openssl测试——sm3

Posted 2023-04-12 20201214罗云帆

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SM2国密证书合法性验证

通常我们遇到过的X509证书都是基于RSA-SHA1算法的，目前国家在大力推行国密算法，未来银行发行的IC卡也都是基于PBOC3.0支持国密算法的，因此我们来学习一下如何验证SM2国密证书的合法性。至于SM2与SM3的算法实现不在本文讨论范围之内，可以用openssl、BouncyCastle.Crypto.dll等第三方库来实现。

　　SM2国密证书与RSA证书一样，一般内容都是以BASE64格式编码的，以网上下载的一个自签名证书为例：

MIIB5jCCAZECAQAwVDELMAkGA1UEBhMCQ04xCzAJBgNVBAgTAmZnMQ0wCwYDVQQHEwRzZG

ZnMQwwCgYDVQQKEwM0NXkxDTALBgNVBAsTBGFlcnQxDDAKBgNVBAMTA2RmZzCCATQwge0G

CCqBHIFFAYItMIHgAgEBMCwGByqGSM49AQECIQCFQtaeTARPGOi5JDW/b/feRXKDkVxFUX1yLtuL

CPHfwzBEBCB4eWi0+jLD/SQXhC5zu/7/LzyEi2gx1+DsZSKLOTfkmAQgY+TG07I7DISc+EJBSEv+

SPYdWaWxa6BubhLR2ifFJJoEQQRCHevWG2LqtnRkNOvDzDFeMiILO63VC9xMTmwUf+3UPQaAUS

vLtCwH1HNJ0hU7cMTl1/38v6NuoahYQbnkbgmiAiEAhULWnkwETxjouSQ1v2/33Sl3IGMEhWKNWu

dO58MuebcCAQEDQgAEwze7gBfVcry8A7QigOQxFPvv3/HZpOCIZq+46+z+BUeuXTxYDl00i+eh23

0HmYP5pKWYZiZ9lR3bvcxFd17YKjAMBggqgRyBRQGDdQUAA0EAhneSdWonUMXL0Sk4vpzPtqZ

vUddbYo/Bb7o3a+Tek4+v/kp8q7hvA+2BubXpTSAE2AjE0qytc4THB++vmI75Lg==

 经过BASE64解码后是TLV格式，再解析得到如下表格：

TAG	名称								长度	值
30	未知标签								1E6
	30	未知标签							191
		02	未知标签						01	00
		30	未知标签						54
			31	未知标签					0B
				30	未知标签				09
					06	未知标签			03	55 04 06
					13	未知标签			02	43 4E
			31	未知标签					0B
				30	未知标签				09
					06	未知标签			03	55 04 08
					13	未知标签			02	66 67
			31	未知标签					0D
				30	未知标签				0B
					06	未知标签			03	55 04 07
					13	未知标签			04	73 64 66 67
			31	未知标签					0C
				30	未知标签				0A
					06	未知标签			03	55 04 0A
					13	未知标签			03	34 35 79
			31	未知标签					0D
				30	未知标签				0B
					06	未知标签			03	55 04 0B
					13	未知标签			04	61 65 72 74
			31	未知标签					0C
				30	未知标签				0A
					06	未知标签			03	55 04 03
					13	未知标签			03	64 66 67
		30	未知标签						134
			30	未知标签					ED
				06	未知标签				08	2A 81 1C 81 45 01 82 2D
				30	未知标签				E0
					02		未知标签		01	01
					30		未知标签		2C
							06	未知标签	07	2A 86 48 CE 3D 01 01
							02	未知标签	21	00 85 42 D6 9E 4C 04 4F 18 E8 B9 24 35 BF 6F F7 DE 45 72 83 91 5C 45 51 7D 72 2E DB 8B 08 F1 DF C3
					30		未知标签		44
							04	未知标签	20	78 79 68 B4 FA 32 C3 FD 24 17 84 2E 73 BB FE FF 2F 3C 84 8B 68 31 D7 E0 EC 65 22 8B 39 37 E4 98
							04	未知标签	20	63 E4 C6 D3 B2 3B 0C 84 9C F8 42 41 48 4B FE 48 F6 1D 59 A5 B1 6B A0 6E 6E 12 D1 DA 27 C5 24 9A
					04		未知标签		41	04 42 1D EB D6 1B 62 EA B6 74 64 34 EB C3 CC 31 5E 32 22 0B 3B AD D5 0B DC 4C 4E 6C 14 7F ED D4 3D 06 80 51 2B CB B4 2C 07 D4 73 49 D2 15 3B 70 C4 E5 D7 FD FC BF A3 6E A1 A8 58 41 B9 E4 6E 09 A2
					02		未知标签		21	00 85 42 D6 9E 4C 04 4F 18 E8 B9 24 35 BF 6F F7 DD 29 77 20 63 04 85 62 8D 5A E7 4E E7 C3 2E 79 B7
					02		未知标签		01	01
			03	未知标签					42	00 04 C3 37 BB 80 17 D5 72 BC BC 03 B4 22 80 E4 31 14 FB EF DF F1 D9 A4 E0 88 66 AF B8 EB EC FE 05 47 AE 5D 3C 58 0E 5D 34 8B E7 A1 DB 7D 07 99 83 F9 A4 A5 98 66 26 7D 95 1D DB BD CC 45 77 5E D8 2A 04表示SM2密钥 后面32字节表示公钥X 后面32字节表示公钥Y
	30	未知标签							0C
		06	未知标签						08	2A 81 1C 81 45 01 83 75
		05	未知标签						00
	03	未知标签							41	00 86 77 92 75 6A 27 50 C5 CB D1 29 38 BE 9C CF B6 A6 6F 51 D7 5B 62 8F C1 6F BA 37 6B E4 DE 93 8F AF FE 4A 7C AB B8 6F 03 ED 81 B9 B5 E9 4D 20 04 D8 08 C4 D2 AC AD 73 84 C7 07 EF AF 98 8E F9 2E 签名后的数据

