Azure Key Vault 签名格式

Question

我的本地计算机（dotnet 8.0）上有这个代码片段，运行良好。

using System.Security.Cryptography;

using (ECDsa ecdsa = ECDsa.Create(ECCurve.NamedCurves.nistP256))
{
    
    string input = "some base64 encoded data";
    byte[] data_bytes = Convert.FromBase64String(input);

    byte[] hash = SHA256.Create().ComputeHash(data_bytes);

    byte[] publicKeyBytes = ecdsa.ExportSubjectPublicKeyInfo();
    Console.WriteLine($"Public Key:\n{Convert.ToBase64String(publicKeyBytes)}\n");

    // Sign the hash using the Rfc3279DerSequence format
    byte[] signature_der = ecdsa.SignHash(hash, DSASignatureFormat.Rfc3279DerSequence);
    bool isValid_der = ecdsa.VerifyHash(hash, signature_der, DSASignatureFormat.Rfc3279DerSequence);
    Console.WriteLine($"Signature valid: {isValid_der}\n");
    string signature_b64_der = Convert.ToBase64String(signature_der);
    Console.WriteLine($"DER Signature:\n{signature_b64_der}\n");

    // Sign the hash using the IeeeP1363FixedFieldConcatenation format
    byte[] signature_ieee = ecdsa.SignHash(hash, DSASignatureFormat.IeeeP1363FixedFieldConcatenation);
    bool isValid_ieee = ecdsa.VerifyHash(hash, signature_ieee, DSASignatureFormat.IeeeP1363FixedFieldConcatenation);
    Console.WriteLine($"Signature valid: {isValid_ieee}\n");
    string signature_b64_ieee = Convert.ToBase64String(signature_ieee);
    Console.WriteLine($"IEEE Signature:\n{signature_b64_ieee}\n");
}

我想实现相同的逻辑，但这次我想使用 Azure Key Vault REST API 来 sign 和 verify 相同类型的数据。我的目标是采用这种方法，这样我就可以定期轮换密钥。

Azure Key Vault 返回的签名似乎仅以 IEEE P1363 格式返回，我没有找到返回 RFC 3279 DER 序列格式的方法。

我的问题：有没有办法从 Azure Key Vault 获取不同格式的签名，并且当然能够验证该签名？

我尝试使用 CryptographyClient.SignAsync，但它再次仅返回 IEEE P1363 格式，我也想要其他格式（如果可能）。

Answer 1

Azure Key Vault 的加密操作（如

Sign

和

SignAsync

）确实使用 IEEE P1363 格式进行 ECDSA 签名，并且不提供输出 RFC 3279 DER 序列格式的选项。但是，如果需要，您可以手动将 IEEE P1363 格式签名转换为 RFC 3279 DER 序列格式。

这是实现转换的方法：

了解 IEEE P1363 和 DER 格式

• IEEE P1363：此格式连接 ECDSA 签名的

  r

  和

  s

  值，无需任何额外的元数据。
• RFC 3279 DER Sequence：此格式使用 ASN.1 DER 编码，将

  r

  和

  s

  封装在一个序列中。

从 IEEE P1363 到 DER 的转换

该过程涉及：

1. 将 IEEE P1363 签名（nistP256 为 64 字节）分成两半，每半代表

   r

   和

   s

   。
2. 以 ASN.1 DER 格式编码

   r

   和

   s

   并创建序列。

这是执行此转换的代码：

using System;
using System.Formats.Asn1;
using System.Security.Cryptography;

public static byte[] ConvertIeeeP1363ToDer(byte[] ieeeSignature)
{
    if (ieeeSignature.Length % 2 != 0)
    {
        throw new ArgumentException("Invalid IEEE P1363 signature length");
    }

    int halfLength = ieeeSignature.Length / 2;
    byte[] r = new byte[halfLength];
    byte[] s = new byte[halfLength];

    Array.Copy(ieeeSignature, 0, r, 0, halfLength);
    Array.Copy(ieeeSignature, halfLength, s, 0, halfLength);

    var writer = new AsnWriter(AsnEncodingRules.DER);
    writer.PushSequence();
    writer.WriteInteger(r);
    writer.WriteInteger(s);
    writer.PopSequence();
    
    return writer.Encode();
}

在代码中使用转换

1. 从 Azure Key Vault 检索 IEEE P1363 签名。
2. 使用

   ConvertIeeeP1363ToDer

   函数将其转换为 DER。
3. 使用

   ECDsa.VerifyHash

   在本地验证 DER 格式的签名。

以下是如何将此转换与代码的其余部分集成：

using System;
using System.Security.Cryptography;

byte[] ieeeSignature = await cryptographyClient.SignAsync(SignatureAlgorithm.ES256, hash);
byte[] derSignature = ConvertIeeeP1363ToDer(ieeeSignature);

// Now verify with DER format if needed
bool isValidDer = ecdsa.VerifyHash(hash, derSignature, DSASignatureFormat.Rfc3279DerSequence);
Console.WriteLine($"Signature valid in DER format: {isValidDer}");

1. ConvertIeeeP1363ToDer：该方法读取 IEEE P1363 签名，将其拆分为

   r

   和

   s

   组件，并以 DER 序列格式写入。
2. 验证：采用 DER 格式后，您可以使用

   ECDsa.VerifyHash

   和

   DSASignatureFormat.Rfc3279DerSequence

   选项在本地验证它。

限制和注意事项

• 此方法适用于

  nistP256

  ，其中

  r

  和

  s

  各为 32 字节。对于其他曲线，相应地调整字节长度。
• Azure Key Vault 目前不提供直接 DER 格式输出，因此需要进行此转换才能与需要 RFC 3279 DER 格式的系统配合使用。

这应该使您能够使用 Azure Key Vault 进行签名，并在需要时使用 DER 格式签名进行验证。