使用pkcs#11 api对sha256哈希进行RSA签名？

Question

使用pkcs#11 api对sha256哈希进行RSA签名？

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我目前正在使用pyPkcs11来签署文件。以下调用适用于使用RSA和sha256签署普通文件：

session.sign(privKey, toSign, Mechanism(CKM_SHA256_RSA_PKCS, None)

但是我的一些文件已经被哈希(sha256)了，签名需要给出与此openSSL命令给出的相同输出:

openssl pkeyutl -sign -pkeyopt digest:sha256 -in <inFilePath> -inkey <keyPath> -out <outFilePath>

我尝试了以下调用，但在签名之前没有生成文件的哈希值。

session.sign(privKey, toSign, Mechanism(CKM_RSA_PKCS, None)

但结果并不是我所期望的，根据这篇帖子的第一个答案《PKCS#11中的CKM_RSA_PKCS与CKM_RSA_X_509机制》，

而CKM_RSA_PKCS则执行PKCS#1标准中定义的填充。该填充在EMSA-PKCS1-v1_5的第3、4和5步中定义。这意味着该机制只能接受比模数小11个字节的消息。要创建有效的RSASSA-PKCS1-v1_5签名，您需要自行执行EMSA-PKCS1-v1_5的第1和2步。

经过一些研究，我的文件似乎包含了由RFC 3447描述的签名的第一步，因此缺少的部分是第二步，即生成ASN.1值。 我可以强制使用pkcs11进行此操作吗？如何操作？ PKCS#11文档似乎没有包含任何相关信息。

- Charles-Edouard Lecat

3个回答

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很抱歉，没有PKCS#11函数可以实现您想要的功能。

我所知道的唯一解决方案是，手动将PKCS#1 v1.5填充应用于您的哈希值，然后使用CKM_RSA_X_509（原始或教科书式RSA）机制对块进行签名。

- mat

谢谢，我担心这将是唯一的解决方案。 - Charles-Edouard Lecat

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与其发出命令，

openssl pkeyutl -sign -pkeyopt digest:sha256 -in <inFilePath> -inkey <keyPath> -out <outFilePath>

尝试

 openssl dgst --sha256 -sign <keyPath> -sha256 -out <signature file> <inFilePath>

这将生成256字节的签名，可能与通过Pkcs11 C_Sign生成的签名相同

- Kaoru Morikawa

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可以查看英文原文，
原文链接

- fgrieu · Accepted Answer

我看到有两种方法可以做到这一点；适当的方法取决于标记（并非所有标记/包装器都具备所有机制）。

如在这个其他答案中所解释的，您可以将从中开始的32字节SHA-256转换为完整的填充消息表示。基本上，根据PKCS#1 for RSASSA-PKCS1-v1_5中对EMSA-PKCS1-v1_5的引用所解释的，如果RSA密钥是k个字节（我假设_k_≥51+11=62个字节，即至少8⋅62-7=489位的公共模数，这是必要的安全性），您应该：

在左侧附加19个字节的字符串

返回翻译文本：

30 31 30 0d 06 09 60 86 48 01 65 03 04 02 01 05 00 04 20

生成一个51个八位字节的字符串，实际上是哈希类型和值的ASN.1 DER编码

DigestInfo ::= SEQUENCE {
digestAlgorithm DigestAlgorithm,
digest OCTET STRING
}

2. 在左侧进一步添加k-51个八位字节的字符串（其中k-51-3个为FF）

00 01 FF FF FF FF..FF FF FF FF 00

生成一个k个八位字节的字符串 3. 使用机制CKM_RSA_X_509进行签名（长度为k个八位字节）。

或者，作为替代：按照[1.]的方式执行；跳过[2.]；并在[3.]中使用机制CKM_RSA_PKCS（长度为51个八位字节）。

免责声明：我没有检查过，最近也没有使用PKCS#11设备。

注意：虽然对于正确实现的PKCS#1 v1.5签名填充没有已知攻击，但其使用正逐渐受到贬低；例如法国当局建议。

引用： RecomSignAsym-1. 建议使用具有安全证明的非对称签名机制。

或者，用英文表达： It is recommended to use asymmetric signature mechanisms featuring a security proof.

他们提到了RSA-SSA-PSS（错误）。作为额外奖励，该机制的PKCS#11实现是CKM_RSA_PKCS_PSS，它接受哈希而不是要签名的数据，所以所需的操作很简单。