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Différence entre SHA256withRSA et SHA256 puis RSA

Quelle est la différence entre calculer une signature avec les deux méthodes suivantes?

  1. Calculer une signature avec Signature.getInstance("SHA256withRSA")
  2. Calculer SHA256 avec MessageDigest.getInstance("SHA-256") et calculer le résumé avec Signature.getInstance("RSA"); pour obtenir la signature?

S'ils sont différents, existe-t-il un moyen de modifier la méthode 2 pour que les deux méthodes donnent la même sortie?

J'ai essayé le code suivant:

package mysha.mysha;
import Java.security.MessageDigest;
import Java.security.PrivateKey;
import Java.security.Security;
import Java.security.Signature;

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;

public class MySHA256 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //compute SHA256 first
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
        String s = "1234";
        MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        messageDigest.update(s.getBytes());
        byte[] outputDigest = messageDigest.digest();       
        //sign SHA256 with RSA
        PrivateKey privateKey = Share.loadPk8("D:/key.pk8");
        Signature rsaSignature = Signature.getInstance("RSA");
        rsaSignature.initSign(privateKey);
        rsaSignature.update(outputDigest);
        byte[] signed = rsaSignature.sign();
        System.out.println(bytesToHex(signed));


        //compute SHA256withRSA as a single step
        Signature rsaSha256Signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
        rsaSha256Signature.initSign(privateKey);
        rsaSha256Signature.update(s.getBytes());
        byte[] signed2 = rsaSha256Signature.sign();
        System.out.println(bytesToHex(signed2));
    }

    public static String bytesToHex(byte[] bytes) {
        final char[] hexArray = "0123456789ABCDEF".toCharArray();
        char[] hexChars = new char[bytes.length * 2];
        for ( int j = 0; j < bytes.length; j++ ) {
            int v = bytes[j] & 0xFF;
            hexChars[j * 2] = hexArray[v >>> 4];
            hexChars[j * 2 + 1] = hexArray[v & 0x0F];
        }
        return new String(hexChars);
    }

}

Néanmoins, les sorties ne sont pas les mêmes.

Voici l'exemple de sortie avec ma clé de test:

méthode 1: 61427B2A2CF1902A4B15F80156AEB09D8096BA1271F89F1919C78B18D0BABA08AA043A0037934B5AE3FC0EB7702898AC5AE96517AFD93433DF540353BCCE72A470CFA4B765D5835E7EA77743F3C4A0ABB11414B0141EF7ECCD2D5285A69728D0D0709C2537D6A772418A928B0E168F81C99B538FD25BDA7496AE8E185AC46F39

méthode 2: BA9039B75CA8A40DC9A7AED51E174E2B3365B2D6A1CF94DF70A00D898074A51FDD9973672DDE95CBAC39EBE4F3BA529C538ED0FF9F0A3F9A8CE203F1DFFA907DC508643906AA86DA54DFF8A90B00F5F116D13A53731384C1C5C9C4E75A3E41DAF88F74D2F1BCCF818764A4AB144A081B641C1C488AC8B194EB14BC9D1928E4EA

Mise à jour 1:

Selon la réponse de mkl, je modifie mon code mais je n'arrive toujours pas à le faire correctement. Dois-je encore manquer quelque chose?

package mysha.mysha;
import Java.io.ByteArrayOutputStream;
import Java.io.IOException;
import Java.security.MessageDigest;
import Java.security.PrivateKey;
import Java.security.Security;
import Java.security.Signature;

import org.bouncycastle.asn1.DEROutputStream;
import org.bouncycastle.asn1.nist.NISTObjectIdentifiers;
import org.bouncycastle.asn1.x509.AlgorithmIdentifier;
import org.bouncycastle.asn1.x509.DigestInfo;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;

public class MySHA256 { 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //compute SHA256 first
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
        String s = "1234";
        MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        messageDigest.update(s.getBytes());
        byte[] outputDigest = messageDigest.digest();

        AlgorithmIdentifier sha256Aid = new AlgorithmIdentifier(NISTObjectIdentifiers.id_sha256, null);
        DigestInfo di = new DigestInfo(sha256Aid, outputDigest);
        //sign SHA256 with RSA
        PrivateKey privateKey = Share.loadPk8("D:/key.pk8");
        Signature rsaSignature = Signature.getInstance("RSA");
        rsaSignature.initSign(privateKey);
        rsaSignature.update(di.toASN1Primitive().getEncoded());
        byte[] signed = rsaSignature.sign();
        System.out.println("method 1: "+bytesToHex(signed));


