如何使用 phpseclib 验证证书是否由公共 CA 签名？

2024-03-12

我需要确保 SMTP 服务器证书由公共证书颁发机构签名。我想使用 phpseclib 或其他一些受信任的库。我相信我可以使用根证书 https://curl.haxx.se/docs/caextract.html从火狐浏览器中提取。

有一些自制方法在这里 https://stackoverflow.com/questions/13402866/how-do-i-verify-a-tls-smtp-certificate-is-valid-in-php检查证书日期和其他元数据，但看起来并没有进行任何签名检查（除了确保 OpenSSL 执行此操作之外）。无论如何，我想使用一个库 - 我想编写尽可能少的证书处理代码，因为我不是密码学家。

也就是说，上面链接上的答案仍然非常有用，因为它帮助我获得了一些代码来从 TLS 对话中获取证书：

$url = "tcp://{$domain}:{$port}";
$connection_context_option = [
    'ssl' => [
        'capture_peer_cert' => true,
        'verify_peer' => false,
        'verify_peer_name' => false,
        'allow_self_signed' => true,
    ]
];
$connection_context = stream_context_create($connection_context_option);
$connection_client = stream_socket_client($url, $errno, $errstr, 30, STREAM_CLIENT_CONNECT, $connection_context);
stream_set_timeout($connection_client, 2);
fread($connection_client, 10240);
fwrite($connection_client,"HELO alice\r\n");
fread($connection_client, 10240);
fwrite($connection_client, "STARTTLS\r\n");
fread($connection_client, 10240);
$ok = stream_socket_enable_crypto($connection_client, TRUE, STREAM_CRYPTO_METHOD_SSLv23_CLIENT);
if ($ok === false)
{
    return false;
}
$connection_info = stream_context_get_params($connection_client);

openssl_x509_export($info["options"]["ssl"]["peer_certificate"], $pem_encoded);

（请注意，我在这里故意关闭了证书验证。这是因为我无法控制它运行在哪些主机上，并且它们的证书可能是旧的或配置错误的。因此，无论连接上的验证如何，我都希望获取证书我正在使用，然后自己使用a进行验证cacert.pem我将提供。）

这会给我一个这样的证书。该服务器适用于 Microsoft 的 Live.com 电子邮件服务器，网址为smtp.live.com:587:

太好了。所以我想针对任何公共 CA 来验证这一点。我相信这是一个有效的证书，并且该链已使用正确验证这项检查服务 https://www.checktls.com/live/index.html:

以下是我尝试验证 phpseclib 中的 sig 的方法：

$x509 = new \phpseclib\File\X509();

// From the Mozilla bundle (getPublicCaCerts splits them with a regex)
$splitCerts = getPublicCaCerts(file_get_contents('cacert.pem'));

// Load the certs separately
$caStatus = true;
foreach ($splitCerts as $caCert)
{
    $caStatus = $caStatus && $x509->loadCA($caCert);
}
// $caStatus is now true, so all good here

$certData = $x509->loadX509($pem_encoded); // From the TLS server
$valid = $x509->validateSignature();
// $valid is now false

这返回false，这不是我所期望的。我想知道我的输入格式是否正确？ CA 的加载和测试中的证书似乎返回了良好的值。不幸的是，phpseclib 文档中的示例有点少，我在网络上的其他地方没有找到太多内容。

旁白：我有一个模糊的怀疑这个图书馆 https://github.com/paragonie/certainty可以帮助我，假设它具有验证证书的功能。然而，我认为它试图为我的情况做很多事情 - 我希望我的软件在共享主机上运行，而自动下载感觉就像另一个可能失败的移动部分。我宁愿部署自己的包，提供公共 CA 信息作为（大）参数，然后运行验证测试in situ。 phpseclib 可能是完美的选择，只要我能弄清楚输入格式！

可能原因：phpseclib找不到匹配的证书来测试

我已将问题范围缩小到搜索循环 https://github.com/phpseclib/phpseclib/blob/2.0/phpseclib/File/X509.php#L2151在 phpseclib 的验证器中。在 L2156 上，我们有以下代码：

case !defined('FILE_X509_IGNORE_TYPE') && $this->currentCert['tbsCertificate']['issuer'] === $ca['tbsCertificate']['subject']:

该常量确实是未定义的，因此测试实际上是 CA 是否可以匹配正确的证书详细信息。该证书具有以下元数据：

id-at-countryName = US
id-at-organizationName = DigiCert Inc
id-at-organizationalUnitName = www.digicert.com
id-at-commonName = DigiCert SHA2 High Assurance Server CA