 

从上面的表格中可以得到SM2公钥与签名后数据：

公钥X：C3 37 BB 80 17 D5 72 BC BC 03 B4 22 80 E4 31 14 FB EF DF F1 D9 A4 E0 88 66 AF B8 EB EC FE 05 47

公钥Y：AE 5D 3C 58 0E 5D 34 8B E7 A1 DB 7D 07 99 83 F9 A4 A5 98 66 26 7D 95 1D DB BD CC 45 77 5E D8 2A

签名后的数据：86 77 92 75 6A 27 50 C5 CB D1 29 38 BE 9C CF B6 A6 6F 51 D7 5B 62 8F C1 6F BA 37 6B E4 DE 93 8F AF FE 4A 7C AB B8 6F 03 ED 81 B9 B5 E9 4D 20 04 D8 08 C4 D2 AC AD 73 84 C7 07 EF AF 98 8E F9 2E

接下来取证书数据的第二层TAG的第一个TAG 30（即表格中斜体部分数据），对数据进行SM3计算后得到

HASH值：C8 72 D5 09 1D 2A 11 67 28 65 F5 C4 55 8E C2 3F A9 2F 53 BC E5 90 96 8D AC 91 20 9B 63 BD AD 34

用SM2公钥验签即可成功。

 

接下来用国密局的自签名SM2证书来示范，数据处理有所不同

MIICaDCCAgygAwIBAgIJAK8ocl2Y0zFDMAwGCCqBHM9VAYN1BQAwfTELMAkGA1UEBgwCY24xCz

AJBgNVBAgMAmJqMQswCQYDVQQHDAJiajEPMA0GA1UECgwGdG9wc2VjMQ8wDQYDVQQLDAZ0b

3BzZWMxETAPBgNVBAMMCFRvcHNlY0NBMR8wHQYJKoZIhvcNAQkBDBBiakB0b3BzZWMuY29tLm

NuMB4XDTEyMDYyNDA3NTQzOVoXDTMyMDYyMDA3NTQzOVowfTELMAkGA1UEBgwCY24xCzAJB

gNVBAgMAmJqMQswCQYDVQQHDAJiajEPMA0GA1UECgwGdG9wc2VjMQ8wDQYDVQQLDAZ0b3Bz

ZWMxETAPBgNVBAMMCFRvcHNlY0NBMR8wHQYJKoZIhvcNAQkBDBBiakB0b3BzZWMuY29tLmNuM

FkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoEcz1UBgi0DQgAE1pwvHuw7+2uVswwoCFx3sSXXepw5Ul2BkHaPN9ayB

