404 lines
12 KiB
Go
404 lines
12 KiB
Go
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package service
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|||
|
|
|
|||
|
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import (
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|||
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"context"
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|||
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"crypto"
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|||
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"crypto/rand"
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|||
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"crypto/rsa"
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|||
|
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"crypto/sha1"
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|||
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"crypto/x509"
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|||
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"encoding/base64"
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|||
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"encoding/binary"
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|||
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"encoding/pem"
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"fmt"
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|||
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"strconv"
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"strings"
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|||
|
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"sync"
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"testing"
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pkgRedis "carrotskin/pkg/redis"
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miniredis "github.com/alicebob/miniredis/v2"
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goRedis "github.com/redis/go-redis/v9"
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"go.uber.org/zap"
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)
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// newTestSignatureService 构造一个基于 miniredis 的 SignatureService，用于测试。
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|
// 返回服务实例与清理函数。
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func newTestSignatureService(t *testing.T) (*SignatureService, *miniredis.Miniredis, func()) {
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|||
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t.Helper()
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|||
|
|
mr, err := miniredis.Run()
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|||
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|
if err != nil {
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|||
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|
t.Fatalf("启动 miniredis 失败: %v", err)
|
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|
|
}
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|||
|
|
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|||
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rdb := goRedis.NewClient(&goRedis.Options{Addr: mr.Addr()})
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|||
|
|
client := &pkgRedis.Client{Client: rdb}
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|||
|
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|||
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svc := NewSignatureService(nil, client, zap.NewNop())
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|||
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cleanup := func() {
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_ = rdb.Close()
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|||
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|
mr.Close()
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|
}
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return svc, mr, cleanup
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}
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// TestSignatureService_SignString_Deterministic 验证 SHA1withRSA 签名的确定性：
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// 相同 data + 相同根密钥应产生完全相同的签名（PKCS#1v1.5 非随机化）。
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|
// 这也是本次重构（缓存已解析私钥）后输出与重构前一致的核心保证。
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|
func TestSignatureService_SignString_Deterministic(t *testing.T) {
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|||
|
|
svc, _, cleanup := newTestSignatureService(t)
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|||
|
|
defer cleanup()
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|||
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|
ctx := context.Background()
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|
|
|
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// 首次签名会生成并缓存根密钥
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sig1, err := svc.SignStringWithSHA1withRSA(ctx, "test-data-123")
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|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("首次签名失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
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|
|
|
|||
|
|
// 第二次签名应命中缓存的已解析私钥，输出必须与首次完全一致
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|
sig2, err := svc.SignStringWithSHA1withRSA(ctx, "test-data-123")
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("第二次签名失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
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|||
|
|
|
|||
|
|
if sig1 != sig2 {
|
|||
|
|
t.Fatalf("签名不确定：sig1=%q sig2=%q", sig1, sig2)
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|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
// 不同数据应产生不同签名
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|
sig3, err := svc.SignStringWithSHA1withRSA(ctx, "different-data")
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("不同数据签名失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
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|||
|
|
if sig1 == sig3 {
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|||
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|
t.Fatal("不同数据的签名不应相同")
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|
|
}
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|
}
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// TestSignatureService_SignString_MatchesReference 验证重构后的签名与
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// 重构前的参考实现（直接从 Redis 读取私钥 PEM 并解析、逐次签名）产生相同字节序列。
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|
// 这是签名一致性的回归测试：只要 data 与根私钥相同，新旧实现输出一致。
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func TestSignatureService_SignString_MatchesReference(t *testing.T) {
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|||
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|
svc, mr, cleanup := newTestSignatureService(t)
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|
|
defer cleanup()
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|||
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|
ctx := context.Background()
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|||
|
|
|
|||
