GB35114双向身份验证学习笔记

温故而知新

SSL单向认证

摘录自：https://blog.csdn.net/qq_45759354/article/details/128672828

SSL协议用到了对称加密和非对称加密，在建立连接时，SSL首先对对称加密密钥使用非对称加密。连接建立好后，SSL对传输内容使用对称加密。单向认证是客户端不携带证书，服务端存在证书，在认证过程中，仅验证服务端的身份，当客户端访问服务器时，浏览器会去检查服务器的SSL证书，来验证网站服务器的合法性。一般web端应用都是采用单向认证的。

单向认证过程

客户端向服务端发送SSL协议的版本号、加密算法种类、随机数等信息，建立连接；

服务端给客户端返回SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息，以及服务端证书（证书中有公钥）；

客户端用返回的信息，进行对服务端的校验，验证通过则继续通信，否则告警，验证内容：

证书是否过期
服务器证书签发的CA机构是否可靠
公钥是否能解开证书中的数字签名
服务器证书上的域名是否和服务器实际域名相匹配
客户端向服务器发送自己所能支持的对称加密方案，供服务器进行选择；

服务器选择加密程度高的加密方式；

服务器将选择好的加密方式以明文方式返回给客户端；

客户端收到加密方案后，使用该加密方案生成随机码，用作通信过程中对称加密的密钥，使用服务端返回的公钥进行加密，将加密后的随机码发送给服务器；

服务端收到客户端返回的加密信息后，使用自己的私钥解密，获取对称加密密钥，接下来的会话中，服务器和客户端将会使用该密码进行对称加密，保证通信的信息安全。

图片摘录自（略微修改）：https://www.cnblogs.com/bluestorm/p/10571989.html
在这里插入图片描述

SSL双向认证

摘录自：https://blog.csdn.net/qq_45759354/article/details/128672828

双向认证是指在SSL握手的过程中，同时验证客户端和服务器的身份，所以双向认证SSL证书至少包括两个或两个以上的证书，一个是服务器证书，另一个或多个是客户端证书。

双向认证过程

客户端向服务器发送SSL协议的版本号、加密算法种类、随机数等信息，建立连接；
服务端给客户端返回SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息，以及服务端证书（证书中有公钥）；
客户端使用服务端返回的信息验证服务器的合法性，验证内容跟单向认证一样；
客户端校验通过后，将自己的证书及公钥发送到服务器；
服务器验证客户端的证书，校验通过后，可获取到客户端的公钥；
客户端发送自己的可支持的对称加密方案给服务器供其选择；
服务器端在客户端发送的加密方案中先择加密程度高的方案，将加密方式通过客户端发送证书中的公钥加密后，返回给客户端；
客户端收到服务端返回的加密方案密文后，用私钥解密，获取加密方案的明文，产生随机码，作为对称加密密钥，使用服务端公钥加密后，发送给服务端；
服务端使用私钥解密得到对称加密的密钥，接下来的会话中，服务器和客户端将使用该密钥进行对称加密，保证通信安全。

图片摘录自（略微修改）：https://www.cnblogs.com/bluestorm/p/10571989.html
在这里插入图片描述

设备接入认证

本章节部分内容摘录自(主要分析此连接的报文信息)：https://blog.csdn.net/songxiao1988918/article/details/98749629

SIP服务器认证FDWSF的单向身份认证

请添加图片描述

注册请求（携带设备安全能力 [Authorization: Capability]）

REGISTER sip:11011200002000000100@1101120000 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.3.12:5060;rport;branch=z9hG4bK443099353
From: sip:11011200001325000001@1101120000;tag=249558797
To: sip:11011200001325000001@1101120000
Call-ID: 1524440977
CSeq: 1 REGISTER
Contact: sip:11011200001325000001@192.168.3.12:5060
Authorization: Capability algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”, keyversion=“2019-08-06T05:31:39”, cnonce=“devicecert: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”
Max-Forwards: 70
User-Agent: IP Camera
Expires: 3600
Content-Length: 0

通过Authorization域，告知上级平台，FDWSF的能力(Capability)
请添加图片描述

算法能力
algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”
非对称加密算法支持：SM2
杂凑算法(Hash)支持：SM3
对称加密算法支持：SM1/OFB/PKCS5
签名算法支持：SM3-SM2

吐槽一波：这个FDWSF(安全前端设备:Front-end Device With Safety Function)只支持SM1算法，这个算法可能没有软件实现方案，估计得上加密芯片，如果是软件方案，这个设备将无法支持，如果做软件方案，设备不支持SM4将是个风险点。

密钥版本
keyversion=“2019-08-06T05:31:39”

在这里插入图片描述
再吐槽一波：这个标准本身就自我矛盾，例如的值都不符合16为数字字符的要求，这不是难为开发人员么？不过见怪不怪了，习惯就好。分析这个报文，至少前面的报文补0了，看着舒服一些，那就按照找的报文方式处理数据好了。

