跨平台的RSA签名不一致 - Inconsistent RSA signature across platforms

我正在创建一个许可证密钥生成器，RSA对base64编码的许可证密钥数据进行签名，并将签名附加到许可证数据。在最终用户端，签名使用与应用程序绑定的公钥进行验证。我们有运行在.net、php、java和其他平台上的应用程序。所有人的许可证型号都应该相同。现在麻烦来了：我已经使用内置的加密提供程序在C#中创建了2048位公钥/私钥，并以XML格式导出密钥，以使密钥BigInteger组件在b64编码中透明。许可证密钥生成器应该在php中工作，我正在使用phpseclib导入XML密钥并对数据进行签名。Php代码：

function sign($data)
{
    $RSA_PRIVATE_KEY = "<RSAKeyValue>
<Modulus>oPmCaLewqKTkRPpKLHz+9hEbrUbVdKNkIxzm4h5/wmuId6PSx6ntV2T44/NSzfx56LffyXvzx27GYEKk4zffpPYKdRIGReZVqfl2U5K3jcuv0h4657ge0nZ5W9vrYMDSFjgtZOSw8t2opWC8IZVUI3X9W8mp1Z3xqtwREpLC/kV0YE1Kmem8k8B4Tv1+qj5C6oPJjhy+T3JipYOQIyVRUoCdo3EHpDQ6K7twKD+Si/rASHyvoCJZTPvWI1w9y9FD8CxstkY7+ap8J9DMczyiFsE4kJtziBKZFph4ZRqz4kSA0TXj0lXhGEAcn1IDjhV5W37PdsWOkUTxBH7Bm7mpuw==</Modulus>
<Exponent>AQAB</Exponent>
<P>xU8K0Z1Mn0cLOHrwMIujXvtJbXpmjFfyOkm+WkeNV2hjDmdgMibJJvhqPEYPSabEHF4us8H4IeEqeInGK04LrYmbe3IVgmuGdpacR01WISbqXiarsKbcHkR65mfotQmxay/n3Swi8hN9yTanSJyhoHFBiJ0qYM0VNdamu7LDeGk=</P>
<Q>0Nukxy2o/o7z6NeR9g+dUcOQzXfWS2Bu4vAXyHGpJArGcIzl4Z2jNuUztGj5sO5b+9SQs4tgijsjbsEQUNN7R1+PB7Zwc50PvGgEvGaIJkPphGoJMNCw4Q2I8tNPb86cEd4WLJ8E6ad93vX0tyZAnn3LrjPg3Bvvxtq157jZLIM=</Q>
<DP>tGRV0dtsyFrdyV+s5dVlIlvAgFVeGIX3so7leAjfEsEff3XIH1ISqoyIJF8xbvcHaaA6NqLqx57jg50DD2iliJ29B5oATGMeZqHAc/gi/OBlensEkdecfBfD/Y+W1J3uFb+Qz0ehE436fNJ5EwwRQW0Kq2p16lbWQ4jim80OpbE=</DP>
<DQ>vML2bumuhbrvaK6EBa5hEce9dGXtcJyMO2ChLhDDvIZciNZe4YUWQQPvsgr6OFWFHtojmZHLQ8NlJ7EnrNUl4wDThTX29haqZS5hsWC9hk/0mi83dT33zr7r2gLvFW7XETL2OYfS6dXt5ffHH0xcNKIe1qeef3BkSgXbR72B0j8=</DQ>
<InverseQ>TffUf2HXQOmVEUo6rinASIOJOfwfucd+MjwDaK61bISFY5J2n3MYRX4wEiFxXlcYgXnR9CsbwRVhUDIDzLuB+ykAG62LkbqCKUYjzyN3RDbc/MSj/sXSw60pTc4DesVhQlumd0zGUOxsFkjOlUowxwIDENiSVFew1IfAOZiakpk=</InverseQ>
<D>AKHPgpxrXn4nQfi+9HsZKoYurE4sOw+ug6TIE03jWolpjm606SvK+XOKtqUXR3pyUBjzZqsh7eqKxN3+H8DxvogTdRo5BBU/c4dokN4b8maWWNDdkliwEPYoy9Tf5mVbbdLn+rlwfcOjtzfbWpZnhNbLGTfVfuKRNwaI2qB7kNwGB1fd1t4xMLWNozgoxFuiiKFbJKmLEj9zHP/KqjEnOH/zEuUBnXiqGMnCMmD7KnD5WqcqSDOahn0TBFlMxV+9Ul2447bu5LTGWhm3RBPEGgtjMboKC3PlgqwYDpC2gbzX5ZsBNCiuGgumxBHgOfAIOVzI01MZTFEpTcTt3BUrwQ==</D>
</RSAKeyValue>";
    $RSA = new Crypt_RSA();
    $RSA->loadKey($RSA_PRIVATE_KEY, CRYPT_RSA_PRIVATE_FORMAT_XML);
    $RSA->setHash(CRYPT_SHA512);
    $RSA->setSignatureMode(CRYPT_RSA_SIGNATURE_PKCS1);
    return $RSA->sign($data);
}

