Флагманским продуктом нашей компании является Рутокен ЭЦП — устройство с российской криптографией «на борту». Для интеграции устройства с браузерами был выпущен Рутокен Плагин. Демонстрацию возможностей плагина можно посмотреть на тестовых площадках. Некоторые из них предполагают работу с цифровыми сертификатами, хранящимися на устройствах. Например, Демо-банк при регистрации пользователей выписывает пользовательский сертификат, а при логине в систему запрашивает его и проверяет. Для реализации данных задач на сервере используется библиотека BouncyCastle.


В данной статье будут рассмотрены примеры ее использования для выписки сертификатов по запросу PKCS#10, а также для проверки подписи CMS, выработанной по российским криптоалгоритмам.

В основе нашего «центра сертификации» лежит библиотека BouncyCastle. Нужно заметить, что на сайте bouncycastle.org/csharp/ находится устаревшая версия библиотеки, не заработавшая в решении без фиксов. Рабочую версию можно взять на гитхабе — https://github.com/bcgit/bc-csharp.

Там же в наличии тесты с кучей вариантов использования библиотеки для различных нужд.

Нам из всего этого нужно не много:
— Работа с запросами PKCS#10
— Выписка сертификатов по данным запроса

Если есть необходимость организации входа на сайт с помощью сертификата, реализуем еще один алгоритм, о нем ниже.

Корневой сертификат может быть сгенерирован библиотекой и использоваться в дальнейшем. У нас он уже есть, в формате PEM. Так же имеется закрытый ключ.

Клиент

В нашей системе во внешний мир смотрит сервер IIS с ASP.NET web-api с методом, выдающим сертификат по запросу PKCS#10. На клиенте, то-есть на самих демо-площадках, крутится приложение на AngularJs, работающее с плагином. Конечно же можно на чем угодно клиента писать, но суть работы на клиентской стороне сводится к следующему:

— передаем функции плагина createPkcs10 данные полей для формирования запроса PKCS#10, получаем текст запроса.
— текст запроса PKCS#10 передаем post-запросом на метод апи, получаем сертификат или ошибку в случае невозможности выписать сертификат.
— передаем функции плагина importCertificate полученный сертификат, импортируем его на устройство.

Рабочая версия сайта с возможностью управления сертификатами на устройствах Рутокен ЭЦП сейчас крутится здесь — http://ra.rutoken.ru. Можно создать ключ и сделать запрос с необходимыми полями. Далее выписать тестовый сертификат, который будет импортирован на токен.
! Для работы нужно установить плагин и подключить Рутокен ЭЦП!

Сервер

Но вернемся на серверную часть. Итак, у нас есть корневой сертификат в формате PEM и закрытый ключ к нему. Будем выдавать пользовательский сертификат по запросу PKCS#10. Сам запрос также приходит от клиента в текстовом виде, в формате PEM.

		/* тестовый корневой сертификат */
		const string cCACert = @"-----BEGIN CERTIFICATE-----
*** сам сертификат ***
-----END CERTIFICATE-----";

		/* ключ корневого сертификата*/
		const string cCAKey = @"-----BEGIN PRIVATE KEY-----
*** ключ ***
-----END PRIVATE KEY-----";

// выписываем тестовый сертификат
public string generateTestCert(string pkcs10text)
		{
			// читаем приватный ключ
			PemReader pRd = new PemReader(new StringReader(cCAKey));
			AsymmetricKeyParameter _cCAKey = (AsymmetricKeyParameter)pRd.ReadObject();
			pRd.Reader.Close();

			// читаем корневой сертификат
			pRd = new PemReader(new StringReader(cCACert));
			var _cCACert = (X509Certificate)pRd.ReadObject();
			pRd.Reader.Close();

			// как вариант:
			//X509CertificateParser certParser = new X509CertificateParser();
			//var _caCert = certParser.ReadCertificate(Base64.Decode(cCACert.Replace("-----BEGIN CERTIFICATE-----", string.Empty).Replace("-----END CERTIFICATE-----",string.Empty)));

			Pkcs10CertificationRequest _pkcs10;
			// читаем pkcs10
			using (StringReader _sr = new StringReader(pkcs10text))
			{
				pRd = new PemReader(_sr);
				_pkcs10 = (Pkcs10CertificationRequest)pRd.ReadObject();
				pRd.Reader.Close();
			}


			// выпускаем сертификат
			X509V3CertificateGenerator v3CertGen = new X509V3CertificateGenerator();

			var requestInfo = _pkcs10.GetCertificationRequestInfo();
			var subPub = _pkcs10.GetPublicKey();
			var issPub = _cCACert.GetPublicKey();

