php - WSSE: seguridad de XML SOAP y cifrado y almacenamiento de claves(EncryptedData/EncryptedKey)

encryption

Question

He pasado los últimos días para encontrar documentación sobre esto ...

Necesito enviar un XML a través de SOAP con el encabezado de seguridad WSSE, pero no sé cómo cifrar y almacenar las claves cifradas

Aquí hay un ejemplo

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<soap:Envelope xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/">
    <soap:Header>
        <wsse:Security xmlns:wsse="http://docs.oasis-open.org/wss/2004/01/oasis-200401-wss-wssecurity-secext-1.0.xsd" xmlns:wsu="http://docs.oasis-open.org/wss/2004/01/oasis-200401-wss-wssecurity-utility-1.0.xsd" soap:mustUnderstand="1">
            <xenc:EncryptedKey xmlns:xenc="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#" Id="EK-1B758D26C51BFCD86614340101135741">
                <xenc:EncryptionMethod Algorithm="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#rsa-oaep-mgf1p"/>
                <ds:KeyInfo xmlns:ds="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#">
                    <wsse:SecurityTokenReference>
                        <wsse:KeyIdentifier EncodingType="http://docs.oasis-open.org/wss/2004/01/oasis-200401-wss-soap-message-security-1.0#Base64Binary" ValueType="http://docs.oasis-open.org/wss/2004/01/oasis-200401-wss-x509-token-profile-1.0#X509v3">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</wsse:KeyIdentifier>
                    </wsse:SecurityTokenReference>
                </ds:KeyInfo>
                <xenc:CipherData>
                    <xenc:CipherValue>af9+FhA91ytLwjeRvTYJsRCkhjHmAQGwqYwMBoNZBn7BZhF/a6EUpM9ByarVhx1SRCpjW5fb8tBVuJO1ZkjfTUZ5EAh/oDLbkmwPdSAAVzmAURHwCq3XQgMZV3lAczlLnPamxjjZBCGqxvAmBo1CvFFPC4AcBedqY92mP8XGyVHpS7JYKOxqXK2vUA1by7371x+Mu0aoS2zJPyPLa1IPwOYgR9qicmWz1RNPiEVA8ZBCN0NRyg7FLJxdUcE81z+1SjButBo2j3qcwkNcecHzZAnweY+LSWp3H5JA3WNzUHUuvFHEaPzT5jd7fUI16xo8NLK8/Rd8Eq/zDD+T3baeVQ==</xenc:CipherValue>
                </xenc:CipherData>
                <xenc:ReferenceList>
                    <xenc:DataReference URI="#ED-1B758D26C51BFCD86614340101135852"/>
                </xenc:ReferenceList>
            </xenc:EncryptedKey>
        </wsse:Security>
        <technicalAddress xmlns="http://example.com/schema/2014" xmlns:ns2="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#"/>
        <activationHeader xmlns="http://example.com/schema/2014" xmlns:ns2="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#">
            <organisationIdentification>
                <mainRegistrationNumber>8079</mainRegistrationNumber>
                <isoCountryCode>DK</isoCountryCode>
            </organisationIdentification>
            <functionIdentification>112233445566778899</functionIdentification>
            <erpInformation/>
            <endToEndMessageId>d28b6a7dad414014a59029ef1a7e84d4</endToEndMessageId>
            <createDateTime>2015-06-11T10:08:33.258+02:00</createDateTime>
        </activationHeader>
    </soap:Header>
    <soap:Body>
        <xenc:EncryptedData xmlns:xenc="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#" Id="ED-1B758D26C51BFCD86614340101135852" Type="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#Content">
            <xenc:EncryptionMethod Algorithm="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#aes256-cbc"/>
            <ds:KeyInfo xmlns:ds="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#">
                <wsse:SecurityTokenReference xmlns:wsse="http://docs.oasis-open.org/wss/2004/01/oasis-200401-wss-wssecurity-secext-1.0.xsd" xmlns:wsse11="http://docs.oasis-open.org/wss/oasis-wss-wssecurity-secext-1.1.xsd" wsse11:TokenType="http://docs.oasis-open.org/wss/oasis-wss-soap-message-security-1.1#EncryptedKey">
                    <wsse:Reference URI="#EK-1B758D26C51BFCD86614340101135741"/>
                </wsse:SecurityTokenReference>
            </ds:KeyInfo>
            <xenc:CipherData>
                <xenc:CipherValue>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</xenc:CipherValue>
            </xenc:CipherData>
        </xenc:EncryptedData>
    </soap:Body>
</soap:Envelope>

En primer lugar, nunca he trabajado con SOAP antes, así que es probable que haga las cosas mal.