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|
// 触发根密钥生成并写入 miniredis
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|
if _, err := svc.SignStringWithSHA1withRSA(ctx, "consistency-check"); err != nil {
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|||
|
|
t.Fatalf("触发根密钥生成失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
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|
|||
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|
// 从 miniredis 读取根私钥 PEM，模拟重构前每次签名都重新解析的逻辑
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privPEM, err := mr.Get(PrivateKeyRedisKey)
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|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("读取根私钥失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
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|||
|
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|
cases := []string{
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"",
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"a",
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strings.Repeat("x", 1024),
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"eyJ0aW1lc3RhbXAiOjE3MDAwMDAwMDAwMDAsInByb2ZpbGVJZCI6ImFiYzEyIiwicHJvZmlsZU5hbWUiOiJUZXN0In0=",
|
|||
|
|
}
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|||
|
|
for _, data := range cases {
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|||
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|
// 重构后实现
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got, err := svc.SignStringWithSHA1withRSA(ctx, data)
|
|||
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|
if err != nil {
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|||
|
|
t.Fatalf("SignStringWithSHA1withRSA(%q) 失败: %v", data, err)
|
|||
|
|
}
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|||
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|
|
|||
|
|
// 参考实现（重构前逻辑）：pem.Decode + ParsePKCS1PrivateKey + SignPKCS1v15
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block, _ := pem.Decode([]byte(privPEM))
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|||
|
|
if block == nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("参考实现解析 PEM 失败")
|
|||
|
|
}
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|||
|
|
priv, err := x509.ParsePKCS1PrivateKey(block.Bytes)
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("参考实现解析 RSA 私钥失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
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|||
|
|
hashed := sha1.Sum([]byte(data))
|
|||
|
|
sig, err := rsa.SignPKCS1v15(rand.Reader, priv, crypto.SHA1, hashed[:])
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("参考实现签名失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
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|
|
want := base64.StdEncoding.EncodeToString(sig)
|
|||
|
|
|
|||
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|
if got != want {
|
|||
|
|
t.Fatalf("签名与参考实现不一致 data=%q\n got=%q\nwant=%q", data, got, want)
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|
|
}
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|||
|
|
}
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|||
|
|
}
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|||
|
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// TestSignatureService_RootKeyCachedAcrossReloads 验证：
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// 同一进程内多次 GetOrCreateYggdrasilKeyPair 返回同一已解析私钥实例（缓存生效），
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// 且不重复访问 Redis。
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func TestSignatureService_RootKeyCachedAcrossReloads(t *testing.T) {
|
|||
|
|
svc, mr, cleanup := newTestSignatureService(t)
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|||
|
|
defer cleanup()
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|||
|
|
ctx := context.Background()
|
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|
|
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// 首次生成
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pub1, priv1, err := svc.GetOrCreateYggdrasilKeyPair(ctx)
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("首次 GetOrCreate 失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
// 第二次应命中缓存，返回同一私钥指针
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|
pub2, priv2, err := svc.GetOrCreateYggdrasilKeyPair(ctx)
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("第二次 GetOrCreate 失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
if priv1 != priv2 {
|
|||
|
|
t.Fatal("缓存未命中：返回了不同的私钥实例")
|
|||
|
|
}
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|||
|
|
if pub1 != pub2 {
|
|||
|
|
t.Fatal("公钥 PEM 不一致")
|
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|
|
}
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|||
|
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// Redis 仅应被写入一次（首次生成）；记录当前 key 数量，再次调用不应增加
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keysBefore := len(mr.Keys())
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|
_, _, _ = svc.GetOrCreateYggdrasilKeyPair(ctx)
|
|||
|
|
if got := len(mr.Keys()); got != keysBefore {
|
|||
|
|
t.Fatalf("缓存命中后仍写入 Redis：keys before=%d after=%d", keysBefore, got)
|
|||
|
|
}
|
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|
}
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// TestSignatureService_NewKeyPair_SignatureVerifies 验证 NewKeyPair 生成的
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// publicKeySignature / publicKeySignatureV2 能用根公钥正确验签，
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|
|
// 且消息构造与重构前格式一致（PEM公钥+时间戳；DER公钥+时间戳）。
|
|||
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|
func TestSignatureService_NewKeyPair_SignatureVerifies(t *testing.T) {
|
|||
|
|
svc, mr, cleanup := newTestSignatureService(t)
|
|||
|
|
defer cleanup()
|
|||
|
|
ctx := context.Background()
|
|||
|
|
|
|||
|
|
kp, err := svc.NewKeyPair(ctx)
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("NewKeyPair 失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
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|||
|
|
|
|||
|
|
// 取根公钥用于验签
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|||
|
|
rootPubPEM, err := mr.Get(PublicKeyRedisKey)
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("读取根公钥失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
block, _ := pem.Decode([]byte(rootPubPEM))
|
|||
|
|
if block == nil {
|
|||
|
|
t.Fatal("解析根公钥 PEM 失败")
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
rootPub, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("解析根公钥失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
rsaRootPub, ok := rootPub.(*rsa.PublicKey)
|
|||
|
|
if !ok {
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|
|
t.Fatal("根公钥不是 RSA 公钥")
|
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|
|
}
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|
|
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|
expiresAtMillis := kp.Expiration.UnixMilli()
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|
// V1 消息：重构前为 string(publicKeyPEM) + strconv.FormatInt(expiresAtMillis, 10)
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|||
|
|
// 重构后用 append 拼接，字节序列应完全一致
|
|||
|
|
pubPEM := []byte(kp.PublicKey)
|
|||
|
|
v1Message := make([]byte, 0, len(pubPEM)+20)
|
|||
|
|
v1Message = append(v1Message, pubPEM...)
