使用OpenSSL做RSA签名验证 支付宝移动快捷支付 的服务器异步通知

由于业务需要，我们需要使用支付宝移动快捷支付做收款。支付宝给了我们《移动快捷支付应用集成接入包支付接口》见支付宝包《WS_SECURE_PAY_SDK》。

支付宝给的服务器demo只有Java、C#、PHP三种，而我们服务器端使用的是C++。这其中就涉及到接收支付宝的服务器异步通知。为了确保接收到的服务器异步通知来至支付宝，我们就必须验证支付宝的签名。坑爹的是，原来PC端使用MD5做签名，估计支付宝考虑到移动端的风险更高，于是改用RSA做移动快捷支付应用的签名。这无疑增加了我们迁移到移动端的开发成本。

支付宝文档中说明是使用openssl，我们这边就决定使用openssl做rsa签名验证。

由于第一次使用openssl做RSA验证签名，我们碰到了各种坑，为了避免其他项目也碰到类似问题，分享如下：

首先要说明的是RSA签名和签名验证的过程。

RSA签名的过程（支付宝操作）如下：对需要签名的字符串按key的字母升序排序，使用=和&连接，形成一个签名字符串。对该字符串做摘要（可以使用MD5或者SHA1，支付宝使用的是SHA1），然后对摘要字符串（即接口中的hash参数）使用支付宝私钥做RSA加密，获得加密字符串，即为签名字符串（放在sign中），设置sign_type=RSA。这样，就完成了发送字符串的签名。

RSA签名验证的过程（我们第三方企业操作）如下：接收到发送过来的字符串（如果字符串没有做url decode解码，需要做url decode解码），拆分为key、value对，按照支付宝的文档，根据key的字母升序排序，使用=和&链接，获得被签名字符串。被签名字符串做SHA1摘要算法，获得SHA1摘要字符串。如果sign_type=RSA，先将sign字段做base64解码，然后使用支付宝公钥做RSA解密，得到SHA1摘要字符串。比较两个SHA1摘要字符串，如果SHA1摘要字符串一致，则签名验证成功。

特别说明的是：支付宝的公钥字符串为以-----BEGIN PUBLIC KEY-----\n开始，以\n-----END PUBLIC KEY-----\n结束，中间的字符串需要每64个字符换行一次，即为：

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCnxj/9qwVfgoUh/y2W89L6BkRA
FljhNhgPdyPuBV64bfQNN1PjbCzkIM6qRdKBoLPXmKKMiFYnkd6rAoprih3/PrQE
B/VsW8OoM8fxn67UDYuyBTqA23MML9q1+ilIZwBC2AQ2UBVOrFXfFl75p6/B5Ksi
NG9zpgmLCUYuLkxpLQIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----

理论说完了，再解释一下使用的函数吧。

验证签名函数为：int verifyAlipayNotify(const std::string& recvString, const std::string& alipayPublicKey);

recvString为接收的字符串，未做urldecode。

alipayPublicKey为本地内存中存储的支付宝公钥，已经保证包含特殊说明的条件。

使用的openssl函数如下：

int RSA_verify(int type, const unsigned char *m, unsigned int m_length,
    const unsigned char *sigbuf, unsigned int siglen, RSA *rsa);

type 使用何种摘要算法，这里由于使用的是SHA1算法，填写NID_sha1

m 摘要字符串

m_length 摘要字符串长度

sigbuf 支付宝返回的签名，已经做了base64解码

siglen 支付宝返回的签名长度，这里应该为128

rsa openssl的RSA密钥结构体，这里由支付宝公钥转化而来的

返回值：负数为执行错误，0为签名验证失败（估计是有黑客攻击你），1为签名验证成功

verifyAlipayNotify代码如下：

#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/sha.h>
#include <openssl/md5.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <openssl/objects.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/bio.h>

struct ltstr
{
	bool operator()(std::string s1, std::string s2) const{return (s1.compare(s2) < 0);}
};

int verifyAlipayNotify(const std::string& recvString, const std::string& alipayPublicKey)
{
	std::string strAlipayData = recvString;
	std::string sign;
	std::map<std::string, std::string, ltstr> omap;
	std::string::size_type pos = strAlipayData.find("&");
	while(std::string::npos != pos)
	{
		std::string one = strAlipayData.substr(0, pos);
		std::string::size_type subpos = one.find("=");
		if(std::string::npos != subpos)
		{
			std::string key = one.substr(0, subpos);
			if("sign_type" != key && "sign" != key)
			{
				std::string value = one.substr(subpos+1);
				std::string newValue = UrlDecode(value);//UrlDecode是URL解码函数，您可以在网上随便下载一个
				omap.insert(std::make_pair(key, newValue));
			}
			else if("sign" == key)
			{
				sign = UrlDecode(one.substr(subpos+1));
			}
		}

		strAlipayData = strAlipayData.substr(pos + 1);
		pos = strAlipayData.find("&");
	}
	std::string::size_type subpos = strAlipayData.find("=");
	if(std::string::npos != subpos)
	{
		std::string key = strAlipayData.substr(0, subpos);
		if("sign_type" != key && "sign" != key)
		{
			std::string value = strAlipayData.substr(subpos+1);
			std::string newValue = UrlDecode(value);
			omap.insert(std::make_pair(key, newValue));
		}
		else if("sign" == key)
		{
			sign = UrlDecode(strAlipayData.substr(subpos+1));
		}
	}
	//获得支付宝的签名字节串
	char szSign[128];
	unsigned long szSignLen = 128;
	bool decodeResult = CBase64::Decode(sign, (unsigned char*)szSign, &szSignLen);//CBase::Decode是Base64解码字符串
	if(!decodeResult)
	{
		return -1;
	}

	//获得支付宝被签名字符串
	std::string Origin = "";
	std::map<std::string, std::string, ltstr>::iterator itr = omap.begin();
	for(; itr != omap.end(); ++itr)
	{
		Origin += itr->first;
		Origin += "=";
		Origin += itr->second;
		Origin += "&";
	}
	if(!Origin.empty())
	{
		Origin.erase(Origin.length() - 1);
	}

	//获得SHA1摘要字符串
	unsigned char sha1Origin[20];
	SHA1((unsigned char*)Origin.c_str(), Origin.size(), sha1Origin);

	//由支付宝公钥内存字符串转化为openssl的RSA结构
	BIO* memBIO = NULL;
	memBIO = BIO_new(BIO_s_mem());
	int bioWriteLen = BIO_write(memBIO, alipayPublicKey.c_str(), alipayPublicKey.length());
	RSA* rsa = PEM_read_bio_RSA_PUBKEY(memBIO, NULL, NULL, NULL);

	//签名验证
	int verifyResult = RSA_verify(NID_sha1, sha1Origin, SHA_DIGEST_LENGTH, (unsigned char*)szSign, szSignLen, rsa);
	return verifyResult;
}