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PKCS#7结构分析之数字信封

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Enveloped-data介绍

数字信封内容类型包括任意类型的加密内容和用来加密一个/多个接收者的秘钥组成。加密的内容和加密所使用的Key组成了一个接受者的数字信封。 回忆一下PKCS#7一般ASN.1结构描述：

ContentInfo ::= SEQUENCE {
    contentType ContentType,
    content  [0] EXPLICIT ANY DEFINED BY contentType OPTIONAL }
}

从下面内容很容易的查到ContentType的值。

   data OBJECT IDENTIFIER ::= { pkcs-7 1 }
   signedData OBJECT IDENTIFIER ::= { pkcs-7 2 }
   envelopedData OBJECT IDENTIFIER ::= { pkcs-7 3 }
   signedAndEnvelopedData OBJECT IDENTIFIER ::= { pkcs-7 4 }
   digestedData OBJECT IDENTIFIER ::= { pkcs-7 5 }
   encryptedData OBJECT IDENTIFIER ::= { pkcs-7 6 }

envelopedData的OBJECT IDENTIFIER为"1.2.840.113549.1.7.3”
Enveloped-data的构建过程分以下几步：
1.随机产生一个用于特定加密算法加密密钥。
2.内容加密密钥用每个接收者的公钥加密。
3.对每一个接收者，都把用各自加密秘钥加了密的内容，加密密钥和接收者的其他信息放入RecipientInfo值中。
4.用内容加密密钥加密内容。
5.将所有接收者的RecipientInfo值和加了密的内容放入EnvelopedData值中。

EnvelopedData

enveloped-data内容类型应有ASN.1类型的EnvelopedData:

EnvelopedData::= SEQUENCE {
    version Version,                 //版本号
    recipientInfos RecipientInfos,   //接受者信息
    encryptedContentInfo EncryptedContentInfo  //加密后的内容信息
}

接受者集合:

RecipientInfos::= SET OF RecipientInfo

和

EncryptedContentInfo::= SEQUENCE {
    contentType ContentType,  //内容类型
    contentEncryptionAlgorithm  ContentEncryptionAlgorithmIdentifier, 
    encryptedContent [0] IMPLICIT EncryptedContent OPTIONAL
}

ContentEncryptionAlgorithmIdentifier加密内容的加密算法标识。

EncryptedContent::= OCTET STRING

加密后的内容，是可选的。如果该域不存在，应该在其他地方来提供。

RecipientInfo

RecipientInfo::= SEQUENCE {
    version Version,   //版本号
    issuerAndSerialNumber     IssuerAndSerialNumber,
    keyEncryptionAlgorithm    KeyEncryptionAlgorithmIdentifier,
    encryptedKey     EncryptedKey 
}

IssuerAndSerialNumber
issuerAndSerialNumber指定由颁发者可辨别名和颁发序列号确定的接收者证书。
KeyEncryptionAlgorithmIdentifier
指定用接收者公钥加密内容加密密钥的密钥加密算法和相应的参数。
EncryptedKey
encryptedKey是内容加密密钥被接收者公钥加密后的结果。

内容加密过程

输入内容加密过程也是打包成数字信封中的内容。特别的输入是ContentInfo值中content经BER编码的定长8bit字节串，用于打包数字信封的过程。只有内容经BER编码的8bit字节串被加密，不是标识符8bit字节串和长度8bit字节串。其他的8bit字节不表述。
当被封装的内容是data类型时，则仅有data的值（如文件内容）被加密。这样有一个优点，就是在加密处理前无需知道待加密的内容的长度。这个方法和PEM兼容。
identifier 8bit字节和length 8bit字节没有被加密。Length字节可能隐含地被加密过程保护，这依赖域加密算法。Identifier字节根本就不保护，虽然它们能够从内容类型中恢复，假设内容类型唯一决定identifier 字节。显式的保护identifier和length字节需要用signed-and-enveloped-data内容类型，或者成功的应用了digested-data和enveloped-data内容类型。
Note:

  1. 选择定长的ASN.1编码，更加适合与简单的类型。
  2. 某些情况下假设输入内容的长度l为加密单位k字节的整数倍，如果不是整数倍就按照下面的方式填充.
填充:01    (1个)                 if l (mod k) = k-1
填充:02 02 (2个)                if l (mod k) = k-2
                  ...
填充:k .... k ......k    if l (mod k) = 0  (填充k个)

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