Библиотека pki-core-cpp – это инструмент, предназначенный для упрощения управления криптографическими примитивами, хранящимися на аппаратных СКЗИ Рутокен ЭЦП и Рутокен Пинпад, и выполнения с ними криптографических операций по стандартам PKI.

Начало использования

Для того, чтобы начать использовать pki-core-cpp, необходимо в настройках проекта добавить путь до каталога с заголовочными файлами библиотеки и включить файл rutoken/pki-core-cpp.h. Приложение должно быть слинковано с динамической библиотекой pki-core.

Первым вызовом pki-core-cpp должен быть rutoken::pkicore::initialize с указанием каталога, в котором лежит библиотека rtPKCS11ECP. По завершении работы с pki-core-cpp необходимо вызвать rutoken::pkicore::deinitialize для освобожения ресурсов библиотеки.

Жизненный цикл объектов

Большая часть классов, представленых в библиотеке, описывает объекты предметной области, не подразумевающие возможность копирования (нельзя на устройстве создать копию сертификата или ключа подписи). Такие классы имеют move-конструкторы, которые можно использовать для перемещения объектов.

Токены

pki-core-cpp позволяет работать с токенами, доступными через библиотеку rtPKCS11ECP. Для перечисления подключенных устройств необходимо использовать функцию rutoken::pkicore::Pkcs11Device::enumerate, которая возвращает список объектов класса rutoken::pkicore::Pkcs11Device. Вызов этой функции делает объекты Pkcs11Device, полученные в предыдущем вызове, недействительными. Также недействительными становятся объекты ключей и сертификатов, хранящихся на устройствах.

Для перечисления и использования ключевых пар на токене требуется предварительно авторизоваться, используя функцию rutoken::pkicore::Pkcs11Device::login. Чтобы сбросить права доступа на токене, необходимо вызвать функцию rutoken::pkicore::Pkcs11Device::logout.

Большинство операций, связанных с PKI, используют объекты классов rutoken::pkicore::ExternalCert, rutoken::pkicore::Pkcs11Cert, rutoken::pkicore::Pkcs11UserCert. Объекты класса ExternalCert используются, когда необходимо передать какой-либо сертификат, не хранящийся на токене. Используя метод rutoken::pkicore::Pkcs11Device::enumerateCerts, можно получить все сертификаты, хранящиеся на устройстве. Метод rutoken::pkicore::Pkcs11Device::enumerateUserCerts возвращает пользовательские сертификаты на устройстве, которые могут использоваться в операциях, требующих наличия соответствующей ключевой пары.

using namespace rutoken::pkicore;
initialize(".");
auto devices = Pkcs11Device::enumerate();
// Выбор подходящего устройства.
assert(devices.size() == 1);
auto device = std::move(devices.front());
auto certs = device.enumerateCerts();
device.login("12345678");
auto userCerts = device.enumerateUserCerts();
device.logout();
deinitialize();

PKCS#10

В общем случае для получения пользовательского сертификата, который можно использовать в операциях подписи, необходимо выполнить следующие действия:

Сгенерировать на устройстве ключевую пару, которая будет использоваться для подписи, с помощью метода rutoken::pkicore::Pkcs11Device::generateKeyPair.
Заполнить необходимые поля PKCS#10 запроса на сертификат, используя класс rutoken::pkicore::Pkcs10RequestInfo.
Сформировать PKCS#10 запрос, вызвав функцию rutoken::pkicore::createPkcs10Request.
Получить сертификат в центре сертификации на основании запроса, полученного на предыдущем шаге.
Импортировать полученный сертификат на токен, используя метод rutoken::pkicore::Pkcs11Device::importCert.

using namespace rutoken::pkicore;
auto key = device.generateKeyPair(Pkcs11Device::Gost34102012_512KeyGenParams());
X500Dn subject;
subject.setRdn(X500Dn::RdnId::commonName, "Ivanov Ivan Ivanovich");
Pkcs10RequestInfo info;
info.setSubject(subject);
auto request = createPkcs10Request(key, info);
// Вызов request.toPem() вернет PKCS#10 запрос на сертификат в формате PEM, который можно передать в центр сертификации для получения пользовательского сертификата.
device.importCert(ExternalCert(pemCert));

CMS

Формирование подписи, проверка подписи

Для создания подписанного CMS сообщения необходимо использовать функцию rutoken::pkicore::cms::sign. На данный момент поддерживается подпись объектов с типом Data Content, который может содержать произвольные данные. Параметры операции подписи задаются через класс rutoken::pkicore::cms::SignParams. Используя метод rutoken::pkicore::cms::SignedData::toBer, можно получить сообщение в формате BER.

Статический метод rutoken::pkicore::cms::SignedData::parse позволяет получить объект класса SignedData из сообщения в формате BER. Подпись сообщения можно проверить, используя метод rutoken::pkicore::cms::SignedData::verify. Параметры проверки задаются классом rutoken::pkicore::cms::VerifyParams.

using namespace rutoken::pkicore;
std::vector<unsigned char> data(10, 'a');
// В SignParams необходимо передать пользовательский сертификат, для которого на токене содержится соответствующая ключевая пара.
auto signedData = cms::sign(cms::Data(data.begin(), data.end()), cms::SignParams(cert));
// В VerifyParams необходимо передать токен, на котором будет производиться проверка подписи.
auto result = signedData.verify(cms::VerifyParams(device));
assert(result == cms::VerifyResult::success);

Шифрование, расшифрование

Для создания шифрованного CMS сообщения необходимо использовать функцию rutoken::pkicore::cms::envelop. На данный момент поддерживается шифрование объектов с типом Data Content, который может содержать произвольные данные. Параметры операции шифрования задаются через класс rutoken::pkicore::cms::EnvelopParams. Используя метод rutoken::pkicore::cms::EnvelopedData::toBer, можно получить сообщение в формате BER.

Статический метод rutoken::pkicore::cms::EnvelopedData::parse позволяет получить объект класса EnvelopedData из сообщения в формате BER. Расшифровать сообщение можно, используя метод rutoken::pkicore::cms::EnvelopedData::decrypt. Параметры расшифрования задаются классом rutoken::pkicore::cms::EnvelopedData::DecryptParams.

using namespace rutoken::pkicore;
std::vector<unsigned char> data(10, 'a');
// В EnvelopParams необходимо передать токен, на котором будет производиться шифрование, а также сертификат получателя сообщения.
auto envelopedData = cms::envelop(cms::Data(data.begin(), data.end()), cms::EnvelopParams(device, ExternalCert(pemCert)));
// В DecryptParams необходимо передать пользовательский сертификат, для которого на токене содержится соответствующая ключевая пара.
auto message = envelopedData.decrypt(cms::EnvelopedData::DecryptParams(userCert));
// На данный момент поддерживается только содержимое типа Data Content.
assert(message.contentType() == cms::ContentType::data);
// Преобразуем сообщение к действительному типу.
auto result = cms::Data::cast(std::move(message));
auto resultData = result.data();
assert(resultData.size() == data.size());
assert(std::equal(data.begin(), data.end(), resultData.begin()));