通常我们遇到过的X509证书都是基于RSA-SHA1算法的，目前国家在大力推行国密算法，未来银行发行的IC卡也都是基于PBOC3.0支持国密算法的，因此我们来学习一下如何验证SM2国密证书的合法性。至于SM2与SM3的算法实现不在本文讨论范围之内，可以用openssl、BouncyCastle.Crypto.dll等第三方库来实现。
SM2国密证书与RSA证书一样，一般内容都是以BASE64格式编码的，以网上下载的一个自签名证书为例：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==
经过BASE64解码后是TLV格式，再解析得到如下表格：
TAG
名称
长度
值
30
未知标签
1E6
30
未知标签
191
02
未知标签
01
00
30
未知标签
54
31
未知标签
0B
30
未知标签
09
06
未知标签
03
55 04 06
13
未知标签
02
43 4E
31
未知标签
0B
30
未知标签
09
06
未知标签
03
55 04 08
13
未知标签
02
66 67
31
未知标签
0D
30
未知标签
0B
06
未知标签
03
55 04 07
13
未知标签
04
73 64 66 67
31
未知标签
0C
30
未知标签
0A
06
未知标签
03
55 04 0A
13
未知标签
03
34 35 79
31
未知标签
0D
30
未知标签
0B
06
未知标签
03
55 04 0B
13
未知标签
04
61 65 72 74
31
未知标签
0C
30
未知标签
0A
06
未知标签
03
55 04 03
13
未知标签
03
64 66 67
30
未知标签
134
30
未知标签
ED
06
未知标签
08
2A 81 1C 81 45 01 82 2D
30
未知标签
E0
02
未知标签
01
01
30
未知标签
2C
06
未知标签
07
2A 86 48 CE 3D 01 01
02
未知标签
21
00 85 42 D6 9E 4C 04 4F 18 E8 B9 24 35 BF 6F F7 DE 45 72 83 91 5C 45 51 7D 72 2E DB 8B 08 F1 DF C3
30
未知标签
44
04
未知标签
20
78 79 68 B4 FA 32 C3 FD 24 17 84 2E 73 BB FE FF 2F 3C 84 8B 68 31 D7 E0 EC 65 22 8B 39 37 E4 98
04
未知标签
20
63 E4 C6 D3 B2 3B 0C 84 9C F8 42 41 48 4B FE 48 F6 1D 59 A5 B1 6B A0 6E 6E 12 D1 DA 27 C5 24 9A
04
未知标签
41
04 42 1D EB D6 1B 62 EA B6 74 64 34 EB C3 CC 31 5E 32 22 0B 3B AD D5 0B DC 4C 4E 6C 14 7F ED D4 3D 06 80 51 2B CB B4 2C 07 D4 73 49 D2 15 3B 70 C4 E5 D7 FD FC BF A3 6E A1 A8 58 41 B9 E4 6E 09 A2
02
未知标签
21
00 85 42 D6 9E 4C 04 4F 18 E8 B9 24 35 BF 6F F7 DD 29 77 20 63 04 85 62 8D 5A E7 4E E7 C3 2E 79 B7
02
未知标签
01
01
03
未知标签
42
00 04 C3 37 BB 80 17 D5 72 BC BC 03 B4 22 80 E4 31 14 FB EF DF F1 D9 A4 E0 88 66 AF B8 EB EC FE 05 47 AE 5D 3C 58 0E 5D 34 8B E7 A1 DB 7D 07 99 83 F9 A4 A5 98 66 26 7D 95 1D DB BD CC 45 77 5E D8 2A
04表示SM2密钥
后面32字节表示公钥X
后面32字节表示公钥Y
30
未知标签
0C
06
未知标签
08
2A 81 1C 81 45 01 83 75
05
未知标签
00
03
未知标签
41
00 86 77 92 75 6A 27 50 C5 CB D1 29 38 BE 9C CF B6 A6 6F 51 D7 5B 62 8F C1 6F BA 37 6B E4 DE 93 8F AF FE 4A 7C AB B8 6F 03 ED 81 B9 B5 E9 4D 20 04 D8 08 C4 D2 AC AD 73 84 C7 07 EF AF 98 8E F9 2E
签名后的数据
从上面的表格中可以得到SM2公钥与签名后数据：
公钥X：C3 37 BB 80 17 D5 72 BC BC 03 B4 22 80 E4 31 14 FB EF DF F1 D9 A4 E0 88 66 AF B8 EB EC FE 05 47
公钥Y：AE 5D 3C 58 0E 5D 34 8B E7 A1 DB 7D 07 99 83 F9 A4 A5 98 66 26 7D 95 1D DB BD CC 45 77 5E D8 2A
