45747 (Секреты разработки CSP)

Секреты разработки CSP

Юрий Зырянов

Введение

Эта статья для тех, кто по тем или иным причинам решил написать собственный крипто-провайдер для OC семейства Windows. Если Вы хотите реализовать в вашем провайдере нестандартные алгоритмы, то вам предстоит столкнуться с определенными трудностями. Трудности могут возникнуть, например, при попытках использования вашего крипто-провайдера для проверки сертификатов в MS Internet Explorer.

Под нестандартными алгоритмами здесь понимаются не всемирные DES, RSA, DSA и т.д, а, например, алгоритмы семейства ГОСТ. Дело в том, что для RSA и подобных алгоритмов все необходимые идентификаторы уже зашиты в систему, а для ГОСТ-ов (или многих других алгоритмов) надо отдельно позаботиться о том, чтобы система их “увидела”.

Для примеров кода используется Си. Все примеры кода служат только для иллюстрации принципов изложенных в статье и не являются полноценными рабочими программами.

Также подразумевается, что у читателя есть базовые знания в области прикладной криптографии и термины “открытый ключ”, “ASN.1” и подобные для него не являются загадкой.

Интеграция провайдера в Windows

Помимо наличия библиотеки самого провайдера дополнительно требуется:

зарегистрировать провайдер и крипто-алгоритмы в системе, прописав определенные параметры в реестре;

создать библиотеку с функциями конвертирования ключей из форматов криптопровайдера во внешние форматы и зарегистрировать эти функции в реестре;

заменить функцию I_CryptGetDefaultCryptProvider в библиотеке crypt32.dll

Только после выполнения этих действий провайдер нормально интегрируется в систему и вы сможете, например, генерировать сертификаты при помощи вашего провайдера на основе стандартного компонента ОС Windows Server - Сertification services или на тестовом УЦ КриптоПро http://www.cryptopro.ru/certsrv

Корректно будет отображаться статус проверки подписи у сертификатов, подписанных вашим “нестандартным” алгоритмом и т.п.

Далее подробно рассмотрим каждый из упомянутых выше шагов, предполагая при этом что библиотека с Вашим CSP уже имеется и корректно работают все функции провайдера.

Регистрация крипто-провайдера и алгоритмов в системе

Когда у вас уже есть готовая библиотека с реализацией функций CSP, необходимо зарегистрировать ее в системе, для того чтобы новый крипто-провайдер стал доступен различным приложениям.

Процесс регистрации самого CSP подробно описан в MDSN, и повторять эту информацию здесь смысла нет. Все это подробно описано в [1]. Также здесь мы не будем останавливаться на проблеме подписи нового CSP в Microsoft и путях ее обхода. Эта проблема уже многократно обсуждалась на различных форумах, например смотрите [3]. Гораздо интереснее рассмотреть регистрацию криптографических алгоритмов. Каждый алгоритм имеет свой уникальный ASN.1 идентификтор Оbject Identifier - OID. Например, алгоритм подписи ГОСТ-34.10-2001 имеет такой OID (представленный в виде строки) – “1.2.643.2.2.3”. Идентификатор каждого поддерживаемого вашим CSP алгоритма следует занести в реестр. Помимо OID у каждого крипто-алгоритма в Windows существует еще идентификатор в виде четырех-байтового числа – AlgID, по которому алгоритмы идентифицируются в провайдере. Этот идентификатор заноситься в CSP и его можно узнать перечислив алгоритмы посредством вызова CPGetProvParam. В КриптоПро, например, для алгоритма хеширования ГОСТ-34.11-94 AlgID используется значение 0x801e

Пусть нам необходимо зарегистрировать алгоритм подписи ГОСТ-34.10-2001. Тогда в реестре необходимо прописать следующие идентификаторы:

“1.2.643.2.2. 9!1” – Хэш ГОСТ-34.11-94

“1.2.643.2.2.19!3” – Ключ подписи ГОСТ-34.10-2001

“1.2.643.2.2.3!4” – Подпись ГОСТ-34.10-2001 – Алгоритм Хэша + Алгоритм Ключа

Рисунок 1 - Идентификаторы алгоритмов

Далее приведен пример кода регистрации OID алгоритма ГОСТ-34.11-94

// Регистрация GOST-3411-94 HASH OID

//

CRYPT_OID_INFO oidInfo;

int rc = 0;

memset(&oidInfo, 0, sizeof(CRYPT_OID_INFO));

oidInfo.cbSize = sizeof(CRYPT_OID_INFO);

oidInfo.pszOID="1.2.643.2.2.9";

oidInfo.pwszName= L"GOST-3411-94 HASH";

oidInfo.dwGroupId = CRYPT_HASH_ALG_OID_GROUP_ID;

oidInfo.Algid = 0x801e;

oidInfo.ExtraInfo.cbData=0;

oidInfo.ExtraInfo.pbData=0;

rc = CryptRegisterOIDInfo(

&oidInfo,

0

);

if(rc)

printf("nHash algorithm registered”);

else

printf("nError registering hash algorithm”);

Аналогично регистрируются и остальные алгоритмы. Подробную информацию о структуре CRYPT_OID_INFO можно найти в MSDN: http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/seccrypto/security/crypt_oid_info.asp

Для того чтобы провайдер вызывался для проверки сертификата, подписанного нашим “нестандартным” алгоритмом необходимо еще одно дополнительное действие.

