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无法使用 JS 验证 Go 生成的 ECDSA 签名

王林

Feb 10, 2024 pm 08:03 PM

go语言区块链移动应用程序

无法使用 JS 验证 Go 生成的 ECDSA 签名

php小编小新在使用Go语言生成ECDSA签名时遇到了一个问题，即无法使用JS进行验证。这个问题的解决方法是在Go代码中添加一些附加的字段，以确保签名的正确性。通过对Go代码进行一些修改，我们可以解决这个问题，并使得JS能够正确验证Go生成的ECDSA签名。这篇文章将为您详细介绍具体的解决方法和步骤。

问题内容

我遇到了一个小问题，（我的假设是有一件小事情阻碍了我，但我不知道是什么），如标题中所述。

我将首先概述我正在做的事情，然后提供我所拥有的一切。

项目概述

我在移动应用程序中使用 SHA-256 对文件进行哈希处理，并使用 ECDSA P-256 密钥在后端对哈希进行签名。然后这种情况就一直持续下去。如果用户需要，他可以通过再次散列文件并查找散列并获取散列、一些元数据和签名来验证文件的完整性。

为了验证数据已提交给我的应用程序而不是第三方（哈希值保留在区块链中，但这对于此问题并不重要），应用程序将尝试使用公钥验证签名。这工作很好。

现在我也想将此选项添加到我的网站，但问题是。如果我使用 jsrsasign 或 webcrypto api，我的签名无效。

数据

签名示例：3045022100f28c29042a6d766810e21f2c0a1839f93140989299cae1d37b49a454373659c802203d0967be0696686414fe2efed3a71bc1639d066 ee127cfb7c0ad369521459d00
公钥：

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEq6iOuQeIhlhywCjo5yoABGODOJRZ
c6/L8XzUYEsocCbc/JHiByGjuB3G9cSU2vUi1HUy5LsCtX2wlHSEObGVBw==
-----END PUBLIC KEY-----

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哈希值：bb5dbfcb5206282627254ab23397cda842b082696466f2563503f79a5dccf942

脚本

JS代码

<code>const validHash = document.getElementById("valid-hash");
const locationEmbedded = document.getElementById("location-embedded")
const signatureValid = document.getElementById("valid-sig")
const fileSelector = document.getElementById('file-upload');
const mcaptchaToken = document.getElementById("mcaptcha__token")
const submission = document.getElementById("submission")
let publicKey;

fileSelector.addEventListener("change", (event) => {
    document.getElementsByClassName("file-upload-label")[0].innerHTML = event.target.files[0].name
})
submission.addEventListener('click', async (event) => {
    let token = mcaptchaToken.value
    if (token == null || token == "") {
        alert("Please activate the Captcha!")
        return
    }
    const fileList = fileSelector.files;
    if (fileList[0]) {
        const file = fileList[0]
        const fileSize = file.size;
        let fileData = await readBinaryFile(file)
        let byteArray = new Uint8Array(fileData);
        const bytes = await hashFile(byteArray)
        try {
            let resp = await callApi(toHex(bytes), token)
            validHash.innerHTML = "\u2713"

            const mediainfo = await MediaInfo({ format: 'object' }, async (mediaInfo) => { // Taken from docs
                mediaInfo.analyzeData(() => file.size, (chunkSize, offset) => {
                    return new Promise((resolve, reject) => {
                        const reader = new FileReader()
                        reader.onload = (event) => {
                            if (event.target.error) {
                                reject(event.target.error)
                            }
                            resolve(new Uint8Array(event.target.result))
                        }
                        reader.readAsArrayBuffer(file.slice(offset, offset + chunkSize))
                    })
                })
                try {
                    let tags = mediaInfo.media.track[0].extra
                    latitude = tags.LATITUDE
                    longitude = tags.LONGITUDE
                    if (latitude && longitude) {
                        locationEmbedded.innerHTML = "\u2713"
                    } else {
                        locationEmbedded.innerHTML = "\u2717"
                    }
                } catch (e) {
                    locationEmbedded.innerHTML = "\u2717"
                }
               
            })
            if (publicKey == undefined) {
                let req = await fetch("/publickey")
                if (req.ok) {
                    publicKey = await req.text()
                } else {
                    throw "Could not get public key"
                }
            }

            let signature = resp.data.comment
            if (signature == null || signature == "") {
                throw "No signature found"
            }
            //const timeStamps = resp.data.timestamps
            const hashString = resp.data.hash_string
            console.log(hashString)
            if (hashString !== toHex(bytes)) {
                validHash.innerHTML = "\u2717"
            } else {
                validHash.innerHTML = "\u2713"
            }
            const result = await validateSignature(publicKey, signature, hashString)
            console.log("Valid signature: " + result)
            if (result) {
                signatureValid.innerHTML = "\u2713"
            } else {
                signatureValid.innerHTML = "\u2717"
            }
            mcaptchaToken.value = ""
        } catch (e) {
            alert("Error: " + e)
            window.location.reload()
        }

