openssl

httpsなサーバーに接続して、鍵の扱いを調べてくれるとな。マイナンバーカードの情報を探ってみるか。

ob$ openssl s_client -connect www.kojinbango-card.go.jp:443                     CONNECTED(00000003)                                                             depth=2 C = BE, O = GlobalSign nv-sa, OU = Root CA, CN = GlobalSign Root CA     verify return:1                                                                 depth=1 C = BE, O = GlobalSign nv-sa, CN = GlobalSign CloudSSL CA - SHA256 - G3 verify return:1                                                                 depth=0 C = US, ST = Delaware, L = Dover, O = Incapsula Inc, CN = incapsula.com verify return:1                                                                 write W BLOCK                                                                   ---                                                                             Certificate chain                                                                0 s:/C=US/ST=Delaware/L=Dover/O=Incapsula Inc/CN=incapsula.com                    i:/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/CN=GlobalSign CloudSSL CA - SHA256 - G3            1 s:/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/CN=GlobalSign CloudSSL CA - SHA256 - G3              i:/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/OU=Root CA/CN=GlobalSign Root CA                  ---
 :                                                                     
SSL handshake has read 3193 bytes and written 343 bytes
---
New, TLSv1/SSLv3, Cipher is AEAD-AES128-GCM-SHA256
Server public key is 2048 bit
Secure Renegotiation IS NOT supported
Compression: NONE
Expansion: NONE
No ALPN negotiated
SSL-Session:
    Protocol  : TLSv1.3
    Cipher    : AEAD-AES128-GCM-SHA256
    Session-ID:
    Session-ID-ctx:
    Master-Key:
    Start Time: 1591850037
    Timeout   : 7200 (sec)
    Verify return code: 0 (ok)

メッセージのやり取りは、下記のようにしてモニターするとな。

ob$ openssl s_client -connect www.kojinbango-card.go.jp:443 -msg |grep -e ">>>" -e "<<<"
>>> TLS 1.3 Handshake [length 0118], ClientHello
<<< TLS 1.3 Handshake [length 007a], ServerHello
<<< TLS 1.3 Handshake [length 0006], EncryptedExtensions
<<< TLS 1.3 Handshake [length 0a6a], Certificate
depth=2 C = BE, O = GlobalSign nv-sa, OU = Root CA, CN = GlobalSign Root CA
verify return:1
depth=1 C = BE, O = GlobalSign nv-sa, CN = GlobalSign CloudSSL CA - SHA256 - G3
verify return:1
depth=0 C = US, ST = Delaware, L = Dover, O = Incapsula Inc, CN = incapsula.com
verify return:1
<<< TLS 1.3 Handshake [length 0108], CertificateVerify
<<< TLS 1.3 Handshake [length 0024], Finished
>>> TLS 1.3 Handshake [length 0024], Finished

いきなり TLS 1.3 が出て来るじゃ、10年以上前のガラケーが太刀打ち出来る訳はない。携帯屋のおねーちゃんが言ってたように、早く機種変更しろよ。

これが、多分、共通鍵暗号の種類

ob$ openssl list-cipher-commands| cut -f1 -d'-' | sort | uniq
aes
base64
bf
camellia
cast
cast5
chacha
des
des3
desx
idea
rc2
rc4
sm4

それらを、公開鍵暗号、署名と組み合わせると、実際にWebで使えるものになるって事かな。

ob$ openssl ciphers -v
AEAD-AES256-GCM-SHA384  TLSv1.3 Kx=TLSv1.3  Au=TLSv1.3 Enc=AESGCM(256) Mac=AEAD
ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384 TLSv1.2 Kx=ECDH     Au=ECDSA Enc=AES(256)  Mac=SHA384
AES256-GCM-SHA384       TLSv1.2 Kx=RSA      Au=RSA  Enc=AESGCM(256) Mac=AEAD

-V を付けるともっと詳しく表示され

-V      Verbose.  List ciphers with cipher suite code in hex format,
        cipher name, and a complete description of protocol version, key
        exchange, authentication, encryption, and mac algorithms.

と言う事らしい。

公開鍵にも色々有りまして、、、

ob$ openssl list-public-key-algorithms
Name: OpenSSL RSA method
        Type: Builtin Algorithm
        OID: rsaEncryption
        PEM string: RSA
Name: rsa
        Type: Alias to rsaEncryption
Name: OpenSSL EC algorithm
        Type: Builtin Algorithm
        OID: id-ecPublicKey
        PEM string: EC

ここで出ているPEMってのは、バイナリー値をBase64エンコードした（一応）文字列になったやつ。これに対してDERは、バイナリー値で表現されるファイル形式。 こういうのが、いきなり出て来るので、面喰らうぞ。

に、Web用の秘密鍵とサーバー証明書の作り方が解説されてた。OpenBSDは、ここまで親切なドキュメントが用意されてるんですねぇ。いち早くこれを見つけられなかったオイラーはアホだな。

RSAの特許まみれの話とか、それをかいくぐる為にECDSAを用意したとか、歴史の話が出て来て興味深い。

SSL/TLSのプロトコル構造

SSL/TLSセッション確立手順

まあ、大変な手間をかけて、安全対策をやってるのね、ぐらいが分かれば宜しいかなと。

毎度お馴染みのウィキペディアに、Transport Layer Security が解説されてて、よく網羅されてた（上から目線って、どうよ）。RSAによる鍵交換は、サツに踏み込まれて秘密鍵を押収されるとヤバいんで、余りお勧めしない。 ディフィー・ヘルマン鍵共有 が、例のスノーデン事件後に、注目されるようになった。スパイな世界の話である。

