在上一篇隨筆“記一次三方接口開發的數據加密方案”中，使用SHA256對數據進行簽名時，我提到了一個異常，System.Security.Cryptography.CryptographicException "Invalid algorithm specified."，中文為“指定的算法無效”。自己用openssl命令生成的證書沒有這個問題，但是網站上導出的免費證書不行，對此不想過多糾結。但是，后來使用從CFCA申請的證書，居然也不行，所以不得不對這個問題做了更深入的探究。順便以此為切入點，學習下使用openssl命令操作證書。
一、產生原因
針對證書私鑰采用SHA256算法對數據進行簽名時，報“指定的算法無效”這一異常，我查詢了不少資料，才找到問題原因，在百度上幾乎什么有用的信息也搜不出來，在google上翻閱了多篇文章，才弄清楚問題的根本。
實際原因是RSACryptoServiceProvider依賴底層CryptoAPI來完成其工作，只有CrytoAPI支持SHA256算法的Windows版本才會啟用此功能，這意味着它取決於我們用來執行加密操作的CSP（加密服務提供程序）。因為Microsoft CSP是在Rsaenh.dll上實現的，所以當我們使用SHA256對數據做簽名時，函數CryptCreateHash將在后台被CALG_SHA_256的ALG_ID調用。此加密API本身不執行加密操作。它將從應用程序獲得的參數重定向到所需的CSP，並且CSP代表它執行操作。所以我們得到的錯誤實際上來自於CSP。
因此，為了檢查我們是否可以使用SHA256，我們必須確保：
- 您的證書必須在支持SHA256的情況下生成。
- 用於生成證書的CSP必須支持SHA256。
二、解決方案
針對第1種情況，生成證書時我們會指定SHA256簽名算法，所以只要生成了證書就不會有問題。
我們的問題主要是出於第2種情況，生成證書指定的CSP要支持SHA256，而windows上默認導出生成的pfx文件，卻沒有顯式指定CSP。
我用openssl命令生成pfx時，指定了-CSP "Microsoft Enhanced RSA and AES Cryptographic Provider"，所以為什么網站上申請的證書導出的pfx不支持SHA256，根本差異就在這里。
可以通過注冊表查看系統支持的CSP，位置在HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Cryptography\Defaults\Provider，如圖
所以最終，我們的思路就是拿到證書后，用openssl命令來重新生成pfx證書，在命令中指定CSP。
在線申請證書及導出后，我們擁有test.cer和test.pfx兩個證書文件。
然后使用以下三個命令導出新的pfx證書文件。
1 //step1,pfx轉pem 2 openssl pkcs12 -in test.pfx -nodes -out test.pem 3 //step2,pem轉key 4 openssl rsa -in test.pem -out test.key 5 //step3,合成新的pfx 6 openssl pkcs12 -export -in test.cer -inkey test.key -CSP "Microsoft Enhanced RSA and AES Cryptographic Provider" -out test2.pfx
最終重新生成的test2.pfx，就可以使用SHA256算法做私鑰簽名了。
openssl命令詳解：
- step1，pfx是包含公鑰和私鑰的二進制格式證書文件，有口令保護，所以執行命令時，會要求輸入密碼，導出的pem為base64編碼格式的證書文件，同樣包括公鑰和私鑰；
- step2，pem導出key，key為base64編碼的私鑰證書文件，rsa為密鑰的加密算法，如果是dsa，就寫dsa；
- step3，將base64編碼格式的cer和key文件，就是公鑰和私鑰文件，合成二進制格式pfx文件，指定CSP。這里的cer文件要求必須是base64編碼格式的，否則會報錯提示“unable to load certificates”，也就是說你的cer文件是二進制格式的。當然，這里輸入的公鑰采用base64編碼格式的pem公鑰文件也是可以的。
三、基礎知識
為了更好的理解學習操作證書的openssl命令，需要了解證書格式的一些基本知識。
CA中心普遍采用的規范是X.509系列和PKCS（Public Key Cryptography Standards）系列（證書格式系列標准含義很豐富，具體標准可自行查詢），主要用的證書格式標准：
-
x509，公鑰證書
-
pcks#12，描述個人信息交換語法標准，包含公鑰和私鑰，有口令保護
編碼方式：
- DER（二進制）編碼
- BASE64（ASCII）編碼
證書文件格式：
- csr，用於向CA申請簽名的請求文件格式
- cer或crt，公鑰證書，編碼方式不定，多用於Windows
- key，公鑰或私鑰，編碼方式不定
- pem，公或私或公私鑰，BASE64編碼格式，多用於Linux
- pfx，包括公私鑰，DER編碼二進制格式，多用於Windows
openssl常用命令知識：
- cer公鑰證書為x509標准格式，pfx私鑰證書為PKCS#12標准格式
- 公鑰是由私鑰生成的，openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem
- 查看base64編碼格式公鑰證書，openssl x509 -in test.cer -noout -text
- Linux下多用pem格式，cer轉pem，openssl x509 -in test.cer -out test.pem
- 查看pfx私鑰證書，應先轉為pem格式，即由PKCS#12格式DER二進制編碼轉換為BASE64編碼后查看，openssl pkcs12 -in test.pfx -nodes -out test.pem
- 查看pem證書，openssl rsa -in test.pem -text
- -noout 參數即無文件輸出，-nodes 參數即無算法加密
參考（查到這篇文章直接解決了本文的問題）：https://hintdesk.com/2011/07/29/c-how-to-fix-invalid-algorithm-specified-when-signing-with-sha256/
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