如何将 PKCS7_sign 结果转换为 char * 或 std::string

Posted 2023-03-15

【中文标题】如何将 PKCS7_sign 结果转换为 char * 或 std::string

【英文标题】：How to get PKCS7_sign result into a char * or std::string

【发布时间】：2016-10-30 20:11:00

【问题描述】：

我尝试编写一个小邮件过滤器来使用 S/MIME 对邮件进行签名。到目前为止，我已经完成了对邮件进行签名的代码。我使用了 openssl 中的 demos/smime 代码示例来完成这项工作。不幸的是，这些示例演示了如何将输入消息写入输出文件，但我需要将结果作为字符串。

这是我的 Smime 方法：

void Smime::sign() 
    if (!isLoaded())
        return;

    // Null-mailer or unknown
    if (mailFrom.empty())
        return;

    auto *client = util::mlfipriv(ctx);
    bool signedOrEncrypted = false;
    std::vector<std::string> contentType;

    contentType.push_back("multipart/signed");
    contentType.push_back("multipart/encrypted");
    contentType.push_back("application/pkcs7-mime");

    if (client->sessionData.count("Content-Type") == 1) 
        std::string value client->sessionData["Content-Type"];
        std::size_t found;

        for (int i=0; i<contentType.size(); i++) 
            found = value.find(contentType.at(i));
            if (found != std::string::npos) 
                signedOrEncrypted = true;
                break;
            
        
    

    if (signedOrEncrypted) 
        const char logmsg[] = "Message already signed or encrypted";
        syslog(LOG_NOTICE, "%s", logmsg);
        return;
    

    /*
     * TODO:
     * Catch more cases, where an email already could have been encrypted
     * or signed elsewhere.
     */

    mapfile::Map email mailFrom;

    auto cert = fs::path(email.getSmimeFilename<mapfile::Smime::CERT>());
    auto key = fs::path(email.getSmimeFilename<mapfile::Smime::KEY>());

    if (!fs::exists(cert) && !fs::is_regular(cert))
        return;
    if (!fs::exists(key) && !fs::is_regular(key))
        return;

    // Signing starts here

    BIO *in = nullptr, *out = nullptr, *tbio = nullptr;
    X509 *scert = nullptr;
    EVP_PKEY *skey = nullptr;
    PKCS7 *p7 = nullptr;

    int flags = PKCS7_DETACHED | PKCS7_STREAM;

    OpenSSL_add_all_algorithms();
    ERR_load_crypto_strings();

    // S/MIME certificate
    tbio = BIO_new_file(cert.string().c_str(), "r");

    if (!tbio) 
        std::cerr << "Error: BIO_new_file(Cert) failed" << std::endl;
        return;
    

    scert = PEM_read_bio_X509(tbio, nullptr, 0, nullptr);

    // S/MIME key
    tbio = BIO_new_file(key.string().c_str(), "r");

    if (!tbio) 
        std::cerr << "Error: BIO_new_file(Key) failed" << std::endl;
        return;
    

    skey = PEM_read_bio_PrivateKey(tbio, nullptr, 0, nullptr);

    if (!scert || !skey) 
        std::cerr << "Error: Neither cert or key was loaded" << std::endl;
        return;
    

    // Loading mail content from temp file
    in = BIO_new_file(client->getTempFile().c_str(), "r");

    if (!in) 
        std::cerr << "Error: Unable to load content from temp file"
                  << std::endl;
        return;
    

    // Signing
    p7 = PKCS7_sign(scert, skey, nullptr, in, flags);

    if (!p7) 
        std::cerr << "Error: Message could not be signed" << std::endl;
        return;
    

    // Cleanup
    PKCS7_free(p7);
    X509_free(scert);
    EVP_PKEY_free(skey);
    BIO_free(in);
    BIO_free(out);
    BIO_free(tbio);

    smimeSigned = true;

由于 openssl 的手册页超过 1600 个，我不知道在哪里查找信息。

我很想使用“p7”并将其写入一个简单的 std::string（或 char *，如果需要）。我编写的 milter 应用程序将获取此字符串并执行 change-body（尚未编写，但这是我的想法）。

有人可以指出我的例程/手册页，或者有一个可以帮助我的代码示例吗？

提前致谢

【问题讨论】：

我不相信你可以把它放在char*中，因为可能有一个嵌入的NULL，这会截断结果。

示例代码调用 = BIO_new_file("smout.txt", "w"); ... SMIME_write_PKCS7(out, p7, in, flags) 结果是 base64 编码的。我很确定，只有一两个功能可以完成这项工作。但是哪个？ :-)

【参考方案1】：

我很想使用“p7”并将其写入一个简单的 std::string（或 char *，如果需要）。我编写的 milter 应用程序将获取此字符串并执行 change-body（尚未编写，但这是我的想法）。

