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.pfx

chain.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 before

var 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 X509StoreCurrentUser\CA X509Store**LocalMachine\CA X509StoreCurrentUser\Root X509Store**LocalMachine\Root X509Store*LocalMachine\ThirdPartyRoot X509Storehttp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）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。