客户端随机（非标字段，摘要认证中的一个字段，由于标准中没有，先不讨论） cnonce=“devicecert: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”

注册响应401 Unauthorized（R1回传 [WWW-Authenticate：Unidirection]）

请添加图片描述

SIP/2.0 401 Unauthorized
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.3.12:5060;rport=5060;branch=z9hG4bK443099353
From: sip:11011200001325000001@1101120000;tag=249558797
To: sip:11011200001325000001@1101120000;tag=127583574
Call-ID: 1524440977
CSeq: 1 REGISTER
WWW-Authenticate: Unidirection algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”, random1=“PRAIIbutDbd5x/NKsbwwYw==”
Content-Type: Application/MANSCDP+xml
User-Agent: videosvr 1.0
Content-Length: 0

通过WWW-Authenticate域，告知下级平台服务器使用Unidirection(单向身份验证)

算法
algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”

吐槽：也没有给上级平台可选的余地，就这一组算法。

随机数1
random1=“PRAIIbutDbd5x/NKsbwwYw==”

吐槽：标准中只说是随机数，但是报文中明显是base64编码，videosvr 1.0个性发挥的成分。

注册请求（携带 Token CS= R2+R1+ServerID [Authorization: Unidirection]）

REGISTER sip:11011200002000000100@1101120000 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.3.12:5060;rport;branch=z9hG4bK582371201
From: sip:11011200001325000001@1101120000;tag=249558797
To: sip:11011200001325000001@1101120000
Call-ID: 1524440977
CSeq: 2 REGISTER
Contact: sip:11011200001325000001@192.168.3.12:5060
Authorization: Unidirection random1=“PRAIIbutDbd5x/NKsbwwYw==”, random2=“F4InuQewuMMqYPy1ItBdhQ==”, serverid=“11011200002000000100”, sign1=“MEYCIQD/9gP8olHM0TeLj0MxBRw3C8tQKFMMRgUupnyD4xXTTwIhAJvXxvTEDXj8Yk5qjHwujzUjpYpxxCGq7Zz0tKzhhJUU”, algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”
Max-Forwards: 70
User-Agent: IP Camera
Expires: 3600
Content-Length: 0

通过Authorization域，告知上级平台使用Unidirection(单向身份验证)

随机数1
random1=“PRAIIbutDbd5x/NKsbwwYw==”
服务器生成的random1，在注册时携带上。
随机数2
random2=“F4InuQewuMMqYPy1ItBdhQ==”
吐槽：标准中只说是随机数，但是报文中明显是base64编码，IP Camera也有私活。莫非有地方定义随机数的生成方式？
服务器ID
serverid=“11011200002000000100”
签名1
sign1=“MEYCIQD/9gP8olHM0TeLj0MxBRw3C8tQKFMMRgUupnyD4xXTTwIhAJvXxvTEDXj8Yk5qjHwujzUjpYpxxCGq7Zz0tKzhhJUU”

FDWSF的私钥 SI(random2 + random1 + serverid)
用于服务器对设备身份进行验签

算法
algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”

与服务器选择的算法一致

注册响应200（携带Cryptkey [SecurityInfo: Unidirection]）

SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.3.12:5060;rport=5060;branch=z9hG4bK582371201
From: sip:11011200001325000001@1101120000;tag=249558797
To: sip:11011200001325000001@1101120000;tag=822951361
Call-ID: 1524440977
CSeq: 2 REGISTER
Contact: sip:11011200001325000001@192.168.3.22:5060
User-Agent: videosvr 1.0
Expires: 3600
Date: 2019-08-06T13:31:57.004
SecurityInfo: Unidirection cryptkey=“MHkCIBHIiuBM7BulVNA9W1lwMzqDWFgmwqmF3lUg2ek0OJ77AiEAhLUtNE+yGqjqOKSUDIMyaSuNTaI5NUkhLq/cDxHKXJwEIHFMxhef2Mm87QjLenmuVKs1rGm7Ls3aMG+1zPp47365BBAnTJVAmqz9pBE2xKOXhpQF”, algorithm=“A:SM2;H:SM3”
Content-Length: 0

通过SecurityInfo域，告知**Unidirection(单向身份验证)**结果

密钥
cryptkey=“MHkCIBHIiuBM7BulVNA9W1lwMzqDWFgmwqmF3lUg2ek0OJ77AiEAhLUtNE+yGqjqOKSUDIMyaSuNTaI5NUkhLq/cDxHKXJwEIHFMxhef2Mm87QjLenmuVKs1rGm7Ls3aMG+1zPp47365BBAnTJVAmqz9pBE2xKOXhpQF”
暂时没有看到这个是干嘛用的，可硬是一些星灵上需要它进行加密。
算法
algorithm=“A:SM2;H:SM3”

