ES256 JWT 验证 - SignatureException：签名的无效编码：java.io.IOException：序列标签错误
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【中文标题】ES256 JWT 验证 - SignatureException：签名的无效编码：java.io.IOException：序列标签错误【英文标题】：ES256 JWT validation - SignatureException: invalid encoding for signature: java.io.IOException: Sequence tag error 【发布时间】：2020-04-01 09:08:09 【问题描述】：我有一个使用椭圆曲线 ES256 签名的 JWT，我正在尝试验证它：
eyJhbGciOiJFUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCIsImtpZCI6IjEyMzQifQ.eyJpc3MiOiJodHRwczovL2p3dC1pZHAuZXhhbXBsZS5jb20iLCJzdWIiOiJtYWlsdG86bWlrZUBleGFtcGxlLmNvbSIsIm5iZiI6MTU3NTY1NjY3NCwiZXhwIjoxOTI0OTkxOTk5LCJpYXQiOjE1NzU2NTY2NzQsImp0aSI6ImlkMTIzNDU2IiwidHlwIjoiaHR0cHM6Ly9leGFtcGxlLmNvbS9yZWdpc3RlciJ9.kcj0QQrERKIfny1TfHY-Z9iDFazr84xCssTDuXtV1n1dvY7CYXuP5ZBvpi9ArOQjsS8YCd0bKsWaQ-17VnF_1A
使用此公钥：
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEoBUyo8CQAFPeYPvv78ylh5MwFZjT
CLQeb042TjiMJxG+9DLFmRSMlBQ9T/RsLLc+PmpB1+7yPAR+oR5gZn3kJQ==
-----END PUBLIC KEY-----
这只是
"kty": "EC",
"use": "sig",
"crv": "P-256",
"kid": "1234",
"x": "oBUyo8CQAFPeYPvv78ylh5MwFZjTCLQeb042TjiMJxE=",
"y": "vvQyxZkUjJQUPU/0bCy3Pj5qQdfu8jwEfqEeYGZ95CU=",
"alg": "ES256"
它在 https://jwt.io/ 上正确验证，但是当我尝试使用本机 Java 验证它时，它会引发错误：
java.security.SignatureException: invalid encoding for signature: java.io.IOException: Sequence tag error
at com.ibm.crypto.provider.AbstractSHAwithECDSA.engineVerify(Unknown Source)
at java.security.Signature$Delegate.engineVerify(Signature.java:1219)
at java.security.Signature.verify(Signature.java:652)
at curam.platforminfrastructure.outbound.oauth2.impl.ValidateJWT.validateEllipticCurve(ValidateJWT.java:235)
at curam.platforminfrastructure.outbound.oauth2.impl.ValidateJWT.validateJWT(ValidateJWT.java:88)
at curam.platforminfrastructure.outbound.oauth2.impl.ValidateJWT.testJWT(ValidateJWT.java:53)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)
at org.junit.runners.model.FrameworkMethod$1.runReflectiveCall(FrameworkMethod.java:44)
at org.junit.internal.runners.model.ReflectiveCallable.run(ReflectiveCallable.java:15)
at org.junit.runners.model.FrameworkMethod.invokeExplosively(FrameworkMethod.java:41)
at org.junit.internal.runners.statements.InvokeMethod.evaluate(InvokeMethod.java:20)
at org.junit.runners.BlockJUnit4ClassRunner.runChild(BlockJUnit4ClassRunner.java:76)
at org.junit.runners.BlockJUnit4ClassRunner.runChild(BlockJUnit4ClassRunner.java:50)
at org.junit.runners.ParentRunner$3.run(ParentRunner.java:193)
at org.junit.runners.ParentRunner$1.schedule(ParentRunner.java:52)
at org.junit.runners.ParentRunner.runChildren(ParentRunner.java:191)
at org.junit.runners.ParentRunner.access$000(ParentRunner.java:42)
at org.junit.runners.ParentRunner$2.evaluate(ParentRunner.java:184)
at org.junit.runners.ParentRunner.run(ParentRunner.java:236)
at org.eclipse.jdt.internal.junit4.runner.JUnit4TestReference.run(JUnit4TestReference.java:89)
at org.eclipse.jdt.internal.junit.runner.TestExecution.run(TestExecution.java:41)
at org.eclipse.jdt.internal.junit.runner.RemoteTestRunner.runTests(RemoteTestRunner.java:541)
at org.eclipse.jdt.internal.junit.runner.RemoteTestRunner.runTests(RemoteTestRunner.java:763)
at org.eclipse.jdt.internal.junit.runner.RemoteTestRunner.run(RemoteTestRunner.java:463)
at org.eclipse.jdt.internal.junit.runner.RemoteTestRunner.main(RemoteTestRunner.java:209)
我的代码如下：
import com.fasterxml.jackson.databind.JsonNode;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import java.io.IOException;
import java.math.BigInteger;
import java.security.AlgorithmParameters;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.Signature;
import java.security.SignatureException;
import java.security.interfaces.ECPublicKey;
import java.security.spec.ECGenParameterSpec;
import java.security.spec.ECParameterSpec;
import java.security.spec.ECPoint;
import java.security.spec.ECPublicKeySpec;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.spec.InvalidParameterSpecException;
import java.util.Base64;
import java.util.Base64.Decoder;
import java.util.Base64.Encoder;
public class ValidateJWT
final Decoder urlDecoder = Base64.getUrlDecoder();
