小王的尷尬日常（一）--使用RSA公鑰證書解密
最近接了一個活，要用rsa的公鑰解密，這個公鑰儲存在公鑰證書裡面，這個公鑰證書呢… 安裝在了windows作業系統裡。以下是講解部分，如果不想看的直接跳躍到最末尾的程式碼部分。
公鑰–>公鑰證書–>公鑰證書庫（Windows）
我要是使用它呢，就要反向過來：
解密<–提取公鑰<–找到公鑰證書<–開啟公鑰證書庫（Windows）
當時我想這活沒難度so easy， 可第一步就有點尷尬啊，先說這個公鑰證書庫的問題：
第一個證書庫相關的函式，是CertOpenStore， 天下套路千千萬，開啟控制代碼佔一半。無論是Windows還是linux這些個系統函式設計都是一個套路，遵循的樹狀結構。
HCERTSTORE WINAPI CertOpenStore(
__in LPCSTR lpszStoreProvider,
__in DWORD dwMsgAndCertEncodingType,
__in HCRYPTPROV_LEGACY hCryptProv,
__in DWORD dwFlags,
__in const void* pvPara
);
Instruction ：The CertOpenStore function opens a certificate store by using a specified store provider type. While this function can open a certificate store for most purposes, CertOpenSystemStore is recommended to open the most common certificate stores. CertOpenStore is required for more complex options and special cases.
英文不好的兄弟自行腦補，反正就是開啟一個證書庫的操作控制代碼。
然後咱們仔細推敲一下這個函式，咱們先說第一個引數 lpszStoreProvider ，這個引數很重要，它決定了你以後的命運。
lpszStoreProvider
A pointer to a null-terminated ANSI string that specifies the store provider type.
就是選擇一下你開啟的證書庫型別，它有很多種選擇，常用的有以下幾種：
CERT_STORE_PROV_MEMORY 記憶體裡的證書庫，程式裡面建立用來在記憶體裡儲存證書
CERT_STORE_PROV_SYSTEM 系統裡的證書庫，儲存在系統裡面的證書庫
CERT_STORE_PROV_FILENAME 檔案裡面的證書庫，儲存在檔案裡面的證書庫
CERT_STORE_PROV_COLLECTION 證書庫的集合，一般是程式裡面建立用來新增其他證書庫的
上面這四種是比較常用的，而我面臨的情況是證書被安裝在了系統裡面，所以自然要用到 CERT_STORE_PROV_SYSTEM
咱們再說第二個引數 dwMsgAndCertEncodingType，這個就不仔細說了，證書編碼格式，主要有以下兩種：
PKCS_7_ASN_ENCODING
Specifies PKCS #7 message encoding.X509_ASN_ENCODING
Specifies X.509 certificate encoding
第三個引數 hCryptProv：
這個引數是讓你選擇csp，這個直接NULL就好了，預設就可以了。
第四個引數 dwFlags：
這個引數，結合第一個引數的CERT_STORE_PROV_SYSTEM能打出很多種套路，我就說兩個常用的：
CERT_SYSTEM_STORE_LOCAL_MACHINE 本地系統證書庫
CERT_SYSTEM_STORE_CURRENT_USER 當前使用者證書庫
這個選擇完了還不算完，我們還有第五個引數 pvPara ，這個引數我們要指定證書的型別，我們知道在Windows下面證書劃分為：個人、中級證書頒發機構、受信認的根證書頒發機構、受信任的釋出者、其他人。但是這第五個引數怎麼填？跟以上這幾個型別都無關。
這是系統證書庫的登錄檔儲存結構，路徑為：
HKEY_CURRENT_USER（或HKEY_LOCAL_MACHINE）\Software\Microsoft\SystemCertificates，比如說我的是中級證書頒發機構，儲存的子鍵名為 CA，我就把‘CA’作為第五個引數。
HCERTSTORE hSysStore = CertOpenStore(
CERT_STORE_PROV_SYSTEM_A, // The store provider type
0, // The encoding type is
NULL, // Use the default HCRYPTPROV
CERT_SYSTEM_STORE_CURRENT_USER, // Set the store location CERT_SYSTEM_STORE_CURRENT_USER | CERT_SYSTEM_STORE_LOCAL_MACHINE
"CA" // The store name as a Unicode "Root"|"TrustedPeople"|"TrustedPublisher" |"MY"|"TrustedPublisher"
))接下來，我們要找到自己想要的那個證書，大家知道證書有很多的屬性，比如序列號、有效日期、使用者、頒發者、演算法、編碼格式等等，我以其中頒發者作為key，來找到這個證書。網上有很多人說用CertFindCertificateInStore，而我選擇了CertEnumCertificatesInStore，其實都一樣。
PCCERT_CONTEXT pDesiredCert;
while(pDesiredCert = CertEnumCertificatesInStore(
hSysStore,
pDesiredCert))
{
CertGetNameString(pDesiredCert, CERT_NAME_SIMPLE_DISPLAY_TYPE, 0, NULL, issuser, MAX_PATH);
printf("--%s\n", issuser);
CertGetNameString(pDesiredCert, CERT_NAME_SIMPLE_DISPLAY_TYPE, CERT_NAME_ISSUER_FLAG, NULL, issuser, MAX_PATH);
printf("--%s\n", issuser);
if (!strcmp(ISSUSER, issuser))
{
return (0);
}
}讓我尷尬的第一步完成了，接下來的事情更尷尬，本著一路懟到底的樸素思想，既然解析證書用的是WINAPI 那後面解密就用 CryptoAPI 。
CryptoAPI它神奇的地方在於不能直接用來加密解密，它加解密的步驟是這樣的：
//先開啟一個容器
CryptAcquireContext(....)
