WinCE 与Linux之间的签名验证及加解密

作者：ARM-WinCE

今天介绍一下WinCE和Linux之间如何彼此验证并解密对方的数据。我在做这个项目的时候，曾遇到过一些问题，网上搜索了一下，发现很多人遇到和我一样的问题，就是在WinCE和Linux之间，由于平台之间的不同，往往不能彼此验证签名或者解密对方的数据，遗憾的是，网上能够搜索到的都是提问而没有回答(当然可能是我没找到，呵呵)，所以介绍一下。

实际上，WinCE和Linux之间彼此验证签名或者解密对方数据，都符合PKI标准，WinCE使用CryptoAPI函数集，Linux则支持CryptoAPI和Openssl，一般在Linux下都会使用Openssl。想在WinCE和Linux之间玩转PKI，要注意以下几点：

A. X509证书

X509证书有PEM和DER两种编码格式，WinCE支持DER格式，Linux支持PEM和DER格式，所以X509证书要选用DER格式，否则在WinCE系统中无法导入到证书库当中。

B. 私钥

私钥就是Private Key，在WinCE下使用pvk文件格式，在Linux可以是pvk，pem或者der格式。

C. 字序

生成的签名或者是加密的数据，在WinCE和Linux下的字序是相反的，也就是说在WinCE下生成的签名和加密的数据，要进行反转，然后在Linux下才能被验证和解密，同理在Linux下也是一样的。

D. 算法一致

确认在WinCE和Linux之间所使用的各种算法是一致的，否则肯定是解不出来的。

搭建环境很简单，一个WinXP安装了WinCE开发环境，去www.openssl.org 上面下载Windows版本的Openssl安装在PC上面，网上搜索一个叫pvktool的工具，用于将私钥从PEM格式转换成PVK格式。

1. Openssl中验证WinCE文件签名

(1) Windows版本的Openssl是基于命令行的，首先在Openssl中创建一个私钥，然后从私钥当中导出公钥，命令如下：

genrsa -out private.pem 1024

创建1024bits的PEM格式的私钥private.pem

rsa -pubout -in private.pem -out public.pem

基于私钥private.pem导出PEM格式的公钥public.pem

(2) 转换私钥为PVK格式，这样可以被WinCE系统使用，命令如下：

rsa -in private.pem -outform PVK -pvk-strong -out private.pvk

将private.pem私钥转换为PVK格式的私钥private.pvk

(3) 将私钥文件拷贝到WinCE系统当中，然后导入私钥，关于如何导入，在前几篇Blog中介绍过，这里不再重复了。

(4) 创建一个文件，然后对文件进行签名，签名的Hash算法这里使用SHA256，当然也可以用别的，这个在前面的Blog中也介绍过了，这里不再重复，签名成功后，将签名数据保存成文件。

(5) 将原文件和签名文件拷贝到Openssl的安装目录下面，然后在命令行模式下调用Openssl命令通过公钥对签名进行验证，命令如下：

dgst –sha256 -verify public.pem -signature signature.bin data.txt

其中public.pem是PEM格式的公钥，signature.bin是WinCE签名后生成的签名文件，data.txt是原文件。

(6) 如果验证成功，会显示Verified或者OK之类的提示，否则会显示错误。

2. WinCE中验证Openssl的签名

(1) 首先在Openssl中创建一个私钥，然后从私钥当中导出DER格式的公钥，命令如下：

genrsa -out private.pem 1024

创建1024bits的PEM格式的私钥private.pem

rsa -in private.pem -pubout -outform DER -out public.der

基于私钥private.pem导出DER格式的公钥public.der

(2) 创建一个文件，然后在Openssl中对文件进行签名，命令行如下：

dgst –sha256 -sign private.pem -out signature.bin data.txt

这里Hash算法使用SHA256，私钥为private.pem，被签名文件是data.txt，生成的签名文件是signature.bin。

(3) 将被签名文件，签名文件还有DER格式的公钥拷贝到WinCE系统当中。

(4) 导入公钥，读取被签名文件和签名文件，然后调用CryptVerifySignature函数对签名进行验证，在上一篇Blog中介绍过，不重复了，如果验证成功，函数返回成功，否则失败。

3. WinCE解密Openssl加密的数据

(1) 首先在Openssl中创建一个私钥，然后从私钥当中导出公钥，命令如下：

genrsa -out private.pem 1024

创建1024bits的PEM格式的私钥private.pem

rsa -pubout -in private.pem -out public.pem

基于私钥private.pem导出PEM格式的公钥public.pem

(2) 转换私钥为PVK格式，这样可以被WinCE系统使用，命令如下：

rsa -in private.pem -outform PVK -pvk-strong -out private.pvk

将private.pem私钥转换为PVK格式的私钥private.pvk

(3) 将私钥文件拷贝到WinCE系统当中，然后导入私钥，关于如何导入，在前几篇Blog中介绍过，这里不再重复了。

(4) 在Openssl命令行下通过公钥对数据文件进行加密，命令行如下：

rsautl -encrypt -inkey public.pem -pubin -in file.txt -out file.ssl

通过PEM格式的公钥public.pem对文件file.txt加密，生成file.ssl

(5) 将file.ssl拷贝到WinCE系统中，读取文件数据，然后对文件进行解密，解密函数如下：

BOOL CryptDecrypt(HCRYPTKEY hKey, HCRYPTHASH hHash, BOOL Final, DWORD dwFlags, BYTE* pbData, DWORD* pdwDataLen)