|
|||
|
|
v1Message = strconv.AppendInt(v1Message, expiresAtMillis, 10)
|
|||
|
|
|
|||
|
|
sig1, err := base64.StdEncoding.DecodeString(kp.PublicKeySignature)
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("解码 publicKeySignature 失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
hashed1 := sha1.Sum(v1Message)
|
|||
|
|
if err := rsa.VerifyPKCS1v15(rsaRootPub, crypto.SHA1, hashed1[:], sig1); err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("V1 签名验签失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
// V2 消息：重构前为 timestamp(8 BE) + 玩家公钥 DER
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|
|
// 玩家公钥 DER 来自 kp.PublicKey 的 PEM 解码
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|
playerBlock, _ := pem.Decode([]byte(kp.PublicKey))
|
|||
|
|
if playerBlock == nil {
|
|||
|
|
t.Fatal("解析玩家公钥 PEM 失败")
|
|||
|
|
}
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|
|
playerDER := playerBlock.Bytes // PKIX 编码的 SubjectPublicKeyInfo DER
|
|||
|
|
v2Message := make([]byte, 8+len(playerDER))
|
|||
|
|
binary.BigEndian.PutUint64(v2Message[0:8], uint64(expiresAtMillis))
|
|||
|
|
copy(v2Message[8:], playerDER)
|
|||
|
|
|
|||
|
|
sig2, err := base64.StdEncoding.DecodeString(kp.PublicKeySignatureV2)
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("解码 publicKeySignatureV2 失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
hashed2 := sha1.Sum(v2Message)
|
|||
|
|
if err := rsa.VerifyPKCS1v15(rsaRootPub, crypto.SHA1, hashed2[:], sig2); err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("V2 签名验签失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
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|||
|
|
|
|||
|
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// TestSignatureService_NewKeyPair_V1MessageBytes 验证 V1 消息字节构造与重构前完全一致。
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|
// 重构前：[]byte(string(publicKeyPEM) + strconv.FormatInt(expiresAtMillis, 10))
|
|||
|
|
// 重构后：append(publicKeyPEM...); strconv.AppendInt(msg, expiresAtMillis, 10)
|
|||
|
|
func TestSignatureService_NewKeyPair_V1MessageBytes(t *testing.T) {
|
|||
|
|
// 构造一个固定的 PEM 公钥与时间戳，对比两种构造方式的字节
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|||
|
|
pubPEM := pem.EncodeToMemory(&pem.Block{
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|
|
Type: "PUBLIC KEY",
|
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|
|
Bytes: []byte("dummy-der-bytes"),
|
|||
|
|
})
|
|||
|
|
expiresAtMillis := int64(1700000000000)
|
|||
|
|
|
|||
|
|
oldStyle := []byte(string(pubPEM) + strconv.FormatInt(expiresAtMillis, 10))
|
|||
|
|
|
|||
|
|
newStyle := make([]byte, 0, len(pubPEM)+20)
|
|||
|
|
newStyle = append(newStyle, pubPEM...)
|
|||
|
|
newStyle = strconv.AppendInt(newStyle, expiresAtMillis, 10)
|
|||
|
|
|
|||
|
|
if string(oldStyle) != string(newStyle) {
|
|||
|
|
t.Fatalf("V1 消息字节不一致\n old=%q\n new=%q", oldStyle, newStyle)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
// TestSignatureService_GetOrCreateYggdrasilKeyPair_LoadsFromRedis 验证：
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|
|
// 当进程内缓存为空（新实例）但 Redis 中已有有效密钥时，能正确加载而非重新生成。
|
|||
|
|
// 使用同一 miniredis 实例，避免新旧实例切换时数据丢失。
|
|||
|
|
func TestSignatureService_GetOrCreateYggdrasilKeyPair_LoadsFromRedis(t *testing.T) {
|
|||
|
|
mr, err := miniredis.Run()
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("启动 miniredis 失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
t.Cleanup(mr.Close)
|
|||
|
|
|
|||
|
|
rdb := goRedis.NewClient(&goRedis.Options{Addr: mr.Addr()})
|
|||
|
|
t.Cleanup(func() { _ = rdb.Close() })
|
|||
|
|
client := &pkgRedis.Client{Client: rdb}
|
|||
|
|
ctx := context.Background()
|
|||
|
|
|
|||
|
|
// 实例1 生成根密钥（写入 miniredis）
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|||
|
|
svc1 := NewSignatureService(nil, client, zap.NewNop())
|
|||
|
|
pub1, priv1, err := svc1.GetOrCreateYggdrasilKeyPair(ctx)
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("实例1生成失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
// 新建实例2（缓存为空），但 Redis 中已有密钥
|
|||
|
|
svc2 := NewSignatureService(nil, client, zap.NewNop())
|
|||
|
|
pub2, priv2, err := svc2.GetOrCreateYggdrasilKeyPair(ctx)
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("实例2加载失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
if pub1 != pub2 {
|
|||
|
|
t.Fatal("从 Redis 加载的公钥 PEM 不一致")
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
// 加载的私钥应与原始私钥在数学上等价（N 相同）
|
|||
|
|
if priv1.N.Cmp(priv2.N) != 0 {
|
|||
|
|
t.Fatal("从 Redis 加载的私钥与原始私钥不匹配")
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
// TestSignatureService_SignConcurrent 验证签名缓存层在并发下的正确性（无数据竞争）。
|
|||
|
|
func TestSignatureService_SignConcurrent(t *testing.T) {
|
|||
|
|
svc, _, cleanup := newTestSignatureService(t)
|
|||
|
|
defer cleanup()
|
|||
|
|
ctx := context.Background()
|
|||
|
|
|
|||
|
|
// 先生成根密钥
|
|||
|
|
seed, err := svc.SignStringWithSHA1withRSA(ctx, "seed")
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
t.Fatalf("种子签名失败: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
|
|||
|
|
const n = 32
|
|||
|
|
var wg sync.WaitGroup
|
|||
|
|
errs := make(chan error, n)
|
|||
|
|
sigs := make(chan string, n)
|
|||
|
|
wg.Add(n)
|
|||
|
|
for i := 0; i < n; i++ {
|
|||
|
|
go func() {
|
|||
|
|
defer wg.Done()
|
|||
|
|