对于所有当前会匹配的证书，我在最新的证书包中只有这些值（即，如果不是通用名称，则以下所有内容都会匹配DigiCert SHA2 High Assurance Server CA没有被发现）：

id-at-commonName = DigiCert Assured ID Root CA

id-at-commonName = DigiCert High Assurance EV Root CA

id-at-commonName = DigiCert Assured ID Root G2

id-at-commonName = DigiCert Assured ID Root G3

id-at-commonName = DigiCert Global Root G2

id-at-commonName = DigiCert Global Root G3

id-at-commonName = DigiCert Trusted Root G4

因此，系统甚至无法进行数字签名检查，因为它无法找到与该证书对应的 CA。我缺少什么？这个简单的任务应该比这容易得多！

可能的原因：Mozilla 捆绑包仅包含 Web 服务器证书

我推测邮件服务器证书不在 Mozilla 捆绑包中，因为 Web 浏览器不需要它们。我认为我的 GNU/Linux Mint 安装上的证书是最新的并且适合该目的，因为操作系统应该能够验证邮件服务器中使用的证书。

因此，我尝试了这段代码，它将所有系统证书加载到 phpseclib 中：

$certLocations = openssl_get_cert_locations();
$dir = $certLocations['default_cert_dir'];
$glob = $dir . '/*';
echo "Finding certs: " . $dir . "\n";

$x509 = new \phpseclib\File\X509();

foreach (glob($glob) as $certPath)
{
    // Change this so it is recursive?
    if (is_file($certPath))
    {
        $ok = $x509->loadCA(file_get_contents($certPath));
        if (!$ok)
        {
            echo sprintf("CA cert `%s` is invalid\n", $certPath);
        }
    }
}

// The 'getCertToTest' func just gets the live.com cert as a string
$data = $x509->loadX509(getCertToTest());
if (!$data)
{
    echo "Cert is invalid\n";
    exit();
}

$valid = $x509->validateSignature();
echo sprintf("Validation: %s\n", $valid ? 'Yes' : 'No');

不幸的是，这也失败了。

使用 openssl 确认我的系统证书正常

我已在我的系统上发出此命令，并且远程 TLS 证书已验证正常。我不太了解 phpseclib 代码，但它看起来并没有进行任何链接，这显然是必要的。

openssl s_client -connect smtp.live.com:25 -starttls smtp
CONNECTED(00000003)
depth=2 C = US, O = DigiCert Inc, OU = www.digicert.com, CN = DigiCert Global Root CA
verify return:1
depth=1 C = US, O = DigiCert Inc, CN = DigiCert Cloud Services CA-1
verify return:1
depth=0 C = US, ST = Washington, L = Redmond, O = Microsoft Corporation, CN = outlook.com
verify return:1
---
Certificate chain
 0 s:/C=US/ST=Washington/L=Redmond/O=Microsoft Corporation/CN=outlook.com
   i:/C=US/O=DigiCert Inc/CN=DigiCert Cloud Services CA-1
 1 s:/C=US/O=DigiCert Inc/CN=DigiCert Cloud Services CA-1
   i:/C=US/O=DigiCert Inc/OU=www.digicert.com/CN=DigiCert Global Root CA
---
Server certificate
-----BEGIN CERTIFICATE-----
MIIG/jCCBeagAwIBAgIQDs2Q7J6KkeHe1d6ecU8P9DANBgkqhkiG9w0BAQsFADBL
MQswCQYDVQQGEwJVUzEVMBMGA1UEChMMRGlnaUNlcnQgSW5jMSUwIwYDVQQDExxE
aWdpQ2VydCBDbG91ZCBTZXJ2aWNlcyBDQS0xMB4XDTE3MDkxMzAwMDAwMFoXDTE4
MDkxMzEyMDAwMFowajELMAkGA1UEBhMCVVMxEzARBgNVBAgTCldhc2hpbmd0b24x
EDAOBgNVBAcTB1JlZG1vbmQxHjAcBgNVBAoTFU1pY3Jvc29mdCBDb3Jwb3JhdGlv
(snipped, see other code block)
nGhseM2tJfwa2HMwUpuuo5029u4Dd40qvD0cMz33cOvBLRGkTPbXCFw24ZBdQrkt
SC5TAWzHFyT2tLC17LeSb7d0g+fuj41L6y4a9och8cPiv9IAP4sftzYupO99h4qg
7UXP7o3AOOGqrPS3INhO4068Z63indstanIHYM0IUHa3A2xrcz7ZbEuw1HiGH/Ba
HMz/gTSd2c0BXNiPeM7gdOK3
-----END CERTIFICATE-----
subject=/C=US/ST=Washington/L=Redmond/O=Microsoft Corporation/CN=outlook.com
issuer=/C=US/O=DigiCert Inc/CN=DigiCert Cloud Services CA-1
---
No client certificate CA names sent
Client Certificate Types: RSA sign, DSA sign, ECDSA sign
Requested Signature Algorithms: RSA+SHA256:RSA+SHA384:RSA+SHA1:ECDSA+SHA256:ECDSA+SHA384:ECDSA+SHA1:DSA+SHA1:RSA+SHA512:ECDSA+SHA512
Shared Requested Signature Algorithms: RSA+SHA256:RSA+SHA384:RSA+SHA1:ECDSA+SHA256:ECDSA+SHA384:ECDSA+SHA1:DSA+SHA1:RSA+SHA512:ECDSA+SHA512
Peer signing digest: SHA1
Server Temp Key: ECDH, P-256, 256 bits
---
SSL handshake has read 3831 bytes and written 478 bytes
---
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384
Server public key is 2048 bit
Secure Renegotiation IS supported
Compression: NONE
Expansion: NONE
No ALPN negotiated
SSL-Session:
    Protocol  : TLSv1.2
    Cipher    : ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384
    Session-ID: C11A0000050CD144CB5C49DD873D2C911F7CDDECFE18001F70FE0427C88B52F7
    Session-ID-ctx: 
    Master-Key: 5F4EC0B1198CF0A16D19F758E6A0961ED227FCEBD7EF96D4D6A7470E3F9B0453A2A06AC0C1691C31A1CA4B73209B38DE
    Key-Arg   : None
    PSK identity: None
    PSK identity hint: None
    SRP username: None
    Start Time: 1519322480
    Timeout   : 300 (sec)
    Verify return code: 0 (ok)
---
250 SMTPUTF8