Дело в том, что Windows определяет какой провайдер использовать для проверки по полю ExtraInfo (см. ссылку в предыдущем абзаце для описания этого поля) в ключе реестра соответвующему алгоритму подписи – такой ключ мы создаем, вызывая функцию CryptRegisterOIDInfo. Поэтому надо указать системе наш провайдер в качестве провайдера по умолчанию для типа, который занесен в ExtraInfo алгоритма подписи.

Следующий код устанавливает провайдер по умолчанию для определенного типа.

#define YOUR_PROV_NAME "MY_PROV"

#define YOUR_PROV_TYPE 75

rc = CryptSetProvider(

YOUR_PROV_NAME,

YOUR_PROV_TYPE

);

Сценарии применения нашего CSP

Рассмотрим здесь два сценария применения CSP.

Первый сценарий – проверка подписи сертификата. Для проверки подписи система загружает открытый ключ из сертификата, которым подписан проверяемый. Затем по OID алгоритма подписи проверяемого сертификата, так как описано в предыдущем разделе статьи, определяется требуемый провайдер. Чтобы проверить подпись, нужно импортировать открытый ключ в CSP и можно было бы подумать что Windows сразу вызывает функцию нашего провайдера CPImportKey. Но не тут-то было!

Второй сценарий – генерация ключевой пары и отправка запроса на сертификат на Удостоверяющий Центр. Windows загружает наш CSP, генерирует ключевую пару и экспортирует к себе наверх открытый ключ вызывая функцию CPExportKey. Все хорошо. Вроде бы надо взять и поместить полученный буфер с ключом в PKCS#10 запрос, который затем будет отправлен на УЦ. И тут все опять не совсем так.

Рисунок 2 - Запрос на сертификат в УЦ

Рисунок 3 - Процесс создания сертификата

Оказывается, существуют промежуточные функции для экспорта/импорта открытых ключей, и без их реализации ничего хорошего с нашим CSP, в упомянутых выше двух сценариях, не получиться. Беда еще и в том, что функции эти недокументированные и найти информацию по ним крайне сложно. Их описанию посвящен следующий раздел.

Функции конвертирования ключей

Архитектура круговорота открытых ключей для “нестандартных” алгоритмов в Windows представлена на картинке:

Рисунок 4 - Импорт и экспорт открытых ключей в/из CSP

Функция A_ConvertPublicKeyInfo – на входе принимает ключ в формате ASN.1 DER и должна преобразовать его в формат, который “понимает” функция CSP CPImportKey

Функция A_EncodePublicKeyInfoAndParameters на входе принимает ключ в том формате, в котором ключ экспортирует CPExportKey. На выходе A_EncodePublicKeyInfoAndParameters должна сформировать ASN.1 DER структуру с ключом – ту же самую которая в случае импорта передается в A_ConvertPublicKeyInfo – на вход. Надеюсь, вы не запутались во всех этих входах и выходах

Вот сигнатуры и краткие описания параметров этих функций:

BOOL WINAPI A_ConvertPublicKeyInfo(

DWORD dwCertEncodingType, // IN -

VOID *EncodedKeyInfo, // IN – буфер с ключом - указатель

// на структуру CERT_PUBLIC_KEY_INFO

DWORD dwAlg, // IN – AlgId ключа

DWORD dwFlags, // IN – обычно 0

BYTE **ppStructInfo, // OUT – двойной указатель на структуру

// в заголовке структуры идет сначала PUBLICKEYSTRUC, затем DSSPUBKEY,

// а затем сам ключ с параметрами

DWORD *StructLen // OUT – длинна структуры

);

BOOL WINAPI A_EncodePublicKeyAndParameters(

DWORD dwCertEncodingType, // IN

LPCSTR lpszStructType, // IN – OID алгоритма

const void* pvStructInfo, // IN – такая же структура как

// на выходе ConvertPublicKeyInfo

DWORD nStructLen, // IN – длинна входной структуры

DWORD dwFlags, // IN – обычно 0

DWORD Unk, // ? - неизвестно

BYTE **pbPubKey, // OUT – открытый ключ в ASN.1 DER

DWORD* pcPubKeyLen, // OUT – длинна открытого ключа

BYTE **pbParams, // OUT – параметры открытого ключа

DWORD* pcParamsLen // OUT – длинна параметров

);

Форматы ключей зависят от крипто-провайдера и используемых алгоритмов.

