证书签名在服务器上产生不同的签名

Question

我正在尝试使用证书私钥签署一些数据。我发现的问题是签名会有所不同，具体取决于我是在本地执行还是在服务器上执行。

我正在使用以下代码作为测试，运行在本地和服务器上的同一用户下：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;
using System.Text;

namespace TestSignature
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            var key = SigningKeyFromCertificate(StoreName.My, StoreLocation.LocalMachine, X509FindType.FindByThumbprint, "thumbprint");
            var alg = CryptoConfig.MapNameToOID("SHA256");
            var data = Encoding.UTF8.GetBytes("test");
            var sig = key.SignData(data, alg);

            Console.WriteLine(Convert.ToBase64String(sig));

        }

        private static RSACryptoServiceProvider SigningKeyFromCertificate(StoreName storeName, StoreLocation storeLocation, X509FindType findType, string findValue)
        {
            X509Store store = new X509Store(storeName, storeLocation);
            store.Open(OpenFlags.ReadOnly);

            var certs = store.Certificates.Find(findType, findValue, false);
            if (certs?.Count > 0)
            {
                var cert = certs[0];
                if (cert.HasPrivateKey)
                {
                    // Force use of Enhanced RSA and AES Cryptographic Provider to allow use of SHA256.
                    var key = cert.PrivateKey as RSACryptoServiceProvider;
                    var enhanced = new RSACryptoServiceProvider().CspKeyContainerInfo;
                    var parameters = new CspParameters(enhanced.ProviderType, enhanced.ProviderName, key.CspKeyContainerInfo.UniqueKeyContainerName);
                    return new RSACryptoServiceProvider(parameters);
                }
                else
                {
                    throw new Exception($"No private key access to cert '{findValue}.'");
                }
            }
            else
            {
                throw new Exception($"Cert '{findValue}' not found!");
            }
        }
    }
}

在本地，我得到以下签名：

YUjspKhLl7v3u5VQkh1PfHytMTpEtbAftxOA5v4lmph3B4ssVlZp7KedO5NW9K5L222Kz9Ik9/55NirS0cNCz/cDhEFRtD4daJ9qLRuM8oD5hCj6Jt9Vc6WeS2he+Cqfoylnv4V9plfi1xw8y7EyAf4C77BGkXOdyP5wyz2Xubo=

在服务器上，我得到的是这个：

u1RUDwbBlUpOgNNkAjXhYEWfVLGpMOa0vEfm6PUkB4y9PYBk1lDmCAp+488ta+ipbTdSDLM9btRqsQfZ7JlIn/dIBw9t5K63Y7dcDcc7gDLE1+umLJ7EincMcdwUv3YQ0zCvzc9RrP0jKJManV1ptQNnODpMktGYAq1KmJb9aTY=

知道有什么不同吗？我想，同样的证书，同样的代码，同样的数据，签名应该是一样的。

（示例是用 C# 4.5.2 编写的。）

Answer 1

您有一些代码可以重新打开 PROV_RSA_AES 下的 CAPI 密钥句柄：

// Force use of Enhanced RSA and AES Cryptographic Provider to allow use of SHA256.
var key = cert.PrivateKey as RSACryptoServiceProvider;
var enhanced = new RSACryptoServiceProvider().CspKeyContainerInfo;

var parameters = new CspParameters(
    enhanced.ProviderType,
    enhanced.ProviderName,
    key.CspKeyContainerInfo.UniqueKeyContainerName);

return new RSACryptoServiceProvider(parameters);

但是 key.CspKeyContainerInfo.UniqueKeyContainerName 不是密钥的名称（它是磁盘上密钥所在文件的名称），因此您打开了一个全新的密钥（您还生成了一个新的临时密钥只是为了询问默认提供者是什么）。由于它是一个命名的密钥，因此它会持续存在，并且后续的应用程序执行会解析为相同的密钥——但每台计算机上的 "same" 密钥不同。

一种更稳定的重新打开密钥的方法是

var cspParameters = new CspParameters
{
    KeyContainerName = foo.CspKeyContainerInfo.KeyContainerName,
    Flags = CspProviderFlags.UseExistingKey,
};

（由于未指定提供者类型和名称，它们将使用默认值，并且通过说 UseExistingKey 如果您引用不存在的键，您会得到一个异常）。

也就是说，最简单的解决方法是停止使用 RSACryptoServiceProvider。 .NET Framework 4.6（和 .NET Core 1.0）在 X509Certificate2、GetRSAPrivateKey() 上有一个（n 扩展）方法，它 return 是一个 RSA（你应该避免转换) 通常是 RSACng（在 Windows 上），但如果只有 CAPI 具有 HSM 所需的驱动程序，则可能是 RSACryptoServiceProvider，并且将来可能是其他 RSA。由于 RSACng 更好地处理 SHA-2，因此几乎不需要 "reopen" return 对象（即使它是 RSACryptoServiceProvider，即使类型不是 PROV_RSA_AES (24)，这并不意味着 HSM 无法执行 SHA-2。

证书签名在服务器上产生不同的签名

Certificate signing produces different signature when on server

c#

certificate

signature

sha256