//匯入key或者產生Key
CryptImportKey(.....)
CryptGenKey(....)
//用Key進行加密或解密
CryptEncrypt(... ..)
CryptDecrypt(... ..)我乖乖的把以上步驟都做完了，更尷尬的事情出現了，解密的時候返回錯誤:0x8009000D 沒有對應的Key選項，我查看了一下記憶體，有值啊，於是我開始網路搜尋，最後再msdn的官網上找到了一個權威的解釋，大體意思如下：
CryptEncrypt 解密的時候預設用私鑰解密，當只匯入公鑰的時候就會報 0x8009000D 沒有對應的Key的錯誤。
我這不r了大象了，我只用公鑰啊，上哪給你找私鑰去？？當我懵逼了三秒之後想出了兩種解決方案：
第一種，把公鑰當做私鑰匯入到容器裡面；
第二種，把公鑰的引數解析出來，用openssl的演算法去解密。
聰明機智的我最終選擇了第二個方案….
openssl 裡面有一個函式 RSA_public_decrypt ，這個完美解決我遇到的尷尬：
int RSA_public_decrypt(
int flen, //n 的長度
const unsigned char *from, //密文資料
unsigned char *to, //解密資料
RSA *rsa, //RSA結構體
int padding); //是否填充這裡面別的引數還好說，最關鍵的就是這個RSA結構體，我們先看CryptoApi裡面公鑰結構
typedef struct _PUBLICKEYSTRUC {
BYTE bType;
BYTE bVersion;
WORD reserved;
ALG_ID aiKeyAlg;
} BLOBHEADER, PUBLICKEYSTRUC;
typedef struct _RSAPUBKEY {
DWORD magic; // Has to be RSA1
DWORD bitlen; // # of bits in modulus
DWORD pubexp; // public exponent
// Modulus data follows
} RSAPUBKEY;
BYTE modulus[rsapubkey.bitlen/8];
//以上為公鑰結構，公私鑰對還包含以下
BYTE prime1[rsapubkey.bitlen/16];
BYTE prime2[rsapubkey.bitlen/16];
BYTE exponent1[rsapubkey.bitlen/16];
BYTE exponent2[rsapubkey.bitlen/16];
BYTE coefficient[rsapubkey.bitlen/16];
BYTE privateExponent[rsapubkey.bitlen/8];我們再看一下openssl 裡面RSA的結構體：
struct rsa_st
{
/* The first parameter is used to pickup errors where
* this is passed instead of aEVP_PKEY, it is set to 0 */
int pad;
long version;
const RSA_METHOD *meth;
/* functional reference if 'meth' is ENGINE-provided */
ENGINE *engine;
BIGNUM *n;
BIGNUM *e;
BIGNUM *d;
BIGNUM *p;
BIGNUM *q;
BIGNUM *dmp1;
BIGNUM *dmq1;
BIGNUM *iqmp;
/* be careful using this if the RSA structure is shared */
CRYPTO_EX_DATA ex_data;
int references;
int flags;
/* Used to cache montgomery values */
BN_MONT_CTX *_method_mod_n;
BN_MONT_CTX *_method_mod_p;
BN_MONT_CTX *_method_mod_q;
/* all BIGNUM values are actually in the following data, if it is not
* NULL */
char *bignum_data;
BN_BLINDING *blinding;
BN_BLINDING *mt_blinding;
};裡面進行公鑰解密時必須的引數為：
const RSA_METHOD *meth;
BIGNUM *n;
BIGNUM *e;
第一個引數是rsa加解密時要用到函式的地址，n和e是我們需要填充的：
RSA.n 對應的是 BYTE modulus[rsapubkey.bitlen/8];
RSA.e 對應的是 RSAPUBKEY.pubexp
下面是完整的程式碼：
#include<openssl/rsa.h>
#include<openssl/pem.h>
#include<openssl/err.h>
#define ISSUSER
#define CONTIANER
#define BUFSIZE 4096
HCERTSTORE hSysStore;
PCCERT_CONTEXT pDesiredCert;
HCRYPTPROV hTmpProv;
HCRYPTKEY hKey;
HANDLE hStoreFileHandle;
char lpPathBuffer[MAX_PATH];
char szTempName[MAX_PATH];
BYTE Rsa_n[BUFSIZE] = {0};
RSA* pRSAPubKey;
BN_ULONG Rsa_e;
//ms-help://MS.VSCC.v90/MS.MSDNQTR.v90.en/seccrypto/security/base_provider_key_blobs.htm
//遍歷找到公鑰證書
int GetCerContext()
{
if(hSysStore = CertOpenStore(
CERT_STORE_PROV_SYSTEM_A, // The store provider type
0, // The encoding type is
NULL, // Use the default HCRYPTPROV
CERT_SYSTEM_STORE_CURRENT_USER, // Set the store location CERT_SYSTEM_STORE_CURRENT_USER | CERT_SYSTEM_STORE_LOCAL_MACHINE
