持验签，需要提高openssl版本或编程验签，否则会报下面的算法不支持异常。
error 7 at 0 depth lookup: certificate signature failureerror transaction_4_SHA3_512_tmp_certificate.pem: verification failed139976144574272:error:0D0C50C7:asn1 encoding routines:ASN1_item_verify:unknown signature algorithm:crypto/asn1/a_verify.c:114
工程中可能的用处
首先这个证书的特点如下。
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x25519是专门为密钥交换设计的，即数据加密。
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x25519证书无法签发子证书，如果强制签发会因算法没有签名功能而报错。这也就意味着x25519证书一定位于证书链的终结点。
x25519证书比较适合一次性临时证书的分发。例如通信双方通信前先进行秘钥协商，客户端发送x25519临时公钥到服务端，客户端使用证书链对x25519公钥进行完整性保护，根CA证书在服务端预置。这个设计同时完成了x25519协商公钥传递、公钥完整性保护、客户端身份证明3步操作。另外由于x25519证书是程序即时生成的，还可以加入其他自定义信息例如一次性challenge token一起组成签名数据，提供防重放功能。更多应用场景欢迎讨论和自由发挥。
二、修改证书的签名
修改签名无法通过常规证书签发手段完成，只能通过C++调用openssl底层库，试过python和golang的证书库都无法调用低级openssl函数。这里演示一下如何将RSA类型证书的签名值全部清空。
voidhandle_openssl_error(){ERR_print_errors_fp(stderr);abort();}intmain(){//初始化 OpenSSLOPENSSL_init_crypto(OPENSSL_INIT_LOAD_CRYPTO_STRINGS, NULL);ERR_load_crypto_strings();//创建 RSA 密钥对EVP_PKEY_CTX* ctx = EVP_PKEY_CTX_new_id(EVP_PKEY_RSA, NULL);if (!ctx) handle_openssl_error();if (EVP_PKEY_keygen_init(ctx) <= 0) handle_openssl_error();if (EVP_PKEY_CTX_set_rsa_keygen_bits(ctx, 2048) <= 0) handle_openssl_error();EVP_PKEY* pkey = NULL;if (EVP_PKEY_keygen(ctx, &pkey) <= 0) handle_openssl_error();EVP_PKEY_CTX_free(ctx);//创建 X509 证书X509* x509 = X509_new();if (!x509) handle_openssl_error();//设置版本号 (v3)X509_set_version(x509, 2);//设置序列号ASN1_INTEGER_set(X509_get_serialNumber(x509), 123456789);//设置有效期：从现在开始 365 天X509_gmtime_adj(X509_get_notBefore(x509), 0);X509_gmtime_adj(X509_get_notAfter(x509), 31536000L); // 365 days//设置公钥if (!X509_set_pubkey(x509, pkey)) handle_openssl_error();//设置主题和颁发者（相同）X509_NAME* name = X509_get_subject_name(x509);X509_NAME_add_entry_by_txt(name, "CN", MBSTRING_ASC, (unsigned char*)"Test Cert", -1, -1, 0);X509_NAME_add_entry_by_txt(name, "O", MBSTRING_ASC, (unsigned char*)"MyOrg", -1, -1, 0);X509_set_issuer_name(x509, name);//使用 SHA-256 算法进行签名const EVP_MD* digest = EVP_sha256();//正常签名一次以生成签名字段if (!X509_sign(x509, pkey, digest)) handle_openssl_error();//获取签名长度const ASN1_BIT_STRING* signature;const X509_ALGOR* sig_alg;X509_get0_signature(&signature, &sig_alg, x509);int sig_len = signature->length;unsigned char* zero_sig = new unsigned char[sig_len];std::memset(zero_sig, 0, sig_len);//替换签名字段为全 0ASN1_BIT_STRING* mutable_sig = const_cast<ASN1_BIT_STRING*>(signature);ASN1_BIT_STRING_set(mutable_sig, zero_sig, sig_len);delete[] zero_sig;//输出 PEM 格式的证书BIO* bio = BIO_new(BIO_s_mem());PEM_write_bio_X509(bio, x509);BUF_MEM* mem;BIO_get_mem_ptr(bio, &mem);BIO_set_close(bio, BIO_NOCLOSE);BIO_free(bio);std::cout << "Generated certificate with zeroed signature:" << std::endl;std::cout.write((char*)mem->data, mem->length);std::cout << std::endl;//清理资源BUF_MEM_free(mem);X509_free(x509);EVP_PKEY_free(pkey);return 0;}
sudo apt install libssl-devg++ -o generate_ecc_cert generate_ecc_cert.cpp -lssl -lcrypto
微信逆向解密聊天记录[附详细步骤]
原文始发于微信公众号（青木生长）：如何把肯德基订餐电话写到证书的签名值和公钥数据里
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