C#代码：

private String signData(String data) {
    byte[] private_key_modulus_array = Convert.FromBase64String(B64_MODULUS);
    byte[] private_key_exponent_array = Convert.FromBase64String(B64_EXPONENT);
    byte[] private_key_p_array = Convert.FromBase64String(B64_P);
    byte[] private_key_q_array = Convert.FromBase64String(B64_Q);
    byte[] private_key_dp_array = Convert.FromBase64String(B64_DP);
    byte[] private_key_dq_array = Convert.FromBase64String(B64_DQ);
    byte[] private_key_inverseQ_array = Convert.FromBase64String(B64_INVERSE_Q);
    byte[] private_key_d_array = Convert.FromBase64String(B64_D);
    //Create a new instance of RSACryptoServiceProvider.
    RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider();
    RSAParameters RSAKeyInfo = new RSAParameters();
    //Set RSAKeyInfo to the private key values. 
    RSAKeyInfo.Modulus = private_key_modulus_array;
    RSAKeyInfo.P = private_key_p_array;
    RSAKeyInfo.Q = private_key_q_array;
    RSAKeyInfo.DP = private_key_dp_array;
    RSAKeyInfo.DQ = private_key_dq_array;
    RSAKeyInfo.D = private_key_d_array;
    RSAKeyInfo.InverseQ = private_key_inverseQ_array;
    RSAKeyInfo.Exponent = private_key_exponent_array;
    RSA.ImportParameters(RSAKeyInfo);
  
    return Convert.ToBase64String(RSA.SignData(Encoding.ASCII.GetBytes(data), new SHA512CryptoServiceProvider()));
}

当使用C#和PHP生成时，生成的签名是不一样的。我在想，也许phpseclib没有正确解析私钥？？

当使用内置的密码学和bouncycastle lib创建时，C#端的签名是相同的。

我该怎么办？我需要其他密钥格式来实现一致性吗？？

谢谢你的帮助。

如James K Polk所示，确保在签名时使用与验证签名时相同的填充模式。

但是，如果您想要安全，请使用e=65537和MFG1+SHA256的RSASSA-PSS，而不是PKCS1v1.5填充（phpseclib同时支持两者）。

还可以考虑完全放弃RSA以支持Ed25519，它在PHP 7.2或PECL（PHP）中可用。在另一端，获取libsodium.net（C#）。

在PHP端：

$message = 'Whatever you want';
$signature = sodium_crypto_sign_detached($message, $secretKey);
// ...
if (sodium_crypto_sign_verify_detached($signature, $message, $publicKey)) {
    // Valid signature for message and public key
}

在C#端：

var message = "whatever you want";
// privateKey is a byte[] of length 64
// publicKey is a byte[] of length 32
// get a signature for the message
var signature = PublicKeyAuth.SignDetached(message, privateKey);
// check the signature for the message
if (PublicKeyAuth.VerifyDetached(signature, message, publicKey))
{
    // message ok
}

差异是由应用RSA求幂基元之前数据的不同格式造成的。RSACryptoServiceProvider SignData方法使用有时被称为"加密服务"的格式化；生的"；签名phpseclib-rsa模块使用PKCS#1版本1.5中指定的格式。

您应该能够通过在.NET端使用RSAPKCS1SignatureFormatter类来获得兼容的结果。这里有一个小片段来说明：

    static byte[] PKCS1Signature(string content, RSACryptoServiceProvider rsaKey) {
        byte[] contentBytes = Encoding.UTF8.GetBytes (content);
        RSAPKCS1SignatureFormatter signer = new RSAPKCS1SignatureFormatter (rsaKey);
        signer.SetHashAlgorithm ("SHA512");
        SHA512 hasher = SHA512.Create ();
        byte[] hash = hasher.ComputeHash (contentBytes);
        byte[] SignedHash = signer.CreateSignature (hash);
        return SignedHash;
    }

这是一个相关问题的答案，涉及RSA加密，而这个问题涉及RSA签名。

我在php端使用openssl，在C#端使用BouncyCastle修复了这个问题
关键是pem格式。

以下是512位测试密钥的外观：

密钥使用OpenSSl实用程序生成：www.OpenSSl.org
您可以使用获得私钥/公钥对

openssl genrsa 512 >private_key.txt
openssl rsa -pubout <private_key.txt >public_key.txt

512是密钥比特大小

PHP数据签名：

    function signData($message)
    {
        $private_key = <<<EOD
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
MIIBOgIBAAJBANDiE2+Xi/WnO+s120NiiJhNyIButVu6zxqlVzz0wy2j4kQVUC4Z
RZD80IY+4wIiX2YxKBZKGnd2TtPkcJ/ljkUCAwEAAQJAL151ZeMKHEU2c1qdRKS9
sTxCcc2pVwoAGVzRccNX16tfmCf8FjxuM3WmLdsPxYoHrwb1LFNxiNk1MXrxjH3R
6QIhAPB7edmcjH4bhMaJBztcbNE1VRCEi/bisAwiPPMq9/2nAiEA3lyc5+f6DEIJ
h1y6BWkdVULDSM+jpi1XiV/DevxuijMCIQCAEPGqHsF+4v7Jj+3HAgh9PU6otj2n
Y79nJtCYmvhoHwIgNDePaS4inApN7omp7WdXyhPZhBmulnGDYvEoGJN66d0CIHra
I2SvDkQ5CmrzkW5qPaE2oO7BSqAhRZxiYpZFb5CI
-----END RSA PRIVATE KEY-----
EOD;
        $binary_signature = "";
        openssl_sign($message, $binary_signature, $private_key, OPENSSL_ALGO_SHA1);
        return base64_encode($binary_signature);
    }

仅使用公钥和BouncyCastle的C#签名验证：

public bool verifySignature(byte[] signatureBytes, String message)
{
  AsymmetricKeyParameter publicKey = (AsymmetricKeyParameter)new PemReader(newStringReader(PUBLIC_KEY)).ReadObject();
  ISigner sig = SignerUtilities.GetSigner("SHA1withRSA");
  sig.Init(false, publicKey);
  byte[] messageBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(message);
  sig.BlockUpdate(messageBytes, 0, messageBytes.Length);
  return sig.VerifySignature(signatureBytes);
}

简单明了。我不敢相信我在这件事上损失了几天
无论如何，感谢您的帮助。