Rust安全认证库tor-cert的使用:Tor网络协议中的证书处理与加密功能实现

Rust安全认证库tor-cert的使用:Tor网络协议中的证书处理与加密功能实现

概述

tor-cert crate实现了Tor的cert-spec.txt文档中描述的二进制证书类型,这些证书用于认证Tor通道。(未来也将添加对洋葱服务证书的支持)

这个crate是Arti项目的一部分,Arti是一个用Rust实现Tor的项目。

Tor还使用了其他类型的证书,它们在其他地方实现。特别是,请参阅tor-netdoc::doc::authcert了解目录协议中权威机构使用的证书类型。

设计说明

tor-cert代码位于自己独立的crate中,因为它被几个不相互依赖的其他高级crate所需求。例如,tor-netdoc从路由器描述符中解析编码的证书,而tor-proto在认证中继时使用证书。

示例

以下是解析、验证和检查证书的示例代码:

use base64ct::{Base64, Encoding as _};
use tor_cert::*;
use tor_checkable::*;

// 取自Tor网络上的一个随机中继
let cert_base64 =
    "AQQABrntAThPWJ4nFH1L77Ar+emd4GPXZTPUYzIwmR2H6Zod5TvXAQAgBAC+vzqh
     VFO1SGATubxcrZzrsNr+8hrsdZtyGg/Dde/TqaY1FNbeMqtAPMziWOd6txzShER4
     qc/haDk5V45Qfk6kjcKw+k7cPwyJeu+UF/azdoqcszHRnUHRXpiPzudPoA4=";

// 移除空白,防止base64解码失败
let cert_base64: String = cert_base64.split_whitespace().collect();

// 解码base64
let cert_bin = Base64::decode_vec(&cert_base64).unwrap();

// 解码证书并检查签名
let cert = Ed25519Cert::decode(&cert_bin).unwrap()
    .check_key(None).unwrap()
    .check_signature().unwrap()
    .dangerously_assume_timely();
let signed_key = cert.subject_key();

完整示例代码

以下是一个更完整的示例,展示如何使用tor-cert库进行证书处理:

use base64ct::{Base64, Encoding as _};
use tor_cert::{Ed25519Cert, CertType};
use tor_checkable::{Timebound, Signed, Signature};
use std::time::{SystemTime, UNIX_EPOCH};

fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    // 示例证书数据
    let cert_base64 = "AQQABrntAThPWJ4nFH1L77Ar+emd4GPXZTPUYzIwmR2H6Zod5TvXAQAgBAC+vzqh...";
    
    // 准备证书数据
    let cert_data: String = cert_base64.split_whitespace().collect();
    let cert_bytes = Base64::decode_vec(&cert_data)?;
    
    // 解码证书
    let cert = Ed25519Cert::decode(&cert_bytes)?;
    
    // 验证证书密钥
    let cert = cert.check_key(None)?;
    
    // 验证证书签名
    let cert = cert.check_signature()?;
    
    // 检查证书时间有效性(危险:假设当前时间有效)
    let cert = cert.dangerously_assume_timely();
    
    // 获取证书主题密钥
    let subject_key = cert.subject_key();
    
    // 获取证书类型
    let cert_type = cert.cert_type();
    println!("Certificate type: {:?}", cert_type);
    
    // 获取证书有效期(如果有)
    if let Some(validity) = cert.validity() {
        let now = SystemTime::now().duration_since(UNIX_EPOCH)?.as_secs();
        println!("Certificate valid from {} to {}", validity.not_before(), validity.not_after());
        println!("Current time is {}, certificate is {}", now, 
            if validity.is_valid_at(now) { "valid" } else { "invalid" });
    }
    
    // 获取证书扩展(如果有)
    if let Some(extensions) = cert.extensions() {
        println!("Certificate has {} extensions", extensions.count());
    }
    
    Ok(())
}

许可证

MIT OR Apache-2.0


1 回复

以下是基于您提供的标题和内容整理的关于tor-cert库的完整示例demo,包含创建证书、验证证书、处理链接认证证书以及证书链验证的完整实现:

完整示例demo

use anyhow::{Context, Result};
use tor_cert::{CertDecodeError, CertType, Ed25519Cert, Ed25519CertConstructor, CertExt};
use tor_llcrypto::pk::ed25519;
use rand::rngs::OsRng;

fn main() -> Result<()> {
    // 示例1: 创建Ed25519证书
    let signing_key = ed25519::Keypair::generate(&mut OsRng);
    let cert = create_ed25519_certificate(&signing_key)?;
    println!("成功创建Ed25519证书");

    // 示例2: 验证证书
    let cert_bytes = cert.as_ref().to_vec();
    verify_certificate(&cert_bytes, &signing_key.public)?;
    println!("证书验证成功");

    // 示例3: 处理Tor链接认证证书
    process_link_certificate(&cert_bytes)?;
    println!("链接证书处理成功");

    // 示例4: 自定义证书扩展
    let cert_with_ext = create_cert_with_extension(&signing_key)?;
    println!("创建带扩展的证书成功");

    // 示例5: 证书链验证
    // 创建中间证书
    let intermediate_key = ed25519::Keypair::generate(&mut OsRng);
    let intermediate_cert = create_intermediate_cert(&signing_key, &intermediate_key.public)?;
    let intermediate_bytes = intermediate_cert.as_ref().to_vec();

    // 创建叶子证书
    let leaf_key = ed25519::Keypair::generate(&mut OsRng);
    let leaf_cert = create_leaf_cert(&intermediate_key, &leaf_key.public)?;
    let leaf_bytes = leaf_cert.as_ref().to_vec();

    // 验证证书链
    verify_certificate_chain(&leaf_bytes, &[&intermediate_bytes[..]], &signing_key.public)?;
    println!("证书链验证成功");