我可能会放弃 phpseclib 而转而使用二进制命令，但我会依赖system/exec等，这可能不可用。尽管如此，有时工作总比总是不工作好！

Summary

尽管做了大量的工作，我仍然在这方面陷入了死胡同。我将在这里总结我想做的事情。

我想使用 PHP 来根据已知的公共 CA 验证邮件服务器 SSL 证书。我不知道 Mozilla 证书是否适合用于此目的，或者我是否需要从其他地方获取它们。我发现我的 Linux Mint 开发机器具有可以验证上面示例邮件服务器的证书。

这里的简单策略是使用 PHP 5.6+ 并确保在流上下文中启用所有验证选项（尽管理想情况下，我也希望支持 5.5）。但是，我想自己证明，要么使用openssl_函数或库（例如 phpseclib），因此我可以了解为什么给定的证书有效（或无效）。这opensslbinary 就是这样做的（如上所示），并且它可能使用与 PHP 的 openssl 调用非常相似的东西来这样做，但我不知道它是如何做到的。例如，openssl 二进制文件是否使用证书链信息来执行此操作？

另一种方法是从有效的 SSL 会话中读取一些信息，但我在手册中也找不到任何可以执行此操作的内容。

该证书由中间人签署，在本例中为DigiCert SHA2 安全服务器 CA。中间证书不存在于根证书列表中。无论您使用什么库，我相信您都必须为验证过程明确提供有效的中间证书。

这是一个使用的示例sop/x509 https://github.com/sop/x509图书馆。

// certificate from smtp.live.com
$cert = Certificate::fromPEM(PEM::fromString($certdata));
// list of trust anchors from https://curl.haxx.se/ca/cacert.pem
$trusted = CertificateBundle::fromPEMBundle(PEMBundle::fromFile('cacert.pem'));
// intermediate certificate from
// https://www.digicert.com/CACerts/DigiCertSHA2SecureServerCA.crt
$intermediates = new CertificateBundle(
    Certificate::fromDER(file_get_contents('DigiCertSHA2SecureServerCA.crt')));
// build certification path
$path_builder = new CertificationPathBuilder($trusted);
$certification_path = $path_builder->shortestPathToTarget($cert, $intermediates);
// validate certification path
$result = $certification_path->validate(PathValidationConfig::defaultConfig());
// failure would throw an exception
echo "Validation successful\n";

这会进行签名验证和一些基本检查RFC 5280 https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc5280#section-6。它不验证 CN 或 SAN 是否与目标域匹配。

免责声明！我是该库的作者。它没有经过实战验证，因此我担心它不会属于您的“其他一些值得信赖的库”类别。不过，请随意尝试一下:)。

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