ネットワーク界のアイドルじゃなくて、アーミーナイフと称されるアプリである。まずは、Webクライアント（要するブラウザーね）の真似。

ob$ printf "GET / HTTP/1.0\r\n\r\n" | nc localhost 80
HTTP/1.0 200 OK
Connection: close
  :

これぐらいなら、他のやつでも、簡単に出来るぞ。

Open a TCP connection to port 443 of www.example.com, and negotiate TLS
 with any supported TLS protocol version and "compat" ciphers:

       $ nc -cv -T protocols=all -T ciphers=compat www.example.com 443

こんな例が載ってた。

ob$ printf "GET / HTTP/1.0\r\n\r\n" |
> nc  -cv -T protocols=all -T ciphers=compat localhost 443
Connection to localhost (127.0.0.1) 443 port [tcp/https] succeeded!
nc: tls handshake failed (certificate verification failed: self signed certificate)

オレオレ証明書は駄目よと、nc　がブレーキをかけてくれたぞ。そんじゃ、オイラーがご厄介になってるSAKURAさんの所へ繋いでみるか。

ob$ printf "GET / HTTP/1.0\r\n\r\n" |
> nc  -cv -T protocols=all -T ciphers=compat hamesspam.sakura.ne.jp 443
Connection to hamesspam.sakura.ne.jp (219.94.129.63) 443 port [tcp/https] succeeded!
TLS handshake negotiated TLSv1.2/ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384 with host hamesspam.sakura.ne.jp
Peer name: hamesspam.sakura.ne.jp
Subject: /OU=Domain Control Validated/CN=*.sakura.ne.jp
Issuer: /C=JP/ST=Tokyo/L=Chiyoda-ku/O=Gehirn Inc./CN=Gehirn Managed Certification Authority - RSA DV
Valid From: Thu Jun 28 09:00:00 2018
Valid Until: Sun Jun 28 08:59:59 2020
Cert Hash: SHA256:d80293e0830658934cad245ea6aa8690dbdd6008c9127575ef214559691a9232
OCSP URL: http://ocsp.usertrust.com
HTTP/1.1 403 Forbidden
Server: nginx
Date: Thu, 11 Jun 2020 23:27:07 GMT
Content-Type: text/html
Connection: close

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
 <html lang="ja">
   :

今度は大丈夫。ちゃんと証明書の確認が出来た。もうすぐ証明書の有効期限が満了になるけど、ちゃんと更新してね。

オレオレ証明書なサーバーに接続した時、どんな風にブレーキがかかるか調べてみる。エラーになった時に、errxを使って表示してるようなので、それを頼りにbreakさせる。

(gdb) b errx
Function "errx" not defined.
Breakpoint 1 (errx) pending.
(gdb) r -cv -T protocols=all -T ciphers=compat localhost 443
Starting program: /tmp/nc/a.out -cv -T protocols=all -T ciphers=compat localhost 443

Breakpoint 1, _libc_errx (eval=1, fmt=0x44e8e256026 "tls handshake failed (%s)") at /usr/src/lib/libc/gen/errx.c:39
39              va_start(ap, fmt);
gdb) bt
#0  _libc_errx (eval=1, fmt=0xb1f0aab9026 "tls handshake failed (%s)") at /usr/src/lib/libc/gen/errx.c:39
#1  0x00000b1f0aabfaa7 in tls_setup_client (tls_ctx=0xb216eae0a00, s=3, host=0x7f7fffff2f45 "localhost") at netcat.c:834
#2  0x00000b1f0aabd9be in main (argc=2, argv=0x7f7fffff2de8) at netcat.c:740

巨大なmainから呼ばれている。

       if (timeout_tls(s, tls_ctx, tls_handshake) == -1) {
                if ((errstr = tls_error(tls_ctx)) == NULL)
                        errstr = strerror(errno);
=>              errx(1, "tls handshake failed (%s)", errstr);
        }

こんな所で、検出された。大事な内容は tls_ctx に入っている。

(gdb) p *tls_ctx
$4 = {
  config = 0x95ce9343a00,
  keypair = 0x95c1cec6d80,
  error = {
    msg = 0x95c67637d80 "certificate verification failed: self signed certificate",
    num = -1,
    tls = 1
  },
  flags = 1,
  state = 10,
  servername = 0x95c93860710 "localhost",
  socket = -1,
  :

この構造体のどれかが関数アドレスを保持してて、ハンドシェイクを実行してるはず。詳しくはソース嫁。

ob$ printf "GET / HTTP/1.0\r\n\r\n" |
nc -cv -T protocols=all -T ciphers=compat -T noverify -T noname localhost 443
Connection to localhost (127.0.0.1) 443 port [tcp/https] succeeded!
TLS handshake negotiated TLSv1.2/ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384 with host localhost
Peer name: localhost
Subject: /C=JP/ST=Tokyo/L=edo/O=Yama/OU=devel/CN=ob.local.jp/emailAddress=hoge@openbsd.org
Issuer: /C=JP/ST=Tokyo/L=edo/O=Yama/OU=devel/CN=ob.local.jp/emailAddress=hoge@openbsd.org
Valid From: Mon Jun  8 09:01:17 2020
Valid Until: Tue Jun  8 09:01:17 2021
Cert Hash: SHA256:660197768a246a858731cdd46f0ec5c451afedd17305eba1da764ba140c37861
HTTP/1.0 200 OK
Connection: close
Content-Length: 33
Content-Type: text/html
Date: Fri, 12 Jun 2020 07:51:09 GMT
Last-Modified: Sun, 07 Jun 2020 21:05:02 GMT
Server: OpenBSD httpd

Hello, world. from OpenBSD httpd

証明書をチェックしない、名前も無視って言う、オレオレな人には嬉しいオプションを付けてあげたら、認証書を表示しつつ、Webにアクセス出来たよ（さっぱり嬉しくは無いけど）。