bWJ3NMWu+fYmp3CGRfxd5nmmFMfXm4+EL0xNwslnD+Bw6NzMHEwDwYDVR0TAQH/BAUwAwEB

/zAdBgNVHQ4EFgQUjl2QNHhYuqrYcNi9+6aoXntWO2QwHwYDVR0jBBgwFoAUjl2QNHhYuqrYcNi9+

6aoXntWO2QwCwYDVR0PBAQDAgEGMBEGCWCGSAGG+EIBAQQEAwIAVzAMBggqgRzPVQGDdQU

AA0gAMEUCIQCGqTACsUVb7KXmi8E5pqJtyWpKj1Mm0vPokvH6ondQKwIgFH5vrHQjncD1e9avYQB

SF9fxplgZ/tdU9nxDgh2HnRU=

经过BASE64解码后再解析TLV格式，得到如下表格

TAG	名称									长度	值
30	未知标签									268
	30	未知标签								20C
		A0	未知标签							03
			02		未知标签					01	02
		02	未知标签							09	00 AF 28 72 5D 98 D3 31 43
		30	未知标签							0C
			06		未知标签					08	2A 81 1C CF 55 01 83 75
			05		未知标签					00
		30	未知标签							7D
			31		未知标签					0B
					30	未知标签				09
						06	未知标签			03	55 04 06
						0C	未知标签			02	63 6E
			31		未知标签					0B
					30	未知标签				09
						06	未知标签			03	55 04 08
						0C	未知标签			02	62 6A
			31		未知标签					0B
					30	未知标签				09
						06	未知标签			03	55 04 07
						0C	未知标签			02	62 6A
			31		未知标签					0F
					30	未知标签				0D
						06	未知标签			03	55 04 0A
						0C	未知标签			06	74 6F 70 73 65 63
			31		未知标签					0F
					30	未知标签				0D
						06	未知标签			03	55 04 0B
						0C	未知标签			06	74 6F 70 73 65 63
			31		未知标签					11
					30	未知标签				0F
						06	未知标签			03	55 04 03
						0C	未知标签			08	54 6F 70 73 65 63 43 41
			31		未知标签					1F
					30	未知标签				1D
						06	未知标签			09	2A 86 48 86 F7 0D 01 09 01
						0C	未知标签			10	62 6A 40 74 6F 70 73 65 63 2E 63 6F 6D 2E 63 6E
		30	未知标签							1E
			17		未知标签					0D	31 32 30 36 32 34 30 37 35 34 33 39 5A
			17		未知标签					0D	33 32 30 36 32 30 30 37 35 34 33 39 5A
		30	未知标签							7D
			31		未知标签					0B
					30	未知标签				09
						06	未知标签			03	55 04 06
						0C	未知标签			02	63 6E
			31		未知标签					0B
					30	未知标签				09
						06	未知标签			03	55 04 08
						0C	未知标签			02	62 6A
			31		未知标签					0B
					30	未知标签				09
						06	未知标签			03	55 04 07
						0C	未知标签			02	62 6A
			31		未知标签					0F
					30	未知标签				0D
						06	未知标签			03	55 04 0A
						0C	未知标签			06	74 6F 70 73 65 63
			31		未知标签					0F
					30	未知标签				0D
						06	未知标签			03	55 04 0B
						0C	未知标签			06	74 6F 70 73 65 63
			31		未知标签					11
					30	未知标签				0F
						06	未知标签			03	55 04 03
						0C	未知标签			08	54 6F 70 73 65 63 43 41
			31		未知标签					1F
					30	未知标签				1D
						06	未知标签			09	2A 86 48 86 F7 0D 01 09 01
						0C	未知标签			10	62 6A 40 74 6F 70 73 65 63 2E 63 6F 6D 2E 63 6E
		30	未知标签							59
			30		未知标签					13
					06	未知标签				07	2A 86 48 CE 3D 02 01
					06	未知标签				08	2A 81 1C CF 55 01 82 2D
			03		未知标签					42	00 04 D6 9C 2F 1E EC 3B FB 6B 95 B3 0C 28 08 5C 77 B1 25 D7 7A 9C 39 52 5D 81 90 76 8F 37 D6 B2 05 B5 89 DC D3 16 BB E7 D8 9A 9D C2 19 17 F1 77 99 E6 98 53 1F 5E 6E 3E 10 BD 31 37 0B 25 9C 3F 81 C3 04表示SM2密钥 后面32字节表示公钥X 后面32字节表示公钥Y
		A3	未知标签							73
			30		未知标签					71
					30	未知标签				0F
						06	未知标签			03	55 1D 13
						01	未知标签			01	FF
						04	未知标签			05
							30	未知标签		03
								01	未知标签	01	FF
					30	未知标签				1D
						06	未知标签			03	55 1D 0E
						04	未知标签			16
							04	未知标签		14	8E 5D 90 34 78 58 BA AA D8 70 D8 BD FB A6 A8 5E 7B 56 3B 64
					30	未知标签				1F
						06	未知标签			03	55 1D 23
						04	未知标签			18
							30	未知标签		16
								80	响应报文模板格式	14	8E 5D 90 34 78 58 BA AA D8 70 D8 BD FB A6 A8 5E 7B 56 3B 64
					30	未知标签				0B
						06	未知标签			03	55 1D 0F
						04	未知标签			04
							03	未知标签		02	01 06
					30	未知标签				11
						06	未知标签			09	60 86 48 01 86 F8 42 01 01
						04	未知标签			04
							03	未知标签		02	00 57
	30	未知标签								0C
		06	未知标签							08	2A 81 1C CF 55 01 83 75
		05		未知标签						00
	03	未知标签								48
		30	未知标签							45
			02		未知标签					21	00 86 A9 30 02 B1 45 5B EC A5 E6 8B C1 39 A6 A2 6D C9 6A 4A 8F 53 26 D2 F3 E8 92 F1 FA A2 77 50 2B 签名后的数据R
			02		未知标签					20	14 7E 6F AC 74 23 9D C0 F5 7B D6 AF 61 00 52 17 D7 F1 A6 58 19 FE D7 54 F6 7C 43 82 1D 87 9D 15 签名后的数据S