        //compute SHA256withRSA as a single step
        Signature rsaSha256Signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
        rsaSha256Signature.initSign(privateKey);
        rsaSha256Signature.update(s.getBytes());
        byte[] signed2 = rsaSha256Signature.sign();
        System.out.println("method 2: "+bytesToHex(signed2));
    }
    public static String bytesToHex(byte[] bytes) {
        final char[] hexArray = "0123456789ABCDEF".toCharArray();
        char[] hexChars = new char[bytes.length * 2];
        for ( int j = 0; j < bytes.length; j++ ) {
            int v = bytes[j] & 0xFF;
            hexChars[j * 2] = hexArray[v >>> 4];
            hexChars[j * 2 + 1] = hexArray[v & 0x0F];
        }
        return new String(hexChars);
    }
}

méthode 1: 675D868546777C5A9B5E74988E0CD41A46A929C1D0890B32B1FBE34F12D68F1FDB56E623294DB903F6AC60A2ADA61976B27C66056A16F5790A78168803AD2C685F9B4CF983C939305A9819CBA9D95441CD7214D40D06A98B4DDF9692A7D300DD51E808A6722A0D7C288DBD476DF4DEEBB3DAF41CFC0978F24424960F86F0284E

méthode 2: BA9039B75CA8A40DC9A7AED51E174E2B3365B2D6A1CF94DF70A00D898074A51FDD9973672DDE95CBAC39EBE4F3BA529C538ED0FF9F0A3F9A8CE203F1DFFA907DC508643906AA86DA54DFF8A90B00F5F116D13A53731384C1C5C9C4E75A3E41DAF88F74D2F1BCCF818764A4AB144A081B641C1C488AC8B194EB14BC9D1928E4EA

javarsadigital-signaturebouncycastle
27
Greenhand

La différence

La différence entre signer avec "SHA256withRSA" et calculer le hachage SHA256 et le signer avec "RSA" (= "NONEwithRSA") est avant tout que dans le premier cas, la valeur de hachage SHA-256 calculée est d'abord encapsulée dans une structure DigestInfo

DigestInfo ::= SEQUENCE {
    digestAlgorithm DigestAlgorithm,
    digest OCTET STRING
}

avant d'être rembourré puis chiffré alors que dans ce dernier cas, la valeur de hachage SHA256 nue est rembourrée et chiffrée.

S'ils sont différents, existe-t-il un moyen de modifier la méthode 2 pour que les deux méthodes donnent la même sortie?

Tout d'abord, vous devrez encapsuler la valeur de hachage dans une structure DigestInfo avant de signer à l'aide de "NONEwithRSA".

RFC 3447 Section 9.2 aide ici en déclarant dans la note 1 que

1. For the six hash functions mentioned in Appendix B.1, the DER
   encoding T of the DigestInfo value is equal to the following:
   ...
   SHA-256: (0x)30 31 30 0d 06 09 60 86 48 01 65 03 04 02 01 05 00
                04 20 || H.

Faire fonctionner

En réponse à la section ci-dessus, le PO a mis à jour sa question avec le code mis à jour. Malheureusement, cela n'a pas encore fonctionné pour lui. Ainsi,

Le code de l'OP

J'ai exécuté le code de l'OP ( SignInSteps.Java ). Comme il n'a pas fourni la clé privée, j'ai utilisé ma propre clé de test ( demo-rsa2048.p12 ). Le résultat:

GreenhandOriginal:
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

GreenhandUpdated:
method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
method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

Ainsi, contrairement aux observations du PO, les signatures sont égales dans le cas du code mis à jour.

Ne supposant pas d'erreurs de copier-coller, il peut encore y avoir d'autres différences impliquées.

L'environnement

J'ai testé en utilisant Java 8 (1.8.0_20) avec des fichiers de juridiction illimités ajoutés et BouncyCastle 1.52, 1.49 et 1.46 (avec une petite modification du code de test en raison des changements de l'API BC).

Le PO a mentionné dans un commentaire:

Le Java est la mise à jour JRE 8 66. Le BouncyCastle est bcprov-jdk15on-153.jar.

J'ai donc mis à jour Java, toujours aucune différence.

J'ai ensuite mis à jour BouncyCastle à 1.53. Et en effet, soudain, les résultats ont différé:

GreenhandOriginal:
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

GreenhandUpdated:
method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
method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

Fait intéressant, seule la valeur de la méthode 1 dans le code mis à jour diffère. Ainsi, j'ai regardé les objets intermédiaires dans ce cas

[BC 1.52]
hash: 03AC674216F3E15C761EE1A5E255F067953623C8B388B4459E13F978D7C846F4
algo: 2.16.840.1.101.3.4.2.1
info: 3031300D06096086480165030402010500042003AC674216F3E15C761EE1A5E255F067953623C8B388B4459E13F978D7C846F4

[BC 1.53]
hash: 03AC674216F3E15C761EE1A5E255F067953623C8B388B4459E13F978D7C846F4
algo: 2.16.840.1.101.3.4.2.1
info: 302F300B0609608648016503040201042003AC674216F3E15C761EE1A5E255F067953623C8B388B4459E13F978D7C846F4

Ainsi, BouncyCastle 1.53 code différemment l'objet DigestInfo! Et le codage en 1.52 (et ci-dessous) est celui attendu par le RFC 3447 Section 9.2 .