sig, err := svc.SignStringWithSHA1withRSA(ctx, "seed")
|
|||
|
|
if err != nil {
|
|||
|
|
errs <- err
|
|||
|
|
return
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
sigs <- sig
|
|||
|
|
}()
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
wg.Wait()
|
|||
|
|
close(errs)
|
|||
|
|
close(sigs)
|
|||
|
|
|
|||
|
|
for err := range errs {
|
|||
|
|
t.Fatalf("并发签名出错: %v", err)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
for sig := range sigs {
|
|||
|
|
if sig != seed {
|
|||
|
|
t.Fatalf("并发签名结果与预期不一致：got=%q want=%q", sig, seed)
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
|
|||
|
|
}
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// TestSignatureService_KeyPairFieldsPopulated 验证 NewKeyPair 返回的 KeyPair 字段完整。
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func TestSignatureService_KeyPairFieldsPopulated(t *testing.T) {
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svc, _, cleanup := newTestSignatureService(t)
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defer cleanup()
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ctx := context.Background()
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kp, err := svc.NewKeyPair(ctx)
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if err != nil {
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t.Fatalf("NewKeyPair 失败: %v", err)
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}
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checks := []struct {
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name string
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got string
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}{
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{"PrivateKey", kp.PrivateKey},
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{"PublicKey", kp.PublicKey},
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{"PublicKeySignature", kp.PublicKeySignature},
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{"PublicKeySignatureV2", kp.PublicKeySignatureV2},
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{"YggdrasilPublicKey", kp.YggdrasilPublicKey},
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}
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for _, c := range checks {
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if c.got == "" {
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t.Errorf("KeyPair.%s 为空", c.name)
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}
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}
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if kp.Expiration.IsZero() || kp.Refresh.IsZero() {
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t.Error("KeyPair.Expiration/Refresh 未设置")
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}
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if !kp.Refresh.Before(kp.Expiration) {
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t.Error("Refresh 应早于 Expiration")
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}
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}
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// 确保引用的包被使用（避免未使用导入在编辑后报错）
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var _ = fmt.Sprintf
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// BenchmarkSignStringWithSHA1withRSA 衡量缓存命中路径的签名性能（无 PEM 解析、无 Redis 往返）。
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func BenchmarkSignStringWithSHA1withRSA(b *testing.B) {
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mr, err := miniredis.Run()
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if err != nil {
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b.Fatalf("启动 miniredis 失败: %v", err)
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}
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defer mr.Close()
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rdb := goRedis.NewClient(&goRedis.Options{Addr: mr.Addr()})
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defer func() { _ = rdb.Close() }()
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client := &pkgRedis.Client{Client: rdb}
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ctx := context.Background()
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svc := NewSignatureService(nil, client, zap.NewNop())
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// 预热：生成根密钥并填充缓存
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if _, err := svc.SignStringWithSHA1withRSA(ctx, "warmup"); err != nil {
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b.Fatalf("预热失败: %v", err)
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}
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data := strings.Repeat("x", 256)
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b.ResetTimer()
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for i := 0; i < b.N; i++ {
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if _, err := svc.SignStringWithSHA1withRSA(ctx, data); err != nil {
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b.Fatalf("签名失败: %v", err)
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}
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}
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}
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