Openssl解析私pfx/p12证书(1)
PKCS#12标准描述了个人标识信息的语法，一种交换数字证书的加密标准，包括用户公钥、私钥、证书等。Openssl提供了API供我们解析pfx/p12文件，提取我们需要的信息。
首先我们需要了解几个数据结构，由于Openssl文档里面有些介绍的不是很详细，在这里列举一下：
1、X509 struct
typedef struct x509_st X509;
struct x509_st
{
X509_CINF *cert_info;//证书主体信息
X509_ALGOR *sig_alg;//签名算法信息
ASN1_BIT_STRING *signature;//CA对证书的签名值
int valid;//是否是合法证书，1为合法，0为未知
int references;//引用次数，被引用一次则加一
char *name;//证书持有者信息，内容形式为/C=CN/O=ourinfo，该内容在调用d2i_X509的过程中，通过回调函数x509_cb(crypto/asn1/x_x509.c)调用X509_NAME_oneline来设置
CRYPTO_EX_DATA ex_data;//扩展数据结构，用于存放用户自定义的信息
/* These contain copies of various extension values */
long ex_pathlen;//证书路径长度，对应扩展项为NID_basic_constraints
long ex_pcpathlen;
unsigned long ex_flags;//通过“与”计算存放各种标记
unsigned long ex_kusage;//密钥用法，对应扩展项为NID_key_usage
unsigned long ex_xkusage;//扩展密钥用法，对应扩展项为NID_ext_key_usage
unsigned long ex_nscert;//Netscape证书类型，对应扩展项为NID_netscape_cert_type
ASN1_OCTET_STRING *skid;//主体密钥标识，对应扩展项为NID_subject_key_identifier
struct AUTHORITY_KEYID_st *akid;//颁发者密钥标识，对应扩展项为NID_authority_key_identifier
X509_POLICY_CACHE *policy_cache;//各种策略缓存，对应的策略为NID_policy_constraints、NID_certificate_policies、NID_policy_mappings和NID_inhibit_any_policy
#ifndef OPENSSL_NO_RFC3779
STACK_OF(IPAddressFamily) *rfc3779_addr;
struct ASIdentifiers_st *rfc3779_asid;
#endif
#ifndef OPENSSL_NO_SHA
unsigned char sha1_hash[SHA_DIGEST_LENGTH];//存放证书的sha1摘要值
#endif
X509_CERT_AUX *aux;//辅助信息
} /* X509 */;2、X509_CINF struct
typedef struct x509_cinf_st
{
ASN1_INTEGER *version;/* 证书版本，0代表V1，1代表V2 */
ASN1_INTEGER *serialNumber;//证书序列号
X509_ALGOR *signature;//签名算法
X509_NAME *issuer;//颁发者信息
X509_VAL *validity;//有效期
X509_NAME *subject;//拥有者信息
X509_PUBKEY *key;//拥有者的公钥
ASN1_BIT_STRING *issuerUID;/* [ 1 ] optional in v2 */
ASN1_BIT_STRING *subjectUID;/* [ 2 ] optional in v2 */
STACK_OF(X509_EXTENSION) *extensions;/* [ 3 ] optional in v3 */
} X509_CINF;3、EVP_PKEY struct
typedef struct evp_pkey_st EVP_PKEY;
typedef struct evp_pkey_st
{
int type;
int save_type;
int references;
union
{
char *ptr;//存放密钥结构地址
#ifndef OPENSSL_NO_RSA
struct rsa_st *rsa; /* RSA */
#endif
#ifndef OPENSSL_NO_DSA
struct dsa_st *dsa; /* DSA */
#endif
#ifndef OPENSSL_NO_DH
struct dh_st *dh; /* DH */
#endif
} pkey;
int save_parameters;
STACK_OF(X509_ATTRIBUTE) *attributes; /* [ 0 ] */ //存放密钥属性
}EVP_PKEY;4、RSA struct
typedef struct rsa_st RSA;
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;//RSA_METHOD结构，指明了本RSA密钥的各种运算函数地址
/* functional reference if 'meth' is ENGINE-provided */
ENGINE *engine;//硬件引擎
BIGNUM *n; //public modulus
BIGNUM *e; //public exponent
BIGNUM *d; //private exponent
BIGNUM *p; //secret prime factor
BIGNUM *q; //secret prime factor
BIGNUM *dmp1; //d mod (p-1)
BIGNUM *dmq1; //d mod (q-1)
BIGNUM *iqmp; //q^(-1) mod p
/* be careful using this if the RSA structure is shared */
CRYPTO_EX_DATA ex_data;//扩展数据结构，用于存放用户数据
int references;//RSA结构引用数
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;
};5、BIGNUM struct
typedef struct bignum_st BIGNUM;
struct bignum_st
{