非对称算法：SM2
杂凑算法(Hash)支持：SM3

吐槽，这里为什么不指定对称加密算法？标准例子里没有就没有，不管了。

SIP服务器与FDWSF间的双向身份认证

请添加图片描述

注册请求（携带设备安全能力 [Authorization: Capability]）

REGISTER sip:34020000002000000003@34020000 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.64:5060;rport;branch=z9hG4bK520712539
From: sip:34020000001320000001@34020000;tag=1465468922
To: sip:34020000001320000001@34020000
Call-ID: 563593916
CSeq: 1 REGISTER
Contact: sip:34020000001320000001@192.168.1.64:5060
Authorization: Capability algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”, keyversion=“2018-12-20T19:27:41”
Max-Forwards: 70
User-Agent: IP Camera
Expires: 3600
Content-Length: 0

算法能力
algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”
非对称加密算法支持：SM2
杂凑算法(Hash)支持：SM3
对称加密算法支持：SM1/OFB/PKCS5
签名算法支持：SM3-SM2

吐槽一波：这个FDWSF也是只支持SM1算法，有点危险。

密钥版本
keyversion=“2019-08-06T05:31:39”

上面吐槽过了，这里不吐槽了，但是这次没有cnonce了，这次才是对的嘛！

注册响应401 Unauthorized（R1回传 [WWW-Authenticate：Bidirection]）

SIP/2.0 401 Unauthorized
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.64:5060;rport=5060;branch=z9hG4bK520712539
From: sip:34020000001320000001@34020000;tag=1465468922
To: sip:34020000001320000001@34020000;tag=1966674912
Call-ID: 563593916
CSeq: 1 REGISTER
User-Agent: videosvr 1.0
Expires: 3600
Date: 2018-12-20T19:27:42.000
WWW-Authenticate: Bidirection algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM4/OFB/PKCS5,SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”, random1=“OxImNZnZwyNMtx0FjnWKrg==”
Content-Length: 0

通过WWW-Authenticate域，告知下级平台服务器使用Bidirection (双向向身份验证)

算法
algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”

吐槽：也是没得选。

随机数1
random1=“OxImNZnZwyNMtx0FjnWKrg==”

吐槽：感觉随机数肯定有标准，就是我没有看到，莫非是这个要求：随机数生成算法需要通过GM/T 0005-2012检测，稍后查一下

注册请求（携带 Token CS= R2+R1+ServerID [Authorization: Bidirection]）

REGISTER sip:34020000002000000003@34020000 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.64:5060;rport;branch=z9hG4bK1060289490
From: sip:34020000001320000001@34020000;tag=1465468922
To: sip:34020000001320000001@34020000
Call-ID: 563593916
CSeq: 2 REGISTER
Contact: sip:34020000001320000001@192.168.1.64:5060
Authorization: Bidirection random1=“OxImNZnZwyNMtx0FjnWKrg==”, random2=“KBDLEUo83FgcnHXcSNN04w==”, serverid=“34020000002000000003”, sign1=“MEYCIQDRWE9xmwU4+2pS7RF4H+VXhFvo6VkM/hiCvTZpxVKZ7AIhAJbLfc9r7OpgzMc0bdqE6XuOs70vF96BcCbvoOqKGRjh”, algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM4/OFB/PKCS5,SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”
Max-Forwards: 70
User-Agent: IP Camera
Expires: 3600
Content-Length: 0

通过Authorization域，告知上级平台使用Bidirection (双向向身份验证)

随机数1
random1=“OxImNZnZwyNMtx0FjnWKrg==”
服务器生成的random1，在注册时携带上。
随机数2
random2=“KBDLEUo83FgcnHXcSNN04w==”
客户端随机数
服务器ID
serverid=“34020000002000000003”
签名1
sign1=“MEYCIQDRWE9xmwU4+2pS7RF4H+VXhFvo6VkM/hiCvTZpxVKZ7AIhAJbLfc9r7OpgzMc0bdqE6XuOs70vF96BcCbvoOqKGRjh”

FDWSF的私钥 SI(random2 + random1 + serverid)
用于服务器对设备身份进行验签

算法
algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM4/OFB/PKCS5,SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”
吐槽：这次有点意思，对称加密算饭竟然有SM4,