He encontrado algo aquí, pero necesito más detalles https://www.w3.org/TR/2002/REC-xmlenc-core-20021210/Overview.html#aes256-cbc

¿Cómo se almacenan el iv y la key en CipherValue en el encabezado?

Al enviar la solicitud XML al servicio web recibo este error

23-08-2018 12:50:02   General exception:Padding is invalid and cannot be removed.
23-08-2018 12:50:02   Stack trace:    at System.Security.Cryptography.CapiSymmetricAlgorithm.DepadBlock(Byte[] block, Int32 offset, Int32 count)
   at System.Security.Cryptography.CapiSymmetricAlgorithm.TransformFinalBlock(Byte[] inputBuffer, Int32 inputOffset, Int32 inputCount)
   at System.Security.Cryptography.Xml.EncryptedXml.DecryptData(EncryptedData encryptedData, SymmetricAlgorithm symmetricAlgorithm)
   at SomeClassCore.XmlSecurity.Decryptor.DecryptData(Byte[] symmetricKey)
   at SomeClassCore.SecurityServiceImpl.UnwrapRequest(ServiceRequest serviceRequest)
   at BD.BCA.MessageHandler.MessageHandler.ProcessRequest(HttpContext context)

He buscado un poco más ... Tal vez el iv debe ser parte de los datos almacenados. ¿Pero sigue sin funcionar? Mismo error que el anterior

class Encryption {
    const AES256_CBC = ''AES-256-CBC'';

    public function data_encrypt(string $data, string $cipher): Array{
        switch($cipher){
            case self::AES256_CBC:
                $key_length     = 32;
                $block_length   = 16;
                break;
        }

        $iv     = openssl_random_pseudo_bytes(openssl_cipher_iv_length($cipher));
        $key    = openssl_random_pseudo_bytes($key_length);

        $encrypted_data = $iv.openssl_encrypt($data, $cipher, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);

        return [
            ''data''  => base64_encode($this->pkcs7_padding($encrypted_data, $block_length)),
            ''key''   => $key
        ];
    }

    public function key_encrypt(string $key): string{
        $public_cert = openssl_pkey_get_public(''contents of public cert'');
        openssl_public_encrypt($key, $data, $public_cert, OPENSSL_PKCS1_OAEP_PADDING);
        openssl_free_key($public_cert);

        return base64_encode($data);
    }

    private function pkcs7_padding(string $data, int $block_length): string{
        $pad = $block_length - (strlen($data) % $block_length);

        return $data.str_repeat(chr($pad), $pad);
    }
}

$Enc = new Encryption;
$data_encrypted = $Enc->data_encrypt(''The message I want to encrypt'', Encryption::AES256_CBC);

//  This base64 encoded string goes to <EncryptedData>
$data_encrypted[''data''];

//  This base64 encoded string goes to <EncryptedKey> in the header
$Enc->key_encrypt($data_encrypted[''key'']);

actualizar

Ha estado en contacto con el mantenedor del servicio web y el OAEP padding se utiliza con el cifrado RSA y el PKCS7 padding se utiliza con el chipher AES.

Como puedo ver esto también es lo que hago?

Answer 1

Su error sugiere que la API no pudo descifrar los datos del AES-256-CBC de openssl.

Creo que la razón es porque en su clase está enrutando el cifrado a través de su función pkcs7_padding() . Creo que de manera predeterminada, siempre que no especifique OPENSSL_ZERO_PADDING en su función openssl_encrypt() , el relleno es pkcs7. El tamaño de bloque para todo el cifrado AES es de 128 bits o 16 bytes.

Así que, en esencia, estás rellenando tu cifrado ya rellenado. Así que, básicamente, acabo de eliminar tu pkcs7_padding() de tu clase.

He probado su cifrado de clave pública. Pude usar una clave rsa 2048b del certificado 2048b y generar una clave pública cifrada utilizando un certificado con formato PEM. Si está o no rellenado correctamente no tengo ni idea. Pero el OPENSSL_PKCS1_OAEP_PADDING es probablemente correcto.

Mi conjetura es que el cifrado RSA funcionó si la API llegó a la parte AES.

En cuanto a cómo está ensamblando los datos en el XML, no tengo ni idea.
Pero parece razonable que en la etiqueta <xenc:EncryptedKey> en el valor de cifrado sea la clave cifrada RSA y para la etiqueta <xenc:EncryptedData> el valor de cifrado sea la información de AES descifrada. Solo tienes que descubrir cómo la API está obteniendo el IV.