    } else {
        alert("No file selected");
    }
});


function toHex(buffer) {
    return Array.prototype.map.call(buffer, x => ('00' + x.toString(16)).slice(-2)).join('');
}

async function callApi(hash, token) {
    const url = "/verify";
    let resp = await fetch(url, {
        headers: { "X-MCAPTCHA-TOKEN": token },
        method: "POST",
        body: JSON.stringify({ hash: hash })
    })
    if (resp.ok) {
        return await resp.json();
    } else {
        if (resp.status == 401) {
            throw resp.status
        } else {
            console.log(resp)
            throw "Your hash is either invalid or has not been submitted via the Decentproof App!"
        }
    }
}

async function hashFile(byteArray) {
    let hashBytes = await window.crypto.subtle.digest('SHA-256', byteArray);
    return new Uint8Array(hashBytes)
}

async function validateSignature(key, signature,hashData) {
    const importedKey = importPublicKey(key)
    const sig = new KJUR.crypto.Signature({"alg": "SHA256withECDSA"});
    sig.init(importedKey)
    sig.updateHex(hashData);
    return sig.verify(signature)
}

function readBinaryFile(file) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        var fr = new FileReader();
        fr.onload = () => {
            resolve(fr.result)
        };
        fr.readAsArrayBuffer(file);
    });
}

function importPublicKey(pem) {
    console.log(pem)
    return KEYUTIL.getKey(pem); 
  }

  function hexToBytes(hex) {
    for (var bytes = [], c = 0; c < hex.length; c += 2)
    bytes.push(parseInt(hex.substr(c, 2), 16));
    return new Uint8Array(bytes);
}
</code>

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应用验证码（Flutter Dart）

<code>import 'dart:convert';
import 'package:convert/convert.dart';
import 'dart:typed_data';
import 'package:basic_utils/basic_utils.dart';
import 'package:decentproof/features/verification/interfaces/ISignatureVerifcationService.dart';
import 'package:pointycastle/asn1/asn1_parser.dart';
import 'package:pointycastle/asn1/primitives/asn1_integer.dart';
import 'package:pointycastle/signers/ecdsa_signer.dart';

class SignatureVerificationService implements ISignatureVerificationService {
  late final ECPublicKey pubKey;
  SignatureVerificationService() {
    pubKey = loadAndPrepPubKey();
  }

  final String pemPubKey = """
-----BEGIN EC PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEq6iOuQeIhlhywCjo5yoABGODOJRZ
c6/L8XzUYEsocCbc/JHiByGjuB3G9cSU2vUi1HUy5LsCtX2wlHSEObGVBw==
-----END EC PUBLIC KEY-----
""";

  ECSignature loadAndConvertSignature(String sig) {
    //Based on: https://github.com/bcgit/pc-dart/issues/159#issuecomment-1105689978
    Uint8List bytes = Uint8List.fromList(hex.decode(sig));
    ASN1Parser p = ASN1Parser(bytes);
    //Needs to be dynamic or otherwise throws odd errors
    final seq = p.nextObject() as dynamic;
    ASN1Integer ar = seq.elements?[0] as ASN1Integer;
    ASN1Integer as = seq.elements?[1] as ASN1Integer;
    BigInt r = ar.integer!;
    BigInt s = as.integer!;
    return ECSignature(r, s);
  }

  ECPublicKey loadAndPrepPubKey() {
    return CryptoUtils.ecPublicKeyFromPem(pemPubKey);
  }

  @override
  bool verify(String hash, String sig) {
    ECSignature convertedSig = loadAndConvertSignature(sig);
    final ECDSASigner signer = ECDSASigner();
    signer.init(false, PublicKeyParameter<ECPublicKey>(loadAndPrepPubKey()));
    Uint8List messageAsBytes = Uint8List.fromList(utf8.encode(hash));
    return signer.verifySignature(messageAsBytes, convertedSig);
  }
}
</code>

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密钥生成脚本（Go）

<code>package main

import (
    "crypto/ecdsa"
    "crypto/elliptic"
    "crypto/rand"
    "crypto/x509"
    "encoding/pem"
    "flag"
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    var outPutDir string
    var outPutFileName string
    flag.StringVar(&outPutDir, "out", "./", "Output directory")
    flag.StringVar(&outPutFileName, "name", "key", "Output file name e.g key, my_project_key etc. Adding .pem is not needed")
    flag.Parse()
    key, err := generateKeys()
    if err != nil {
        fmt.Printf("Something went wrong %d", err)
        return
    }
    err = saveKeys(key, outPutDir, outPutFileName)
    if err != nil {
        fmt.Printf("Something went wrong %d", err)
        return
    }
    fmt.Printf("Keys generated and saved to %s%s.pem and %spub_%s.pem", outPutDir, outPutFileName, outPutDir, outPutFileName)