注册响应200（携带Cryptkey [SecurityInfo: Bidirection]）

SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.64:5060;rport=5060;branch=z9hG4bK1060289490
From: sip:34020000001320000001@34020000;tag=1465468922
To: sip:34020000001320000001@34020000;tag=1980721111
Call-ID: 563593916
CSeq: 2 REGISTER
User-Agent: videosvr 1.0
Expires: 3600
Date: 2018-12-20T19:27:42.000
SecurityInfo: Bidirection algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM4/OFB/PKCS5,SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”,random1=“OxImNZnZwyNMtx0FjnWKrg==”,random2=“KBDLEUo83FgcnHXcSNN04w==”,deviceid=“34020000001320000001”,serverid=“34020000002000000003”,cryptkey=“MHgCICPmu12OKCfCNsiTK/6wSsHpDEF43fedv9AxRjj+XzQ0AiAZnh6496mWVcpV+BWOK4tZ3G3q/TZ4Dwt6vBv3G4xlXQQgMfbkaXwYUL8RObHfkpQEC++/CA/Enssg7rlZgDnKCXQEEEWqHpbVai9NJaT0orxaQ4Y=”,sign2=“MEUCIQDzvGhJCuxmH/3NNtLNnrXIUOxYkYB7j8/3Th1LvjZHggIgD/nd9RbpEd6neZTuXDsIbNzydyS8WarbN1p6nHD5pHk=”
Content-Length: 0

通过SecurityInfo域，告知**Bidirection (双向向身份验证)**结果

算法
algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM4/OFB/PKCS5,SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”
对称算法也是有连个，SM1和SM4

非对称算法：SM2
杂凑算法(Hash)支持：SM3
对称算法：SM4/OFB/PKCS5,SM1/OFB/PKCS5
签名算法：SM3-SM2

随机数1
random1=“OxImNZnZwyNMtx0FjnWKrg==”
服务器生成的random1
随机数2
random2=“KBDLEUo83FgcnHXcSNN04w==”
客户端生成的random2
设备ID
deviceid=“34020000001320000001”
服务器ID
serverid=“34020000002000000003”
密钥
cryptkey=“MHgCICPmu12OKCfCNsiTK/6wSsHpDEF43fedv9AxRjj+XzQ0AiAZnh6496mWVcpV+BWOK4tZ3G3q/TZ4Dwt6vBv3G4xlXQQgMfbkaXwYUL8RObHfkpQEC++/CA/Enssg7rlZgDnKCXQEEEWqHpbVai9NJaT0orxaQ4Y=”
双向身份验证验签时需要此字段
签名2
sign2=“MEUCIQDzvGhJCuxmH/3NNtLNnrXIUOxYkYB7j8/3Th1LvjZHggIgD/nd9RbpEd6neZTuXDsIbNzydyS8WarbN1p6nHD5pHk=”

Server的私钥 SI(random2 + random1 + deviceid + cryptkey)
用户设备端对服务端做身份验证

管理平台间认证

在这里插入图片描述
平台间的双向身份验证没有找到实际例子，只能拿标准中的师范分析了。

吐槽，消息师范D2根本就是设备的双向身份验证，被标准忽悠了额，那怎么办？看文字说明，自己琢磨吧。

注册请求（携带设备安全能力 [Authorization: Capability]）

和设备端双向认证内容一致，此章节省略

注册响应401 Unauthorized（R1回传 [WWW-Authenticate：Bidirection]）

和设备端双向认证内容一致，此章节省略

注册请求（携带 Token CS= R2+R1+ServerID [Authorization: Bidirection]）

和设备端双向认证内容一致，此章节省略

注册响应200（携带Cryptkey [SecurityInfo: Bidirection]）

通过SecurityInfo域，告知**Bidirection (双向向身份验证)**结果

算法
algorithm=“A:SM2;H:SM3;S:SM4/OFB/PKCS5,SM1/OFB/PKCS5;SI:SM3-SM2”
对称算法也是有连个，SM1和SM4

非对称算法：SM2
杂凑算法(Hash)支持：SM3
对称算法：SM4/OFB/PKCS5,SM1/OFB/PKCS5
签名算法：SM3-SM2

随机数1
random1=“OxImNZnZwyNMtx0FjnWKrg==”
服务器生成的random1
随机数2
random2=“KBDLEUo83FgcnHXcSNN04w==”
客户端生成的random2
设备ID
deviceid=“34020000001320000001”
服务器ID
serverid=“34020000002000000003”
密钥
cryptkey=“MHgCICPmu12OKCfCNsiTK/6wSsHpDEF43fedv9AxRjj+XzQ0AiAZnh6496mWVcpV+BWOK4tZ3G3q/TZ4Dwt6vBv3G4xlXQQgMfbkaXwYUL8RObHfkpQEC++/CA/Enssg7rlZgDnKCXQEEEWqHpbVai9NJaT0orxaQ4Y=”
双向身份验证验签时需要此字段
签名2
sign2=“MEUCIQDzvGhJCuxmH/3NNtLNnrXIUOxYkYB7j8/3Th1LvjZHggIgD/nd9RbpEd6neZTuXDsIbNzydyS8WarbN1p6nHD5pHk=”