En regardant les vidages ASN.1, on voit que BC 1.52 code l'algorithmeIdentifier comme

 2  13:   SEQUENCE {
   <06 09>
 4   9:     OBJECT IDENTIFIER sha-256 (2 16 840 1 101 3 4 2 1)
      :       (NIST Algorithm)
   <05 00>
15   0:     NULL
      :     }

tandis que BC 1.53 crée

 2  11:   SEQUENCE {
   <06 09>
 4   9:     OBJECT IDENTIFIER sha-256 (2 16 840 1 101 3 4 2 1)
      :       (NIST Algorithm)
      :     }

Donc, en 1.53, les paramètres de l'algorithme manquent complètement. Cela suggère de changer la ligne

AlgorithmIdentifier sha256Aid = new AlgorithmIdentifier(NISTObjectIdentifiers.id_sha256, null);

à

AlgorithmIdentifier sha256Aid = new AlgorithmIdentifier(NISTObjectIdentifiers.id_sha256, DERNull.INSTANCE);

et soudain, cela fonctionne avec BouncyCastle 1.53, aussi, les valeurs de la méthode 1 et de la méthode 2 coïncident! ;)

TL; DR

N'utilisez pas null comme paramètres SHA-256 lors de l'instanciation de AlgorithmIdentifier, utilisez DERNull.INSTANCE au lieu.

Comment Didi...

Dans un commentaire, le PO a indiqué qu'il aimerait en savoir plus sur

  1. comment inspectez-vous l'objet intermédiaire de BouncyCastle et
  2. comment produire les vidages ASN.1.

Alors...

... inspecter l'objet intermédiaire

Assez facile. J'ai d'abord divisé la ligne

rsaSignature.update(di.toASN1Primitive().getEncoded());

dans le code mis à jour comme

byte[] encodedDigestInfo = di.toASN1Primitive().getEncoded();
rsaSignature.update(encodedDigestInfo);

puis ajouté des sorties de console

System.out.println("    hash: " + bytesToHex(outputDigest));
System.out.println("    algo: " + sha256Aid.getAlgorithm());
System.out.println("    info: " + bytesToHex(encodedDigestInfo));

Enfin, j'ai exécuté le code avec les différentes versions de BouncyCastle.

... produire les dumps ASN.1

Il existe un utilitaire bien connu appelé dumpasn1 par Peter Gutmann qui est devenu le noyau de nombreux outils de ligne de commande et d'interface graphique pour créer et afficher des vidages ASN.1. Il se trouve que j'utilise actuellement GUIdumpASN-ng .

Dans le cas présent, j'ai enregistré le contenu du byte[] encodedDigestInfo dans un fichier (ce qui peut être fait en utilisant par exemple Files.write) et a ouvert ces fichiers dans GUIdumpASN-ng.

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mkl

****** Sans BouncyCastle j'ai ajusté votre solution en suivant les étapes de réponse du mkl ******

import Java.security.MessageDigest;
import Java.security.PrivateKey;
import Java.security.Signature;
import Java.security.interfaces.RSAPrivateCrtKey;

import Sun.security.rsa.RSACore;
import Sun.security.rsa.RSAPadding;
import Sun.security.util.DerOutputStream;
import Sun.security.util.DerValue;
import Sun.security.x509.AlgIdDSA;
import Sun.security.x509.AlgorithmId;

public class MySHA256 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        String s = "1234";
        MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        messageDigest.update(s.getBytes());
        byte[] outputDigest = messageDigest.digest(); 
        //compute SHA256 first
        DerOutputStream out = new DerOutputStream();
        new AlgorithmId(AlgIdDSA.SHA256_oid).encode(out);
        out.putOctetString(outputDigest);
        DerValue result = new DerValue(DerValue.tag_Sequence, out.toByteArray());
        byte[] encoded = result.toByteArray();      
        //sign SHA256 with RSA
        PrivateKey privateKey = Share.loadPk8("D:/key.pk8");
        RSAPrivateCrtKey pkRSA = (RSAPrivateCrtKey)privateKey;
        int keySize = RSACore.getByteLength(pkRSA);
        RSAPadding padding = RSAPadding.getInstance(RSAPadding.PAD_BLOCKTYPE_1, keySize, null);
        byte[] padded = padding.pad(encoded);
        byte[] signed = RSACore.rsa(padded, pkRSA, true);
        System.out.println(bytesToHex(signed));


        //compute SHA256withRSA as a single step
        Signature rsaSha256Signature = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
        rsaSha256Signature.initSign(privateKey);
        rsaSha256Signature.update(s.getBytes());
        byte[] signed2 = rsaSha256Signature.sign();
        System.out.println(bytesToHex(signed2));
    }

    public static String bytesToHex(byte[] bytes) {
        final char[] hexArray = "0123456789ABCDEF".toCharArray();
        char[] hexChars = new char[bytes.length * 2];
        for ( int j = 0; j < bytes.length; j++ ) {
            int v = bytes[j] & 0xFF;
            hexChars[j * 2] = hexArray[v >>> 4];
            hexChars[j * 2 + 1] = hexArray[v & 0x0F];
        }
        return new String(hexChars);
    }



}
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Luciano Sousa