"CA" // The store name as a Unicode "Root"|"TrustedPeople"|"TrustedPublisher" |"MY"|"TrustedPublisher"
))
{
printf("The system store was created successfully.\n");
}
else
{
printf("An error occurred during creation "
"of the system store \n");
return GetLastError();
}
char issuser[MAX_PATH] = {0};
while(pDesiredCert = CertEnumCertificatesInStore(
hSysStore,
pDesiredCert))
{
CertGetNameString(pDesiredCert, CERT_NAME_SIMPLE_DISPLAY_TYPE, 0, NULL, issuser, MAX_PATH);
printf("--%s\n", issuser);
CertGetNameString(pDesiredCert, CERT_NAME_SIMPLE_DISPLAY_TYPE, CERT_NAME_ISSUER_FLAG, NULL, issuser, MAX_PATH);
printf("--%s\n", issuser);
if (!strcmp(ISSUSER, issuser))
{
return (0);
}
}
return GetLastError();
}
//將公鑰匯入容器
int ImportKey()
{
bool bRet = CryptAcquireContext(&hTmpProv, NULL, NULL,
PROV_RSA_FULL, CRYPT_NEWKEYSET); // NULL表示使用系統預設CSP
DWORD dwError = GetLastError();
if (dwError != 0x8009000f
&& dwError != 0x00)
{
return dwError;
}
bRet = CryptAcquireContext(&hTmpProv, CONTIANER, NULL,
PROV_RSA_FULL, CRYPT_MACHINE_KEYSET); // NULL表示使用系統預設CSP
if (!bRet)
{
return GetLastError();
}
bRet = CryptImportPublicKeyInfo(hTmpProv, X509_ASN_ENCODING|PKCS_7_ASN_ENCODING,
&pDesiredCert->pCertInfo->SubjectPublicKeyInfo, &hKey);
if (!bRet)
{
return GetLastError();
}
return 0;
}
int GetRSAPubKey()
{
DWORD cbPubKeyBlob = BUFSIZE;
PUBLICKEYSTRUC sPubKey;
RSAPUBKEY sRSAPubKey;
DWORD dwOffset = 0;
BYTE PubKeyBlob[BUFSIZE] = {0};
BOOL bRet = CryptExportKey(hKey, 0,
PUBLICKEYBLOB, 0, PubKeyBlob, &cbPubKeyBlob);
if (!bRet)
{
return GetLastError();
}
memcpy(&sPubKey, &PubKeyBlob[dwOffset], sizeof(PUBLICKEYSTRUC));
dwOffset += sizeof(PUBLICKEYSTRUC);
memcpy(&sRSAPubKey, &PubKeyBlob[dwOffset], sizeof(RSAPUBKEY));
dwOffset += sizeof(RSAPUBKEY);
memcpy(Rsa_n, &PubKeyBlob[dwOffset], sRSAPubKey.bitlen/8);
pRSAPubKey = RSA_new();
pRSAPubKey->n = BN_new();
pRSAPubKey->e = BN_new();
pRSAPubKey->n->d = (BN_ULONG*)(&Rsa_n[0]);
pRSAPubKey->n->top = sRSAPubKey.bitlen/32 ;
pRSAPubKey->n->dmax = pRSAPubKey->n->top + 1;
pRSAPubKey->n->flags = 1;
pRSAPubKey->n->neg = 0;
Rsa_e = sRSAPubKey.pubexp;
BN_set_word(pRSAPubKey->e, Rsa_e);
return 0;
}
//解密hash值
int DeCryptHash(char* pEnCryptData, char* pDestData)
{
RSA *p_rsa;
int rsa_len = RSA_size(pRSAPubKey);
RSA_public_decrypt(rsa_len, pEnCryptData, pDestData, pRSAPubKey, RSA_NO_PADDING);
//NTE_BAD_FLAGS
return 0;
}
//釋放資源
void Rlease()
{
if (hKey)
{
CryptDestroyKey(hKey);
}
if (hTmpProv)
{
CryptReleaseContext(hTmpProv, 0);
}
if(pDesiredCert)
{
CertFreeCertificateContext(pDesiredCert);
}
if(hSysStore)
{
CertCloseStore(hSysStore, CERT_CLOSE_STORE_CHECK_FLAG);
}
if (hStoreFileHandle != NULL
&& hStoreFileHandle != INVALID_HANDLE_VALUE)
{
CloseHandle(hStoreFileHandle);
}
return;
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
//GetCerContext();
//SaveCerfication();
GetCerContext();
ImportKey();
GetRSAPubKey();
DeCryptHash(...., ....);
Rlease();
return 0;
}