公钥X：D6 9C 2F 1E EC 3B FB 6B 95 B3 0C 28 08 5C 77 B1 25 D7 7A 9C 39 52 5D 81 90 76 8F 37 D6 B2 05 B5

公钥Y：89 DC D3 16 BB E7 D8 9A 9D C2 19 17 F1 77 99 E6 98 53 1F 5E 6E 3E 10 BD 31 37 0B 25 9C 3F 81 C3

签名后的数据：86 A9 30 02 B1 45 5B EC A5 E6 8B C1 39 A6 A2 6D C9 6A 4A 8F 53 26 D2 F3 E8 92 F1 FA A2 77 50 2B 14 7E 6F AC 74 23 9D C0 F5 7B D6 AF 61 00 52 17 D7 F1 A6 58 19 FE D7 54 F6 7C 43 82 1D 87 9D 15

取证书数据的第二层TAG的第一个TAG 30（即表格中斜体部分数据），得到数据M

注意：国密局的SM2证书验签时，需要对上面的数据进行数据填充（填充方式详见PBOC3.0规范第17部分）。

我猜测是这样的规则：如果签名后的数据不是TLV格式的，则直接进行SM3计算，否则就需要进行数据填充。

下面一步步对数据进行操作：

第一步，组建数据ZA并计算HASH值

00 80（用户ID的bit位长度）

31 32 33 34 35 36 37 38 31 32 33 34 35 36 37 38（用户ID）

FF FF FF FE FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF 00 00 00 00 FF FF FF FF FF FF FF FC （椭圆曲线公钥密码算法推荐曲线参数a）

28 E9 FA 9E 9D 9F 5E 34 4D 5A 9E 4B CF 65 09 A7 F3 97 89 F5 15 AB 8F 92 DD BC BD 41 4D 94 0E 93 （椭圆曲线公钥密码算法推荐曲线参数b）

32 C4 AE 2C 1F 19 81 19 5F 99 04 46 6A 39 C9 94 8F E3 0B BF F2 66 0B E1 71 5A 45

89 33 4C 74 C7 （椭圆曲线公钥密码算法推荐曲线参数Gx）

BC 37 36 A2 F4 F6 77 9C 59 BD CE E3 6B 69 21 53 D0 A9 87 7C C6 2A 47 40 02 DF 32 E5 21 39 F0 A0（椭圆曲线公钥密码算法推荐曲线参数Gy）

D6 9C 2F 1E EC 3B FB 6B 95 B3 0C 28 08 5C 77 B1 25 D7 7A 9C 39 52 5D 81 90 76 8F 37 D6 B2 05 B5（公钥X）

89 DC D3 16 BB E7 D8 9A 9D C2 19 17 F1 77 99 E6 98 53 1F 5E 6E 3E 10 BD 31 37 0B 25 9C 3F 81 C3（公钥Y）

对上面数据进行SM3计算得到

4D 38 D2 95 8C A7 FD 2C FA E3 AF 04 48 69 59 CF 92 C8 EF 48 E8 B8 3A 05 C1 12 E7 39 D5 F1 81 D0

 

第二步，上面的SM3结果加上数据M，再进行SM3计算得到

HASH值：C3 B0 2E 50 0A 8B 60 B7 7D ED CF 6F 4C 11 BE F8 D5 6E 5C DE 70 8C 72 06 56 54 FD 7B 21 67 91 5A

用SM2公钥验签即可成功。