BN_ULONG *d;//BN_ULONG(应系统而异，win32下为4个字节)数组指针首地址，大数就存放在这里面，不过是倒放的
int top;//用来指明大数占多少个BN_ULONG空间
int dmax;//d数组的大小
int neg;//是否为负数，如果为1，则是负数，为0，则为正数
int flags;//用于存放一些标记，比如flags含有BN_FLG_STATIC_DATA时，表明d的内存是静态分配的；含有BN_FLG_MALLOCED时，d的内存是动态分配的
};6、STACK_OF struct
#define STACK_OF(type) STACK
typedef struct stack_st
{
int num;//堆栈中存放数据的个数
char **data;//用于存放数据地址，每个数据地址存放在data[0]到data[num-1]中
int sorted;//堆栈是否已排序，如果排序则值为1，否则为0，堆栈数据一般是无序的，只有当用户调用了sk_sort操作，其值才为1
int num_alloc;//
int (*comp)(const char * const *, const char * const *);//堆栈内存放数据的比较函数地址，此函数用于排序和查找操作
} STACK; 7、PKCS12 struct
typedef struct
{
ASN1_INTEGER *version;
PKCS12_MAC_DATA *mac;
PKCS7 *authsafes;
} PKCS12;version为版本，mac用于存放MAC信息以及对称密钥相关的信息，authsafes为pkcs7结构，用于存放的证书、crl以及私钥等各种信息
下面是测试代码，先从PEM中提取信息保存到P12文件中，然后从p12中提取密钥用来加密和解密数据：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
extern "C"
{
#include
}
#pragma comment(lib, "libeay32.lib")
#pragma comment(lib, "ssleay32.lib")
#define CERTS_FILE "mmm.pem"
#define CLNT_KEY CERTS_FILE
//使用*.p12作为扩展名会使得Windows操作系统正确认识和处理它
#define PKCS12_FILE "mao1.p12"
void print(const char *promptStr,unsigned char *data,int len )
{
int i;
printf("n==%s[输出长度=%d]=====n",promptStr,len);
for(i = 0; i < len; i++)
printf("%02x", data[i]);
printf("n=======================n");
}
int main(int argc, char *argv[])
{
X509 *cert_clnt,*cert_tmp;
EVP_PKEY *pkey;
EVP_PKEY *pkey_frompkcs12;
STACK_OF(X509) *ca_chain=NULL;
PKCS12 *pkcs12;
FILE *fp;
char* pass="123456";
char* name="Client Private/Publication Key";
char plainText[]="[For a test to read/write pkcs12 object]";
unsigned char encData[512];
char decData[512];
int len=0;
OpenSSL_add_all_algorithms();
ERR_load_crypto_strings();
//seed_prng();
//读入私钥对象
if ( NULL == (fp = fopen(CLNT_KEY, "r")) ||
NULL == (pkey = PEM_read_PrivateKey(fp, NULL, NULL, NULL)))
{
printf("读客户端私钥出错");
return -1;
}
rewind(fp);
//读入证书链
ca_chain = sk_X509_new_null();
while(1)
{
//文件指针被移动，所以循环可以读取所有证书
if ( NULL==(cert_tmp = PEM_read_X509(fp, NULL, NULL, NULL)))
{
break;
}
sk_X509_push(ca_chain, cert_tmp);
if( 1==ca_chain->num )
{
cert_clnt=cert_tmp;//客户端证书
}
}
fclose(fp);
printf("%d个证书在证书文件%s中n",ca_chain->num,CERTS_FILE);
if(ca_chain->num==0)
{
printf("没有证书在%sn",CERTS_FILE);
return -1;
}
//ca_chain=NULL;
//创建PKCS12对象
pkcs12=PKCS12_create(
pass, //对象保护口令
name, //对象名称
pkey, //要保护的私钥
cert_clnt, //对应私钥的证书对象
ca_chain, //用于验证证书的证书链
0,0,0,0,0 //其它缺省或者未指定参数
);
if( NULL==pkcs12)
{printf("创建PKCS12对象时出错");
return -1;
}
//将对象写入文件
if ( NULL == (fp = fopen(PKCS12_FILE, "w")) )
{
printf("以写方式打开文件%s时出错n",PKCS12_FILE);
return -1;
}
if ( i2d_PKCS12_fp(fp,pkcs12) != 1)
{printf("将pkcs12对象写入文件时出错n");
return -1;
}
fclose(fp);
if ( NULL == (fp = fopen(PKCS12_FILE, "r")) )
{
printf("以读方式打开文件%s时出错n",PKCS12_FILE);
return -1;
}
if( NULL==(pkcs12=d2i_PKCS12_fp(fp, NULL)) )
{printf("从文件中读pkcs12对象时出错");
return -1;
}
sk_X509_pop_free(ca_chain,X509_free);
// EVP_PKEY_free(pkey);//释放该公钥对象
ca_chain=NULL;
cert_clnt=NULL;
//从PKCS12对象中解析出私钥，证书链，以及证书。
//当然由于pkcs12对象受密码保护，所以要输入保护密码