我不相信你可以把它放在char* 中，因为可能有一个嵌入的NULL，这会截断结果。

使用 std::string 和 (1) i2d_PKCS7_bio 用于 ASN.1/DER 或 (2) PEM_write_bio_PKCS7 用于 PEM。这个想法是您像往常一样使用该库，将输出写入MEM_BIO，然后使用BUF_MEM 获取生物的内容。 BUF_MEM 包含一个指向数据及其长度的指针。比如……

using BIO_MEM_ptr = std::unique_ptr<BIO, decltype(&::BIO_free)>;
using BIO_MEM_BUF_ptr = std::unique_ptr<BUF_MEM, decltype(&::BIO_free)>;

BIO_MEM_ptr bio(BIO_new(BIO_s_mem()), ::BIO_free);
int ret = i2d_PKCS7_bio(bio, p7);
ASSERT(ret == 1);

BIO_MEM_BUF_ptr buff;
BIO_get_mem_ptr(bio.get(), &buff.get());

const BUF_MEM& t = *buff.get();
std::string result((t.data ? t.data : ""), (t.data ? t.length : 0));

如果您使用PEM_write_bio_PKCS7 和char*，则PEM 编码将缺少终止NULL。一定要考虑它，因为它不是 C 字符串。另请参阅Non-printable character after generating random n-byte Base64 string，其中讨论了如何在不编码的情况下编写 NULL。

---

由于 openssl 的手册页超过 1600 个，我不知道在哪里查找信息...

查看子命令的源代码。它向您展示了该库如何使用 API 进行操作。例如，当您使用openssl pkcs7 时，它使用pkcs7 应用程序。

$ cd <openssl src dir>
$ cd apps
$ ls *.c
app_rand.c  dsaparam.c  openssl.c   rehash.c    speed.c
apps.c      ec.c        opt.c       req.c       spkac.c
asn1pars.c  ecparam.c   passwd.c    rsa.c       srp.c
ca.c        enc.c       pkcs12.c    rsautl.c    ts.c
ciphers.c   engine.c    pkcs7.c     s_cb.c      verify.c
cms.c       errstr.c    pkcs8.c     s_client.c  version.c
crl.c       gendsa.c    pkey.c      s_server.c  vms_decc_init.c
crl2p7.c    genpkey.c   pkeyparam.c s_socket.c  x509.c
dgst.c      genrsa.c    pkeyutl.c   s_time.c
dhparam.c   nseq.c      prime.c     sess_id.c
dsa.c       ocsp.c      rand.c      smime.c

---

将unique_ptr 与 dtor 函数一起使用可确保自动清理对象，并有助于保持代码清洁。每当 OpenSSL 与 C++ 交叉路径时，我都会尝试使用它（另一个示例请参见 How to generate RSA private key using openssl）。

这是我使用 OpenSSL 的 C++ 项目之一：

using EC_KEY_ptr = std::unique_ptr<EC_KEY, decltype(&::EC_KEY_free)>;
using EC_GROUP_ptr = std::unique_ptr<EC_GROUP, decltype(&::EC_GROUP_free)>;
using EC_POINT_ptr = std::unique_ptr<EC_POINT, decltype(&::EC_POINT_free)>;

using DH_ptr = std::unique_ptr<DH, decltype(&::DH_free)>;

using RSA_ptr = std::unique_ptr<RSA, decltype(&::RSA_free)>;

using DSA_ptr = std::unique_ptr<DSA, decltype(&::DSA_free)>;

using EVP_PKEY_ptr = std::unique_ptr<EVP_PKEY, decltype(&::EVP_PKEY_free)>;

using BN_ptr = std::unique_ptr<BIGNUM, decltype(&::BN_free)>;

using FILE_ptr = std::unique_ptr<FILE, decltype(&::fclose)>;

using BIO_MEM_ptr = std::unique_ptr<BIO, decltype(&::BIO_free)>;
using BIO_FILE_ptr = std::unique_ptr<BIO, decltype(&::BIO_free)>;

using EVP_MD_CTX_ptr = std::unique_ptr<EVP_MD_CTX, decltype(&::EVP_MD_CTX_destroy)>;

using X509_ptr = std::unique_ptr<X509, decltype(&::X509_free)>;
using ASN1_INTEGER_ptr = std::unique_ptr<ASN1_INTEGER, decltype(&::ASN1_INTEGER_free)>;
using ASN1_TIME_ptr = std::unique_ptr<ASN1_TIME, decltype(&::ASN1_TIME_free)>;
using X509_EXTENSION_ptr = std::unique_ptr<X509_EXTENSION, decltype(&::X509_EXTENSION_free)>;

using X509_NAME_ptr = std::unique_ptr<X509_NAME, decltype(&::X509_NAME_free)>;
using X509_NAME_ENTRY_ptr = std::unique_ptr<X509_NAME_ENTRY, decltype(&::X509_NAME_ENTRY_free)>;

using X509_STORE_ptr = std::unique_ptr<X509_STORE, decltype(&::X509_STORE_free)>;
using X509_LOOKUP_ptr = std::unique_ptr<X509_LOOKUP, decltype(&::X509_LOOKUP_free)>;
using X509_STORE_CTX_ptr = std::unique_ptr<X509_STORE_CTX, decltype(&::X509_STORE_CTX_free)>;

【讨论】：

非常感谢。这太棒了。尤其是智能指针的使用。通过阅读你的例子，我学到了很多很棒的东西。明天我会听从你的建议