final Encoder urlEncoder = Base64.getUrlEncoder();
final Decoder decoder = Base64.getDecoder();
final Encoder encoder = Base64.getEncoder();
final ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
public boolean validateEllipticCurve(final String JWT, final String PUBLICKEY)
throws IOException
final String[] at_arr = JWT.split("\\.");
final String headerB64u = at_arr[0];
final String payloadB64u = at_arr[1];
final String signed_data = headerB64u + "." + payloadB64u;
final byte[] signature = urlDecoder.decode(at_arr[2]);
final byte[] at_headerJSON = urlDecoder.decode(headerB64u);
final JsonNode pkRoot = objectMapper.readTree(PUBLICKEY);
final String xStr = pkRoot.get("x").textValue();
final String yStr = pkRoot.get("y").textValue();
final byte xArr[] = decoder.decode(xStr);
final byte yArr[] = decoder.decode(yStr);
final BigInteger x = new BigInteger(xArr);
final BigInteger y = new BigInteger(yArr);
try
final AlgorithmParameters parameters = AlgorithmParameters
.getInstance("EC");
parameters.init(new ECGenParameterSpec("secp256k1"));
final ECParameterSpec ecParameterSpec = parameters
.getParameterSpec(ECParameterSpec.class);
final KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("EC");
final ECPoint ecPoint = new ECPoint(x, y);
final ECPublicKeySpec keySpec = new ECPublicKeySpec(ecPoint,
ecParameterSpec);
final ECPublicKey publicKey = (ECPublicKey) keyFactory
.generatePublic(keySpec);
final JsonNode key_root = objectMapper.readTree(at_headerJSON);
final String alg = key_root.get("alg").textValue();
Signature dataVerifyingInstance = null;
switch (alg)
case "ES256":
dataVerifyingInstance = Signature.getInstance("SHA256withECDSA");
break;
case "ES384":
dataVerifyingInstance = Signature.getInstance("SHA384withECDSA");
break;
case "ES512":
dataVerifyingInstance = Signature.getInstance("SHA512withECDSA");
break;
dataVerifyingInstance.initVerify(publicKey);
dataVerifyingInstance.update(signed_data.getBytes());
final boolean verification = dataVerifyingInstance.verify(signature);
return verification;
catch (final SignatureException | InvalidKeySpecException
| InvalidKeyException | InvalidParameterSpecException
| NoSuchAlgorithmException ex)
ex.printStackTrace();
return false;
最后一行似乎引发了异常。
final boolean verification = dataVerifyingInstance.verify(signature);// <== here
我不确定我是否使用错误的曲线（secp256k1、secp256r1、secp256v1）或其他原因导致了问题。任何提示将不胜感激。
【问题讨论】：
【参考方案1】：问题在于，为 JWS 计算的签名（在椭圆曲线的情况下）是 RFC7515 中指定的 R 和 S 值的原始串联。所以这是 32 + 32 = 64 字节（在 256 位曲线的情况下）。
但是，Java 实现希望此签名采用 DER 序列形式。这就是您遇到此异常的原因 - 只是您的签名（R 和 S 值）没有经过 DER 编码。您甚至可以检查负责解码签名（sun.security.ec.ECDSASignature::decodeSignature）和编码签名（用于签名操作 - sun.security.ec.ECDSASignature::encodeSignature）的代码。正如您在源代码中看到的，他们使用来自sun.ec 包的内部类进行DER 编码。并且不鼓励您自己使用这些类。
您最好的选择是将原始签名转换为 DER 编码的签名。如果你愿意，你可以使用BouncyCastle，它具有开箱即用的 DER 编码处理。这是将您的 EC 原始签名转换为 DER 编码的方法：
private static byte[] toDerSignature(byte[] jwsSig) throws IOException
byte[] rBytes = Arrays.copyOfRange(jwsSig, 0, 32);
byte[] sBytes = Arrays.copyOfRange(jwsSig, 32, 64);
BigInteger r = new BigInteger(1, rBytes);
BigInteger s = new BigInteger(1, sBytes);
DERSequence sequence = new DERSequence(new ASN1Encodable[]
new ASN1Integer(r),
new ASN1Integer(s)
);
return sequence.getDEREncoded();
并使用此签名进行验证。
【讨论】：
我还必须选择曲线 secp256r1，因为 secp256k1 不正确。【参考方案2】：它可能是特定于 JVM 的，但我找到了一个更简单的解决方案： 而不是
dataVerifyingInstance = Signature.getInstance("SHA256withECDSA");
使用
dataVerifyingInstance = Signature.getInstance("SHA256withECDSAinP1363Format");
在这种情况下，实现将简单地使用您的原始签名，否则它将必须从 DER 格式解码回来：
sun.security.ec.ECDSASignature
protected boolean engineVerify(byte[] signature) throws SignatureException
...
byte[] sig;
if (p1363Format)
sig = signature; //with SHA256withECDSAinP1363Format
else
sig = decodeSignature(signature); //with SHA256withECDSA
...
【讨论】：
ECDSAinP1363Format 自 Java 9（2017 年）以来在“标准”（通常是内置的）SunEC 提供程序中实现；在任何 Java 版本中，自 1.51（2014 年）以来，插件/第三方 BouncyCastle 提供程序具有等效但名称不同的 hashwithPLAIN-ECDSA。以上是关于ES256 JWT 验证 - SignatureException：签名的无效编码：java.io.IOException：序列标签错误的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
ES256 JWT 验证 - SignatureException：签名的无效编码：java.io.IOException：序列标签错误