}

func generateKeys() (*ecdsa.PrivateKey, error) {
    return ecdsa.GenerateKey(elliptic.P256(), rand.Reader)
}
func saveKeys(key *ecdsa.PrivateKey, outPutDir string, outPutFileName string) error {
    bytes, err := x509.MarshalECPrivateKey(key)
    if err != nil {
        return err
    }
    privBloc := pem.Block{Type: "EC PRIVATE KEY", Bytes: bytes}
    privKeyFile, err := os.Create(outPutDir + outPutFileName + ".pem")
    if err != nil {
        return err
    }
    defer privKeyFile.Close()
    err = pem.Encode(privKeyFile, &privBloc)
    if err != nil {
        return err
    }

    bytes, err = x509.MarshalPKIXPublicKey(&key.PublicKey)
    pubBloc := pem.Block{Type: "EC Public KEY", Bytes: bytes}
    pubKeyFile, err := os.Create(outPutDir + "pub_" + outPutFileName + ".pem")
    if err != nil {
        return err
    }
    defer pubKeyFile.Close()
    err = pem.Encode(pubKeyFile, &pubBloc)
    if err != nil {
        return err
    }

    return nil
}
</code>

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链接到签名包装器脚本：链接

我的尝试

我已经使用两个新的密钥对（和您的库）进行了测试，以签署一些示例数据，以查看密钥中的内容是否错误，事实并非如此
我已经使用您的库和我的私钥测试了签名数据，并使用我的公钥对其进行了验证，以查看我的私钥是否已损坏，事实并非如此
我已经尝试了网络加密 API 的全部操作，但没有成功
我尝试加载 ECDSA 公钥并使用 new KJUR.crypto.ECDSA({"curve":"secp256r1"}).verifyHex(hash,signature,pubKeyHex) 与上述数据，它没有不起作用（仅在浏览器控制台中测试）
我使用了 Firefox 和 Safari 来查看是否有任何差异，但没有改变任何内容
我尝试通过 sig.updateString(hashData) 将哈希值作为字符串传递，但没有成功
还有其他一些较小的变化
比较网站和应用网站上的哈希、r & s + 签名，一切都符合预期。
我已经从前端到后端跟踪了整个过程，没有数据发生变化

我的最后一次尝试是第四次尝试，因为至少从我的理解来看，如果您使用常规方式（我在上面的脚本中所做的），您的数据会被散列，就我而言，这是相反的富有成效，因为我已经得到了哈希值，所以如果它被哈希两次，当然，它不会匹配。但是由于我不明白的原因，我仍然得到 false 作为返回值。

最后一个想法，如果使用 P-256 签名，问题是否可能是 go ecdsa 库将消息截断为 32 个字节？也许在 JS 中则不然？

解决方法

JavaScript 代码中的验证与 Dart 代码不兼容，原因有两个：

首先，JavaScript代码使用KJUR.crypto.Signature ()，它隐式对数据进行哈希处理。由于数据已经被散列，这会导致双重散列。在 Dart 方面，不会发生隐式哈希（因为 ECDSASigner())。
为了避免 JavaScript 端的隐式哈希并与 Dart 代码兼容，KJUR.crypto.ECDSA() 可以用来代替 KJUR.crypto.Signature()。
其次，JavaScript 代码中的 updateHex() 对十六进制编码的哈希值执行十六进制解码，而在 Dart 代码中，十六进制编码的哈希值是 UTF-8 编码的。
为了与 Dart 代码兼容，十六进制编码的哈希值在 JavaScript 代码中也必须采用 UTF-8 编码。

以下 JavaScript 代码解决了这两个问题：

(async () => {

var spki = `-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEq6iOuQeIhlhywCjo5yoABGODOJRZ
c6/L8XzUYEsocCbc/JHiByGjuB3G9cSU2vUi1HUy5LsCtX2wlHSEObGVBw==
-----END PUBLIC KEY-----`; 
var pubkey = KEYUTIL.getKey(spki).getPublicKeyXYHex()
var pubkeyHex = '04' + pubkey.x + pubkey.y

var msgHashHex = ArrayBuffertohex(new TextEncoder().encode("bb5dbfcb5206282627254ab23397cda842b082696466f2563503f79a5dccf942").buffer)
// var msgHashHex = ArrayBuffertohex(new TextEncoder().encode("bb5dbfcb5206282627254ab23397cda8").buffer); // works also since only the first 32 bytes are considered for P-256

var sigHex = "3045022100f28c29042a6d766810e21f2c0a1839f93140989299cae1d37b49a454373659c802203d0967be0696686414fe2efed3a71bc1639d066ee127cfb7c0ad369521459d00"

var ec = new KJUR.crypto.ECDSA({'curve': 'secp256r1'})
var verified = ec.verifyHex(msgHashHex, sigHex, pubkeyHex)
console.log("Verification:", verified)
 
})();

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<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jsrsasign/10.4.0/jsrsasign-all-min.js"></script>

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