			// серийный номер
			var randomGenerator = new CryptoApiRandomGenerator();
			var random = new SecureRandom(randomGenerator);
			var serialNumber =
				BigIntegers.CreateRandomInRange(
					BigInteger.One, BigInteger.ValueOf(Int64.MaxValue), random);

			v3CertGen.Reset();
			v3CertGen.SetSerialNumber(serialNumber);
			v3CertGen.SetIssuerDN(_cCACert.IssuerDN);
			v3CertGen.SetNotBefore(DateTime.UtcNow);
			// сертификат на год
			v3CertGen.SetNotAfter(DateTime.UtcNow.AddYears(1));
			v3CertGen.SetSubjectDN(requestInfo.Subject);
			v3CertGen.SetPublicKey(subPub);

			if (issPub is ECPublicKeyParameters)
			{

				// в тестовых примерах можно посмотреть на генерацию с различными алгоритмами, на нужен только GOST3411withECGOST3410
				ECPublicKeyParameters ecPub = (ECPublicKeyParameters)issPub;
				if (ecPub.AlgorithmName == "ECGOST3410")
				{
					v3CertGen.SetSignatureAlgorithm("GOST3411withECGOST3410");
				}
				else
				{
					throw new Exception("нужен алгоритм подписи GOST3411withECGOST3410");
				}
			}
			else
			{
				throw new Exception("нужен GOST3411withECGOST3410");
			}

			// extensions
			v3CertGen.AddExtension(
				X509Extensions.SubjectKeyIdentifier,
				false,
				new SubjectKeyIdentifier(SubjectPublicKeyInfoFactory.CreateSubjectPublicKeyInfo(subPub)));

			v3CertGen.AddExtension(
				X509Extensions.AuthorityKeyIdentifier,
				false,
				new AuthorityKeyIdentifier(SubjectPublicKeyInfoFactory.CreateSubjectPublicKeyInfo(issPub)));

			v3CertGen.AddExtension(
				X509Extensions.BasicConstraints,
				false,
				new BasicConstraints(false));

			X509Certificate _cert = v3CertGen.Generate(_cCAKey);

			_cert.CheckValidity();
			_cert.Verify(issPub);

			var s = new StringWriter();
			PemWriter pw = new PemWriter(s);

			pw.WriteObject(_cert);
			pw.Writer.Close();

			return s.ToString();
		}

Проверка подписанного CMS на сервере

Будем генерировать CMS на клиенте и отправлять его на сервер, где проверим подпись и цепочку сертификатов.

Из BouncyCastle задействуем:
— Проверку подписи signed CMS
— Построение цепочки сертификатов

Вся проверка сводится к проверке подписи и построению цепочки сертификатов, включающей корневой и выданный на нем пользовательский. Для простоты не будем использовать промежуточные сертификаты и не будем работать с CRL, хотя в библиотеке возможность организации проверки списка отозванных сертификатов конечно же есть.

Проверку подписанного CMS делаем так:

// сторим цепочку сертификатов
public void verifyCert(X509Certificate cert)
		{
			try
			{
				// читаем корневой сертификат
				var pRd = new PemReader(new StringReader(cCACert));
				var _cCACert = (X509Certificate)pRd.ReadObject();
				pRd.Reader.Close();


				// список сертификатов для цепочки
				IList certList = new ArrayList();
				certList.Add(_cCACert);
				certList.Add(cert);

				IX509Store x509CertStore = X509StoreFactory.Create( "Certificate/Collection",
			   new X509CollectionStoreParameters(certList));

				//делаем список корневых сертификатов, в данном случае один
				ISet trust = new HashSet();
				trust.Add(new TrustAnchor(_cCACert, null));

				PkixCertPathBuilder cpb = new PkixCertPathBuilder();
				X509CertStoreSelector targetConstraints = new X509CertStoreSelector();
				targetConstraints.Subject = cert.SubjectDN;
				PkixBuilderParameters parameters = new PkixBuilderParameters(trust, targetConstraints);

				parameters.AddStore(x509CertStore);
				// отключаем проверку crl
				parameters.IsRevocationEnabled = false;

				// строим цепочку, если построилась - ок
				PkixCertPathBuilderResult result = cpb.Build(parameters);


			}
			catch (PkixCertPathBuilderException certPathEx)
			{
				throw new PkixCertPathBuilderException(string.Format("Ошибка проверки цепочки, {0}", certPathEx.Message));
			}
			catch (Exception ex)
			{
				throw new Exception(string.Format("Ошибка проверки сертификата: {0}", cert.SubjectDN), ex);
			}
		}

// проверка signed CMS
		public string verifyCms(string cmsText)
		{
			CmsSignedData cms = new CmsSignedData(Base64.Decode(cmsText));
			SignerInformationStore sif = cms.GetSignerInfos();
			var signers = sif.GetSigners();
			var ucrts = cms.GetCertificates("collection");
			//var crl = cms.GetCrls("collection");
			
			// нужно проверять все, но у нас один signer и один сертификат
			foreach (SignerInformation signer in signers)
			{

				ICollection certCollection = ucrts.GetMatches(signer.SignerID);
				IEnumerator certEnum = certCollection.GetEnumerator();

				certEnum.MoveNext();
				X509Certificate cert = (X509Certificate)certEnum.Current;

				if (!signer.Verify(cert))
				{
					throw new CertificateException("проверка подписи не прошла");
				}

				verifyCert(cert);
			}

			return "ok";
		}

Еще раз повторюсь, пример подходит для тестирования или демонстрации решений, работающих с российскими сертификатами.