Lea sus documentos API para saber cómo esperan que se entregue el IV. Seguiré buscando si esto no funciona para ti.

Voy a investigar sobre eso más tarde. Pero para saber, intente sin rellenar manualmente su cifrado. Espero eso ayude.

Otra cosa a considerar es que en su ejemplo de caso no necesita usar un IV. En su encriptación AES, está generando una nueva clave para cada encriptación y luego encriptando la clave AES a través de la clave pública RSA obtenida por su certificado.

Si estuviera utilizando la misma clave AES, vería la necesidad de implementar una IV, pero en este caso no. Independientemente ... Necesitamos saber si la API espera una IV y, si lo hace, ¿cómo se espera que se envíe?

class Encryption {

    const AES256_CBC = ''AES-256-CBC'';

    public function __construct(){



    }

    public function data_encrypt($data, $cipher){

        switch($cipher){
            case self::AES256_CBC:
                $key_length     = 32;
                $block_length   = 16;
                break;
        }

        $iv     = openssl_random_pseudo_bytes(openssl_cipher_iv_length($cipher));
        $key    = openssl_random_pseudo_bytes($key_length);

        $encrypted_data = $iv . openssl_encrypt($data, $cipher, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);

        return [
            ''data''  => base64_encode($encrypted_data),
            ''key''   => $key //Does this need to be encoded? 
        ];
    }

    //***Important***
    //Make sure you certificate is 1.) a x.509 certificate resource, 2.)A file path that leads to a PEM encoded certificate, or 3.) a PEM formatted key.
    public function key_encrypt($text){

        $keyResource = openssl_pkey_get_public(file_get_contents(''path/to/myCert.pem'')); //This returns a resource or FALSE.

        if(!$keyResource){
          echo ''Something wrong with certificate.'';
        }

        openssl_public_encrypt($text, $cipherText, $keyResource, OPENSSL_PKCS1_OAEP_PADDING);
        openssl_free_key($keyResource); 
        return base64_encode($cipherText);

    }


}

$Enc = new Encryption;

$cipherText = $Enc->data_encrypt(''The message I want to encrypt'', Encryption::AES256_CBC);

//  This base64 encoded string goes to <EncryptedData>
echo ''AES Data: '' . $cipherText[''data''] . ''<br><br>'';
echo ''AES Key: '' . $cipherText[''key''] . ''<br><br>'';

//  This base64 encoded string goes to <EncryptedKey> in the header
$key = $Enc->key_encrypt($cipherText[''key'']);

echo ''RSA OAEP Padded Key: '' . $key;

Answer 2

* CÓDIGO DE PRUEBA Y DE TRABAJO * Le sugiero que separe las diferentes partes involucradas. La causa más probable de sus problemas es el orden de ejecución (es decir, debe realizar el relleno antes del cifrado). También me sorprende que no haya una firma, pero que tal vez no sea necesaria en su caso. Sin embargo, preparé el código sugerido para que lo pruebes y también agregué funciones de descifrar / descifrar para facilitar las pruebas. Buena suerte.

<?php

class Encryption {

    const AES256_CBC = ''AES-256-CBC'';
    const IV_BYTES = 16;

    protected $binary_security_token = null;
    protected $private_key = null;
    protected $public_key = null;

    public function data_encrypt(string $data, string $password): Array {

        $key            = hash(''sha256'', $password, true);
        $iv             = openssl_random_pseudo_bytes(self::IV_BYTES);

        $padding        = 16 - (strlen($data) % 16);
        $data          .= str_repeat(chr($padding), $padding);

        $encrypted_data = openssl_encrypt($data, self::AES256_CBC, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);
        $encoded_data   = base64_encode($iv . $encrypted_data);

        return [
            ''data''  => $encoded_data,
            ''key''   => $key
        ];
    }

    public function data_decrypt(string $data, string $password): Array {

        $decoded_data   = base64_decode($data);
        $key            = hash(''sha256'', $password, true);
        $iv             = substr($decoded_data, 0, self::IV_BYTES);
        $encrypted_data = substr($decoded_data, self::IV_BYTES);

        $decrypted_data = openssl_decrypt($encrypted_data, self::AES256_CBC, $key, OPENSSL_RAW_DATA, $iv);
        $padding        = ord($decrypted_data[strlen($decrypted_data) - 1]); 

        return [
            ''data'' => substr($decrypted_data, 0, -$padding)
        ];
    }

    public function key_encrypt(string $key): ?string {

        $encoded_data = null;

        if ($this->public_key && openssl_public_encrypt($key, $data, $this->public_key, OPENSSL_PKCS1_OAEP_PADDING)) {
            $encoded_data = base64_encode($data);
        }
        // openssl_free_key($this->public_key);

        return $encoded_data;
    }

    public function key_decrypt(string $data): ?string {

        $decrypted_data = null;

