国密双向证书认证对抗

Red256

2025-10-19

安卓逆向

0x00 前言

遇到一个双向证书认证的APP，这个APP很奇怪，存在两个站点的双向认证，单纯的RSA-AES的mTLS还是简单的，但是还有一个站点是国密双证书认证的。那针对这个就有一些棘手了，所以需要做一定程度的研究才能解决问题。

0x01 mTLS

我们知道常规的TLS通信一般服务端并不会检验客户端的证书，但是在双向证书认证（mTLS）的场景下，就需要我们也获取到客户端的证书才能成功的建立链接。其中的工作流程如下：

1.客户端连接到服务器

2.服务器出示其TLS证书

3.客户端验证服务器的证书

4.客户端出示其TLS证书

5.服务器验证客户端的证书

6.服务器授予访问权限

7.客户端和服务器通过加密的TLS连接交换信息

在抓包的过程中如果使用Yakit并不能直接判断是mTLS，但是如果使用charles的话，就可以存在清晰的报错，提示是服务端拒绝了客户端证书。

面对这种场景首先尝试r0capture来把证书导出，会直接导出成.p12格式的文件。这里我们需要简单介绍一下p12的文件格式，p12文件通常是一个用于存储公钥和私钥的文件，并包含数字证书。那么每一个p12文件都会有一个密码来保护着它，我们可以从p12文件中分离出crt和key文件，前者就是单纯的证书，后者就是该证书对应的私钥。所以p12文件可以理解成一个保险柜，不仅存放着重要证件，还有私钥等等重要信息也存放在其中，被一个打开其的密码保护着。

0x02 证书格式

从文件格式类型来分类的话，证书分成两种

Base64编码的文本格式。这种证书可以直接通过文本编辑器打开，并且编辑，常见的如PEM、CRT和key格式。
Binary二进制文件。常见的有der证书格式，扩展名包括der和cer。

Linux系统使用crt，windows使用cer。

名词	含义
X.509	一种通用的证书格式，包含证书持有人的公钥，加加密算法等信息
pkcs1 ~pkcs12	公钥加密（非对称加密）的一种标准(Public Key Cryptography Standards)，一般存储为 .pN，,.p12 是包含证书和私钥的封装格式
*.der	证书的二进制存储格式（不常用）
*.pem	证书或密钥的 Base64 文本存储格式，可以单独存放证书或密钥，也可以同时存放证书或密钥
*.key	单独存放的 pem 格式的密钥，一般保存为 *.key
.cer .crt	两个指的都是证书，Linux 下叫 crt，Windows 下叫 cer；存储格式可以是 pem，也可以是 der
*.csr	证书签名请求（Certificate signing request），包含证书持有人的信息，如：国家，邮件，域名等信息
*.pfx	微软 IIS 的实现有点像p12文件格式一样
*.jks	Java 的 keytool 实现的证书格式

那么hook出来p12证书之后，我们需要对其进行分离出证书和私钥

openssl pkcs12 -in xxx.p12 -clcerts -nokeys -out client.crt -legacy
#分离证书
openssl pkcs12 -in xxx.p12 -nocerts -nodes -out client.key -legacy
#分离私钥
openssl x509 -in client.crt -text -noout
#验证证书格式是否正确
openssl rsa -in client.key -check -noout                                                                   #验证私钥格式是否正确
RSA key ok

直接使用curl访问站点会报错

这样设置好证书和私钥之后就不会报错了

1	curl --cert client.crt --key client.key -X POST -H 'Accept: Application/JSON,/' -H 'Ver: 2' -H 'Content-Type: application/json; charset=utf-8' https://xxx.com --output -

0x03 国密双证书

GMTLS就是国密TLS，其设计在原本的TLS的基础上增加了符合中国密码标准的独特设计。国密算法（SM2，SM3，SM4）替代了国际通用算法，其中：

SM2：用于非对称加密和数字签名（替代RSA/ECDSA）
SM3：用于哈希算法（替代SHA-256）
SM4：用于对称加密（替代AES）

国密双证书体系的核心创新在于：将加密和签名两种用途的证书分离。

那么在curl工具本身并不支持国密通信，所以需要使用支持的工具，那么gmcurl做了国密适配版本的命令行工具。但是首先需要验证cert证书文件和key的私钥文件是否一致。

❯ openssl x509 -pubkey -noout -in XXS.cert.pem
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQ*******************************************BNV
qsN1VQvB*************************************1Xalg1kD8Pz2w==
-----END PUBLIC KEY-----
❯ openssl ec -pubout -in XXS.key.pem 2>/dev/null
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQ*******************************************BNV
qsN1VQvB*************************************1Xalg1kD8Pz2w==
-----END PUBLIC KEY-----
❯ openssl x509 -pubkey -noout -in XXE.cert.pem
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
M*************************************************************WG
06t****************************************************OmA==
-----END PUBLIC KEY-----
❯ openssl ec -pubout -in XXE.key.pem 2>/dev/null
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
M*************************************************************WG
06t****************************************************OmA==
-----END PUBLIC KEY-----

根据以上执行内容可以判断，证书中的公钥和私钥对应的公钥完全一致，说明这是正确的一对套件。现在需要判断两张证书哪张是签名证书哪张是加密证书

openssl x509 -in XXS.cert.pem -text -noout | grep -A 5 "Key Usage"                                        
            X509v3 Key Usage:
                Digital Signature
    Signature Algorithm: SM2-with-SM3
openssl x509 -in XXE.cert.pem -text -noout | grep -A 5 "Key Usage"                                        
            X509v3 Key Usage:
                Key Encipherment
    Signature Algorithm: SM2-with-SM3