if( PKCS12_parse(pkcs12,pass, &pkey_frompkcs12,&cert_clnt,&ca_chain)!=1)
{
printf("解析pkcs12对象时出错");
return -1;
}
// PKCS7 *authsafebag = pkcs12->authsafes;
// STACK_OF(PKCS12_SAFEBAG)* pkcs12_safebag = PKCS12_unpack_p7data(authsafebag);
// char* temp = sk_value(pkcs12_safebag,1);
//
// PKCS12_SAFEBAG* pkcs12_temp = (PKCS12_SAFEBAG*)temp;
// ASN1_OBJECT* type = pkcs12_temp->type;
//
// int nsize = BN_num_bytes(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->n);
// unsigned char* ndata = new unsigned char[nsize];
//
// int ret = BN_bn2bin(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->n,ndata);
//
// int esize = BN_num_bytes(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->e);
// unsigned char* edata = new unsigned char[esize];
//
// ret = BN_bn2bin(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->e,edata);
// int dsize = BN_num_bytes(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->d);
// unsigned char* ddata = new unsigned char[dsize];
//
// ret = BN_bn2bin(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->d,ddata);
// int psize = BN_num_bytes(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->p);
// unsigned char* pdata = new unsigned char[psize];
//
// ret = BN_bn2bin(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->p,pdata);
// int qsize = BN_num_bytes(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->q);
// unsigned char* qdata = new unsigned char[qsize];
//
// ret = BN_bn2bin(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->q,qdata);
// int dmp1size = BN_num_bytes(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->dmp1);
// unsigned char* dmp1data = new unsigned char[dmp1size];
//
// ret = BN_bn2bin(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->dmp1,dmp1data);
// int dmqsize = BN_num_bytes(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->dmq1);
// unsigned char* dmq1data = new unsigned char[dmqsize];
//
// ret = BN_bn2bin(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->dmq1,dmq1data);
// int idmpsize = BN_num_bytes(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->iqmp);
// unsigned char* iqmpdata = new unsigned char[idmpsize];
//
// ret = BN_bn2bin(pkey_frompkcs12->pkey.rsa->iqmp,iqmpdata);
//
// delete[] ndata;
// delete[] edata;
// delete[] ddata;
// delete[] pdata;
// delete[] qdata;
// delete[] dmp1data;
// delete[] dmq1data;
// delete[] iqmpdata;
printf("读取并解析pkcs12对象成功n pkcs 文件: n"
" %sn 证书编号:%dn 证书名:%sn",
PKCS12_FILE,ca_chain->num,cert_clnt->name);
//利用解析出来的私钥去加密和解密
len=EVP_PKEY_encrypt(encData,(const unsigned char*)plainText,
sizeof(plainText),pkey_frompkcs12);
if(len==-1)
{printf("EVP_PKEY_encrypt失败");
return -1;
}
print("加密后的数据是：",encData,len);
//用公钥解密
len=EVP_PKEY_decrypt((unsigned char*)
decData,encData,len,pkey_frompkcs12);
if(len==-1)
{printf("EVP_PKEY_decrypt 失败");
return -1;
}
//print("解密后的数据是：",(unsigned char *)decData,len);
printf("n 明文是[长度=%d]:%sn",len,decData);
printf("n click any key to continue.");getchar();
return 0;
}