        $decoded_data = base64_decode($data, true);
        if ($this->private_key && openssl_private_decrypt($decoded_data, $decrypted, $this->private_key, OPENSSL_PKCS1_OAEP_PADDING)) {
            $decrypted_data = $decrypted;
        }
        // openssl_free_key($decrypted);

        return $decrypted_data;
    }

    public function generate_keys(): void {

        $config = [ "private_key_bits" => 2048, "private_key_type" => OPENSSL_KEYTYPE_RSA ];
        $resource = openssl_pkey_new($config);

        if (openssl_pkey_export($resource, $this->private_key)) {
            echo "private_key:/n" . $this->private_key . "/n";
            $private_key_file = "private_key.pem";
            file_put_contents("private_key.pem" , $this->private_key);
        }

        $this->public_key = openssl_pkey_get_details($resource);
        $this->public_key = $this->public_key["key"];
        $this->binary_security_token = preg_replace("#-.+-|[/r/n]| #", "", $this->public_key);
        echo "public_key:/n" . $this->public_key . "/n";
        file_put_contents("public_key.pem", $this->public_key);
    }

    public function load_keys(): void {

        $private_key_path = realpath(dirname(__FILE__) . "/private_key.pem");
        if (!$private_key_path) {
            $this->generate_keys();
            return;
        }
        $private_key_contents = file_get_contents($private_key_path);
        if (!$private_key_contents) {
            $this->generate_keys();
            return;
        }
        $public_key_path = realpath(dirname(__FILE__) . "/public_key.pem");
        if (!$public_key_path) {
            $this->generate_keys();
            return;
        }
        $public_key_contents = file_get_contents($public_key_path);
        if (!$public_key_contents) {
            $this->generate_keys();
            return;
        }

        // Signature to see that data is not manipulated, could be performed on an encrypted body. The spec says you only make a signature for what you can see.
        // Is it important to "hide data", "detect manipulated data" or both ...
        $this->binary_security_token = preg_replace("#-.+-|[/r/n]| #", "", $public_key_contents); // BinarySecurityToken for securityToken in Security header
        // ValueType: "http://docs.oasis-open.org/wss/2004/01/oasis-200401-wss-x509-token-profile-1.0#X509v3"
        // EncodingType: "http://docs.oasis-open.org/wss/2004/01/oasis-200401-wss-soap-message-security-1.0#Base64Binary"

        if (openssl_pkey_export($private_key_contents, $this->private_key)) {
            echo "private_key:/n" . $this->private_key . "/n";
        }

        $public_resource = openssl_pkey_get_public($public_key_contents);
        if ($public_resource) {
            $this->public_key = openssl_pkey_get_details($public_resource);
            $this->public_key = $this->public_key["key"];
            echo "public_key:/n" . $this->public_key . "/n";
        }
    }
}

$enc = new Encryption();

$encrypted = $enc->data_encrypt("The message I want to encrypt", "password");

// This base64 encoded string goes to <EncryptedData>
// $encrypted[''data'']

// Test that data_encrypt / data_decrypt works (from a terminal)
echo "encrypted data:/n" . $encrypted["data"] . "/n";
$decrypted = $enc->data_decrypt($encrypted["data"], "password");
echo "decrypted data:/n" . $decrypted["data"] . "/n";

// This base64 encoded string goes to <EncryptedKey> in the header
// $enc->key_encrypt($encrypted[''key'']);
if (version_compare(phpversion(), "7.1.0", ">=")) {
    $enc->load_keys();
    $pwd_hash_pre = bin2hex($encrypted["key"]);
    echo "hex key:" . $pwd_hash_pre . "/n";
    $encrypted_key = $enc->key_encrypt($encrypted["key"]);
    echo "/nencrypted and base64encoded key:" . $encrypted_key . "/n";
    $decrypted_key = $enc->key_decrypt($encrypted_key);
    $pwd_hash_post = bin2hex($decrypted_key);
    echo "/ndecrypted and decoded key:" . $pwd_hash_post . "/n";
    $equal_hashes = $pwd_hash_pre === $pwd_hash_post ? ''true'' : ''false'';
    echo "password hashes equal:" . $equal_hashes . "/n";
}