Функция I_CryptGetDefaultCryptProvider из crypt32.dll

По непонятной для меня причине Windows часто не пытается искать нужный крипто- провайдер по идентификатору алгоритма с которым требуется работать. В таких случаях она просто вызывает недокументированную функцию I_CryptGetDefaultCryptProvider, и если тот провайдер, который вернула эта функция, не умеет работать с данным алгоритмом, то процесс завершается с ошибкой. Так происходит, например, при разборе в Internet Explorer PKCS#7 ответа в сценарии с запросом сертификата на тестовом УЦ.

HCRYPTPROV WINAPI I_CryptGetDefaultCryptProv(ALG_ID algid);

Необходимо заменить эту функцию таким образом, чтобы при нулевом параметре algid на входе она возвращала наш провайдер, который уже в отличии от штатного провайдера легко справиться с “нестандартными алгоритмами”.

Обсуждение способов замены функций в системной dll выходит далеко за рамки данной статьи. Могу лишь, как один из способов решения, предложить библиотеку Microsoft Detours: http://research.microsoft.com/sn/detours

Привязка закрытого ключа к сертификату

В отличие от открытого ключа закрытые ключи никогда не покидают крипто-провайдер и поэтому когда вы видите что для данного сертификата есть закрытый ключ (как на рисунке) это значит что в контексте этого сертификата существует явная ссылка на закрытый ключ.

Рисунок 5 - Закрытый ключ сертификата

Контекст сертификата это набор дополнительных атрибутов сертификата, которые находятся не в теле сертификата, а хранятся отдельно от него. Одним из таких атрибутов и является ссылка на закрытый ключ, которая состоит из имени провайдера и имени ключевого контейнера.

Пример кода для привязки закрытого ключа к сертификату:

PCCERT_CONTEXT pCert;

CRYPT_KEY_PROV_INFO prov_info;

…

prov_info.cProvParam = 0;

prov_info.rgProvParam = 0;

prov_info.dwFlags = 0;

prov_info.dwKeySpec = AT_SIGNATURE;

prov_info.dwProvType = 0;

prov_info.pwszContainerName = L"key-kont-name";

prov_info.pwszProvName = L"A-CSP";

CertSetCertificateContextProperty(

pCert,

CERT_KEY_PROV_INFO_PROP_ID,

0,

&prov_info

);

Успехов в разработке крипто-провайдера!

http://www.realcoding.net/

Формы в HTML документах

Некоторые WWW browser позволяют пользователю, заполнив специальную форму, возвращающую полученное значение, выполнять некоторые действия на вашем WWW - сервере. Когда форма интерпретируется WEB - броузером, создается специальные экранные элементы GUI, такие, как поля ввода, checkboxes, radiobuttons, выпадающие меню, скроллируемые списки, кнопки и т.д. Когда пользователь заполняет форму и нажимает кнопку "Подтверждение" (SUBMIT - специальный тип кнопки, который задается при описании документа), информация, введенная пользователем в форму, посылается HTTP-серверу для обработки и передаче другим программам, работающим под сервером, в соответствии с CGI (Common Gateway Interface) интерфейсом.

Когда вы описываете форму, каждый элемент ввода данных имеет тэг . Когда пользователь помещает данные в элемент формы, инфоромация размещается в разделе VALUE данного элемента.

Синтаксис

Все формы начинаются тэгом и звершаются тэгом .

Элементы_формы_и_другие_элементы_HTML

METHOD

Метод посылки сообщения с данными из формы. В зависимости от используемого метода вы можете посылать результаты ввода данных в форму двумя путями:

GET: Информация из формы добавляется в конец URL, который был указан в описании заголовка формы. Ваша CGI-программа (CGI-скрипт) получает данные из формы в виде параметра переменной среды QUERY_STRING. Использование метода GET не рекомендуется.

POST: Данный метод передает всю информацию о форме немедленно после обращения к указанному URL. Ваша CGI-программа получает данные из формы в стандартный поток ввода. Сервер не будет пересылать вам сообщение об окончании пересылки данных в стандартный поток ввода; вместо этого используется переменная среды CONTENT_LENGTH для определения, какое количество данных вам необходимо считать из стандартного потока ввода. Данный метод рекомендуется к использованию.

ACTION

ACTION описывает URL, который будет вызываться для обработки формы. Данный URL почти всегда указывает на CGI-программу, обрабатывающую данную форму.

Тэги Формы