C#/.NET 中的根证书固定

Question

我想在我的 C# 应用程序中实现证书/公钥固定。我已经看到了很多直接固定服务器证书的解决方案，例如在这个问题中。但是，为了更灵活，我只想固定根证书。服务器在设置中获得的证书由中间 CA 签名，该 CA 本身由根签名。到目前为止，我实现的是一个服务器，它从 PKCS#12 (.pfx) 文件中加载自己的证书、私钥、中间证书和根证书。我使用以下命令创建了文件：openssl pkcs12 -export -inkey privkey.pem -in server_cert.pem -certfile chain.pem -out outfile.pfxchain.pem文件包含根证书和中间证书。服务器加载此证书并希望对客户端进行身份验证：// certPath is the path to the .pfx file created beforevar cert = new X509Certificate2(certPath, certPass)var clientSocket = Socket.Accept();var sslStream = new SslStream(    new NetworkStream(clientSocket),    false);try {    sslStream.AuthenticateAsServer(cert, false, SslProtocols.Tls12, false);} catch(Exception) {     // Error during authentication}现在，客户端想要对服务器进行身份验证：public void Connect() {    var con = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);    con.Connect(new IPEndPoint(this.address, this.port));    var sslStream = new SslStream(        new NetworkStream(con),        false,        new RemoteCertificateValidationCallback(ValidateServerCertificate),        null    );    sslStream.AuthenticateAsClient("serverCN");}public static bool ValidateServerCertificate(    object sender,    X509Certificate certificate,    X509Chain chain,    SslPolicyErrors sslPolicyErrors){    // ??}现在的问题是服务器只将自己的证书发送给客户端。链参数也不包含更多信息。这在某种程度上是合理的，因为X509Certificate2 证书（在服务器代码中）仅包含服务器证书，没有关于中间证书或根证书的信息。但是，客户端无法验证整个链，因为（至少）缺少中间证书。到目前为止，我还没有发现任何让 .NET 发送整个证书链的可能性，但我不想固定服务器证书本身或中间证书，因为这破坏了根证书固定的灵活性。因此，有没有人知道让 SslStream 发送整个链进行身份验证或使用其他方法实现功能的可能性？还是我必须以不同的方式包装证书？谢谢！编辑：我做了一些其他测试来检测问题。正如评论中所建议的，我创建了一个X509Store包含所有证书的证书。之后，我X509Chain使用我的服务器证书和商店构建了一个。在服务器本身上，新链正确包含所有证书，但不在ValidateServerCertificate函数中。

Answer 1

SslStream 永远不会发送整个链（自我颁发的证书除外）。约定是发送除根以外的所有内容，因为另一方要么已经拥有并信任根，要么没有（因此/或不信任根），无论哪种方式都是浪费带宽。

但是 SslStream 只有在理解中间体时才能发送中间体。

var cert = new X509Certificate2(certPath, certPass);

这只会提取最终实体证书（带有私钥的证书），它会丢弃 PFX 中的任何其他证书。如果要加载需要使用的所有证书X509Certificate2Collection.Import。但是......这也对你没有帮助。SslStream 只接受最终实体证书，它希望系统能够为它构建一个功能链。

为了构建功能链，您的中间证书和根证书需要位于以下任一位置：

• 通过 X509Chain.ChainPolicy.ExtraStore 作为手动输入提供

• 由于有问题的链是由 SslStream 构建的，因此您不能在这里真正做到这一点。

• 当前用户\我的 X509Store

• *LocalMachine\My X509Store

• CurrentUser\CA X509Store

• **LocalMachine\CA X509Store

• CurrentUser\Root X509Store

• **LocalMachine\Root X509Store

• *LocalMachine\ThirdPartyRoot X509Store

• http在证书的授权访问标识符扩展中标识的（非 s）位置。

*在 Linux 上的 .NET Core 上不存在标记为的商店。标记 的存储**在 Linux 上确实存在，但不能由 .NET 应用程序修改。

这还不够，因为（至少对于 Linux 上的 SslStream 和 .NET Core 上的 macOS 而言）它仍然只在构建它信任的链时才发送中间体。因此，服务器需要真正信任根证书才能发送中间证书。（或者客户端需要信任客户端证书的根）

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另一方面，同样的规则也适用。不同之处在于，在回调中您可以选择重建链以添加额外的证书。

private static bool IsExpectedRootPin(X509Chain chain)

{

    X509Certificate2 lastCert = chain.ChainElements[chain.ChainElements.Count - 1].Certificate;

    return lastCert.RawBytes.SequenceEquals(s_pinnedRootBytes);

}

private static bool ValidateServerCertificate(

    object sender,

    X509Certificate certificate,

    X509Chain chain,

    SslPolicyErrors sslPolicyErrors

)

{

    if ((sslPolicyErrors & ~SslPolicyErrors.RemoteCertificateChainErrors) != 0)

    {

        // No cert, or name mismatch (or any future errors)

        return false;

    }

    if (IsExpectedRootPin(chain))

    {

        return true;

    }

    chain.ChainPolicy.ExtraStore.Add(s_intermediateCert);

    chain.ChainPolicy.ExtraStore.Add(s_pinnedRoot);

    chain.ChainPolicy.VerificationFlags |= X509VerificationFlags.AllowUnknownCertificateAuthority;

    if (chain.Build(chain.ChainElements[0].Certificate))

    {

        return IsExpectedRootPin(chain);

    }

    return false;

}

当然，这种方法的问题是你还需要了解并提供远程端的中间件。真正的解决方案是中间体应该在 HTTP 分发端点上可用，并且颁发的证书应该带有授权信息访问扩展，以便能够动态定位它们。