    Ok(())
}

/// 创建Ed25519证书
fn create_ed25519_certificate(signing_key: &ed25519::Keypair) -> Result<Vec<u8>> {
    let mut cert_builder = Ed25519CertConstructor::new(
        CertType::IDENTITY_V_SIGNING,
        0, // 版本
        0, // 证书类型特定字段
        std::time::SystemTime::now(), // 生效时间
        std::time::Duration::from_secs(3600 * 24 * 365), // 有效期1年
        signing_key.public,
    );

    cert_builder
        .sign_and_encode(signing_key)
        .context("创建证书失败")
}

/// 验证证书
fn verify_certificate(cert_bytes: &[u8], public_key: &ed25519::PublicKey) -> Result<()> {
    let cert = Ed25519Cert::decode(cert_bytes).context("解码证书失败")?;
    cert.check_signature(public_key).context("证书签名验证失败")?;
    
    // 检查有效期
    if cert.expired() {
        return Err(anyhow::anyhow!("证书已过期"));
    }
    
    Ok(())
}

/// 处理Tor链接认证证书
fn process_link_certificate(cert_bytes: &[u8]) -> Result<()> {
    let cert = Ed25519Cert::decode(cert_bytes).context("解码链接证书失败")?;
    
    if cert.cert_type() != CertType::LINK_AUTH {
        return Err(anyhow::anyhow!("错误的证书类型,期望LINK_AUTH"));
    }
    
    // 可以添加更多业务逻辑
    Ok(())
}

/// 创建带有自定义扩展的证书
fn create_cert_with_extension(signing_key: &ed25519::Keypair) -> Result<Vec<u8>> {
    #[derive(Debug)]
    struct MyExtension {
        custom_data: Vec<u8>,
    }

    impl CertExt for MyExtension {
        fn encode(&self) -> Vec<u8> {
            self.custom_data.clone()
        }
    }

    let mut builder = Ed25519CertConstructor::new(
        CertType::IDENTITY_V_SIGNING,
        0,
        0,
        std::time::SystemTime::now(),
        std::time::Duration::from_secs(3600 * 24 * 30), // 30天有效期
        signing_key.public,
    );

    let extension = MyExtension {
        custom_data: b"custom extension data".to_vec(),
    };

    builder.add_extension(extension);
    builder.sign_and_encode(signing_key).context("创建带扩展的证书失败")
}

/// 创建中间证书
fn create_intermediate_cert(
    root_key: &ed25519::Keypair,
    subject_key: &ed25519::PublicKey,
) -> Result<Vec<u8>> {
    let mut builder = Ed25519CertConstructor::new(
        CertType::IDENTITY_V_SIGNING,
        0,
        0,
        std::time::SystemTime::now(),
        std::time::Duration::from_secs(3600 * 24 * 180), // 6个月有效期
        *subject_key,
    );

    builder.sign_and_encode(root_key).context("创建中间证书失败")
}

/// 创建叶子证书
fn create_leaf_cert(
    signing_key: &ed25519::Keypair,
    subject_key: &ed25519::PublicKey,
) -> Result<Vec<u8>> {
    let mut builder = Ed25519CertConstructor::new(
        CertType::LINK_AUTH,
        0,
        0,
        std::time::SystemTime::now(),
        std::time::Duration::from_secs(3600 * 24 * 30), // 30天有效期
        *subject_key,
    );

    builder.sign_and_encode(signing_key).context("创建叶子证书失败")
}

/// 验证证书链
fn verify_certificate_chain(
    leaf_cert: &[u8],
    intermediate_certs: &[&[u8]],
    root_key: &ed25519::PublicKey,
) -> Result<()> {
    // 解码叶子证书
    let leaf = Ed25519Cert::decode(leaf_cert).context("解码叶子证书失败")?;
    
    let mut current_key = None;
    
    // 验证中间证书
    for &cert_bytes in intermediate_certs {
        let cert = Ed25519Cert::decode(cert_bytes).context("解码中间证书失败")?;
        
        if let Some(key) = current_key {
            cert.check_signature(&key).context("中间证书签名验证失败")?;
        } else {
            // 第一个中间证书应该由根密钥签名
            cert.check_signature(root_key).context("根证书签名验证失败")?;
        }
        
        current_key = Some(cert.subject_key());
    }
    
    // 验证叶子证书
    if let Some(key) = current_key {
        leaf.check_signature(&key).context("叶子证书签名验证失败")?;
    } else {
        // 如果没有中间证书,叶子证书应该直接由根密钥签名
        leaf.check_signature(root_key).context("根证书签名验证失败")?;
    }
    
    Ok(())
}

代码说明

  1. 创建Ed25519证书

    • 使用Ed25519CertConstructor创建证书构造器
    • 设置证书类型、版本、有效期等参数
    • 使用私钥签名并编码证书
  2. 验证证书

    • 解码证书字节
    • 检查签名是否有效
    • 验证证书是否过期
  3. 处理链接认证证书

    • 专门处理LINK_AUTH类型的证书
    • 验证证书类型和有效期
  4. 自定义证书扩展

    • 实现CertExt trait定义自定义扩展
    • 将扩展添加到证书构造器
  5. 证书链验证

    • 从根证书开始逐级验证
    • 检查每一级证书的签名是否由上一级证书的公钥验证
    • 最后验证叶子证书

Cargo.toml 依赖

[dependencies]
tor-cert = "0.8.0"
tor-llcrypto = "0.4.0"
anyhow = "1.0"
rand = "0.8"

这个完整示例演示了tor-cert库的主要功能,包括证书创建、验证、自定义扩展和证书链验证等关键操作,可用于构建Tor网络相关的安全应用。

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