签名后的数据：86 77 92 75 6A 27 50 C5 CB D1 29 38 BE 9C CF B6 A6 6F 51 D7 5B 62 8F C1 6F BA 37 6B E4 DE 93 8F AF FE 4A 7C AB B8 6F 03 ED 81 B9 B5 E9 4D 20 04 D8 08 C4 D2 AC AD 73 84 C7 07 EF AF 98 8E F9 2E
接下来取证书数据的第二层TAG的第一个TAG 30(即表格中斜体部分数据)，对数据进行SM3计算后得到
HASH值：C8 72 D5 09 1D 2A 11 67 28 65 F5 C4 55 8E C2 3F A9 2F 53 BC E5 90 96 8D AC 91 20 9B 63 BD AD 34
用SM2公钥验签即可成功。
接下来用国密局的自签名SM2证书来示范，数据处理有所不同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+
6aoXntWO2QwCwYDVR0PBAQDAgEGMBEGCWCGSAGG+EIBAQQEAwIAVzAMBggqgRzPVQGDdQU
AA0gAMEUCIQCGqTACsUVb7KXmi8E5pqJtyWpKj1Mm0vPokvH6ondQKwIgFH5vrHQjncD1e9avYQB
SF9fxplgZ/tdU9nxDgh2HnRU=
经过BASE64解码后再解析TLV格式，得到如下表格
TAG
名称
长度
值
30
未知标签
268
30
未知标签
20C
A0
未知标签
03
02
未知标签
01
02
02
未知标签
09
00 AF 28 72 5D 98 D3 31 43
30
未知标签
0C
06
未知标签
08
2A 81 1C CF 55 01 83 75
05
未知标签
00
30
未知标签
7D
31
未知标签
0B
30
未知标签
09
06
未知标签
03
55 04 06
0C
未知标签
02
63 6E
31
未知标签
0B
30
未知标签
09
06
未知标签
03
55 04 08
0C
未知标签
02
62 6A
31
未知标签
0B
30
未知标签
09
06
未知标签
03
55 04 07
0C
未知标签
02
62 6A
31
未知标签
0F
30
未知标签
0D
06
未知标签
03
55 04 0A
0C
未知标签
06
74 6F 70 73 65 63
31
未知标签
0F
30
未知标签
0D
06
未知标签
03
55 04 0B
0C
未知标签
06
74 6F 70 73 65 63
31
未知标签
11
30
未知标签
0F
06
未知标签
03
55 04 03
0C
未知标签
08
54 6F 70 73 65 63 43 41
31
未知标签
1F
30
未知标签
1D
06
未知标签
09
2A 86 48 86 F7 0D 01 09 01
0C
未知标签
10
62 6A 40 74 6F 70 73 65 63 2E 63 6F 6D 2E 63 6E
30
未知标签
1E
17
未知标签
0D
31 32 30 36 32 34 30 37 35 34 33 39 5A
17
未知标签
0D
33 32 30 36 32 30 30 37 35 34 33 39 5A
30
未知标签
7D
31
未知标签
0B
30
未知标签
09
06
未知标签
03
55 04 06
0C
未知标签
02
63 6E
31
未知标签
0B
30
未知标签
09
06
未知标签
03
55 04 08
0C
未知标签
02
62 6A
31
未知标签
0B
30
未知标签
09
06
未知标签
03
55 04 07
0C
未知标签
02
62 6A
31
未知标签
0F
30
未知标签
0D
06
未知标签
03
55 04 0A
0C
未知标签
06
74 6F 70 73 65 63
31
未知标签
0F
30
未知标签
0D
06
未知标签
03
55 04 0B
0C
未知标签
06
74 6F 70 73 65 63
31
未知标签
11
30
未知标签
0F
06
未知标签
03
55 04 03
0C
未知标签
08
54 6F 70 73 65 63 43 41
31
未知标签
1F
30
未知标签
1D
06
未知标签
09
2A 86 48 86 F7 0D 01 09 01
0C
未知标签
10
62 6A 40 74 6F 70 73 65 63 2E 63 6F 6D 2E 63 6E
30
未知标签
59
30
未知标签
13
06
未知标签
07
2A 86 48 CE 3D 02 01
06
未知标签
08
2A 81 1C CF 55 01 82 2D
03
未知标签
42
00 04 D6 9C 2F 1E EC 3B FB 6B 95 B3 0C 28 08 5C 77 B1 25 D7 7A 9C 39 52 5D 81 90 76 8F 37 D6 B2 05 B5 89 DC D3 16 BB E7 D8 9A 9D C2 19 17 F1 77 99 E6 98 53 1F 5E 6E 3E 10 BD 31 37 0B 25 9C 3F 81 C3
04表示SM2密钥
后面32字节表示公钥X
后面32字节表示公钥Y
A3
未知标签
73
30
未知标签
71
30
未知标签
0F
06
未知标签
03
55 1D 13
01
未知标签