hKey: 导入私钥的句柄

hHash: Hash对象的句柄，这里设置为0

Final: 是否是最后要被解密的数据

dwFlags: 设置为0

pbData: 作为输入，表示要被解密的数据，作为输出，是解密后的数据

pdwDataLen: 作为输入，表示被解密数据的长度，作为输出，表示解密后数据的长度

函数调用成功，返回TRUE。

4. Openssl解密WinCE加密的数据

(1) 在Openssl中创建一个私钥，然后从私钥当中导出DER格式的公钥，命令如下：

genrsa -out private.pem 1024

创建1024bits的PEM格式的私钥private.pem

rsa -in private.pem -pubout -outform DER -out public.der

基于私钥private.pem导出DER格式的公钥public.der

(2) 在WinCE中导入公钥，并通过公钥对文件进行加密，生成加密文件，函数如下：

/********************************************************************************

* FUNCTION NAME: Cert_Encrypt

*

* DESCRIPTION: Use the public key to encrypt the data

*

* INPUT PARAMETERS:

* puc_PubKey: The public key

* dw_Len: The length of public key

* puc_Random: The random data to be encrypted

* dw_RanLen: The length of random data

*

* OUTPUT PARAMETERS:

* puc_Encrypted: The encrypted data

*

* RETURN VALUE:

* TRUE: Success

* Others: Failed

*

* SPECIAL CONSIDERATIONS:

* <none>

*********************************************************************************/

DWORD Cert_Encrypt(BYTE* puc_PubKey, DWORD dw_Len, BYTE* puc_Random, DWORD dw_RanLen, BYTE* puc_Encrypted)

{

CERT_PUBLIC_KEY_INFO keyinfo;

HCRYPTKEY hPubKey;

HCRYPTPROV hProv;

unsigned char uc_FileBuf[1024];

DWORD dw_Loop, dw_RealSize;

BOOL b_Ret;

b_Ret = FALSE;

// Get handle to the default provider.

if (CryptAcquireContext(&hProv, gtc_KeyContainer, NULL, PROV_RSA_AES, 0) == TRUE)

{

keyinfo.Algorithm.pszObjId = OID_PUBLICKEY;

keyinfo.Algorithm.Parameters.cbData = 0;

keyinfo.Algorithm.Parameters.pbData = NULL;

keyinfo.PublicKey.pbData = puc_PubKey;

keyinfo.PublicKey.cbData = dw_Len;

if (CryptImportPublicKeyInfoEx(hProv, X509_ASN_ENCODING, &keyinfo, 0, 0, NULL, &hPubKey) == TRUE)

{

memcpy(uc_FileBuf, puc_Random, dw_RanLen);

dw_RealSize = dw_RanLen;

if (CryptEncrypt(hPubKey, NULL, TRUE, 0, uc_FileBuf, &dw_RealSize, sizeof(uc_FileBuf)) == TRUE)

{

for (dw_Loop = 0; dw_Loop < dw_RealSize; dw_Loop ++)

{

puc_Encrypted[dw_RealSize - 1 - dw_Loop] = uc_FileBuf[dw_Loop];

}

b_Ret = TRUE;

}

}

}

CryptReleaseContext(hProv, 0);

return b_Ret;

}

(3) 将加密后的数据生成文件file.ssl，然后拷贝到Openssl目录下，调用命令对加密文件进行解密，命令如下：

rsautl -decrypt -inkey private.pem -in file.ssl -out decrypted.txt

用PEM格式的私钥private.pem对加密文件file.ssl进行解密，并生成decrypted.txt文件。

这里介绍了WinCE和Linux之间签名和加解密数据的验证，只是一个例子，可以用于程序的调试。在真正的系统中，WinCE和Linux都应该彼此拥有自己的私钥，并将公钥发给对方，用私钥对文件签名，用公钥验证签名，用公钥加密数据，用私钥解密数据。关于PKI基础知识，这里给个连接：

http://www.youdzone.com/signature.html

多说一句，公钥是不能直接发送给接收方的，因为接收方凭什么相信你呢？所以首先你要向CA提交证书请求，证书中包含公钥，CA对你的请求进行认证后会对你的证书进行签名，然后你可以将这个被CA签名的证书发给接收方，接收方拥有CA的证书，接收方会从CA的证书中取出公钥，然后对接收到的证书进行验证签名，如果验证成功，表示这个证书被CA签过名，是可信任的，然后才会信任发送方，从而从中获得发送方的公钥。接下来就可以验证发送方的签名，并加密数据了。