01
FF
04
未知标签
05
30
未知标签
03
01
未知标签
01
FF
30
未知标签
1D
06
未知标签
03
55 1D 0E
04
未知标签
16
04
未知标签
14
8E 5D 90 34 78 58 BA AA D8 70 D8 BD FB A6 A8 5E 7B 56 3B 64
30
未知标签
1F
06
未知标签
03
55 1D 23
04
未知标签
18
30
未知标签
16
80
响应报文模板格式
14
8E 5D 90 34 78 58 BA AA D8 70 D8 BD FB A6 A8 5E 7B 56 3B 64
30
未知标签
0B
06
未知标签
03
55 1D 0F
04
未知标签
04
03
未知标签
02
01 06
30
未知标签
11
06
未知标签
09
60 86 48 01 86 F8 42 01 01
04
未知标签
04
03
未知标签
02
00 57
30
未知标签
0C
06
未知标签
08
2A 81 1C CF 55 01 83 75
05
未知标签
00
03
未知标签
48
30
未知标签
45
02
未知标签
21
00 86 A9 30 02 B1 45 5B EC A5 E6 8B C1 39 A6 A2 6D C9 6A 4A 8F 53 26 D2 F3 E8 92 F1 FA A2 77 50 2B
签名后的数据R
02
未知标签
20
14 7E 6F AC 74 23 9D C0 F5 7B D6 AF 61 00 52 17 D7 F1 A6 58 19 FE D7 54 F6 7C 43 82 1D 87 9D 15
签名后的数据S
公钥X：D6 9C 2F 1E EC 3B FB 6B 95 B3 0C 28 08 5C 77 B1 25 D7 7A 9C 39 52 5D 81 90 76 8F 37 D6 B2 05 B5
公钥Y：89 DC D3 16 BB E7 D8 9A 9D C2 19 17 F1 77 99 E6 98 53 1F 5E 6E 3E 10 BD 31 37 0B 25 9C 3F 81 C3
签名后的数据：86 A9 30 02 B1 45 5B EC A5 E6 8B C1 39 A6 A2 6D C9 6A 4A 8F 53 26 D2 F3 E8 92 F1 FA A2 77 50 2B 14 7E 6F AC 74 23 9D C0 F5 7B D6 AF 61 00 52 17 D7 F1 A6 58 19 FE D7 54 F6 7C 43 82 1D 87 9D 15
取证书数据的第二层TAG的第一个TAG 30(即表格中斜体部分数据)，得到数据M
注意：国密局的SM2证书验签时，需要对上面的数据进行数据填充(填充方式详见PBOC3.0规范第17部分)。
我猜测是这样的规则：如果签名后的数据不是TLV格式的，则直接进行SM3计算，否则就需要进行数据填充。
下面一步步对数据进行操作：
第一步，组建数据ZA并计算HASH值
00 80(用户ID的bit位长度)
31 32 33 34 35 36 37 38 31 32 33 34 35 36 37 38(用户ID)
FF FF FF FE FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF 00 00 00 00 FF FF FF FF FF FF FF FC (椭圆曲线公钥密码算法推荐曲线参数a)
28 E9 FA 9E 9D 9F 5E 34 4D 5A 9E 4B CF 65 09 A7 F3 97 89 F5 15 AB 8F 92 DD BC BD 41 4D 94 0E 93 (椭圆曲线公钥密码算法推荐曲线参数b)
32 C4 AE 2C 1F 19 81 19 5F 99 04 46 6A 39 C9 94 8F E3 0B BF F2 66 0B E1 71 5A 45
89 33 4C 74 C7 (椭圆曲线公钥密码算法推荐曲线参数Gx)
BC 37 36 A2 F4 F6 77 9C 59 BD CE E3 6B 69 21 53 D0 A9 87 7C C6 2A 47 40 02 DF 32 E5 21 39 F0 A0(椭圆曲线公钥密码算法推荐曲线参数Gy)
D6 9C 2F 1E EC 3B FB 6B 95 B3 0C 28 08 5C 77 B1 25 D7 7A 9C 39 52 5D 81 90 76 8F 37 D6 B2 05 B5(公钥X)
89 DC D3 16 BB E7 D8 9A 9D C2 19 17 F1 77 99 E6 98 53 1F 5E 6E 3E 10 BD 31 37 0B 25 9C 3F 81 C3(公钥Y)
对上面数据进行SM3计算得到
4D 38 D2 95 8C A7 FD 2C FA E3 AF 04 48 69 59 CF 92 C8 EF 48 E8 B8 3A 05 C1 12 E7 39 D5 F1 81 D0
第二步，上面的SM3结果加上数据M，再进行SM3计算得到
HASH值：C3 B0 2E 50 0A 8B 60 B7 7D ED CF 6F 4C 11 BE F8 D5 6E 5C DE 70 8C 72 06 56 54 FD 7B 21 67 91 5A
用SM2公钥验签即可成功。