将OpenSSL RSA密钥与.Net一起使用

Question

我正在使用openssl 0.9.6g，并且已经使用RSA_generate_key（）创建了公共/私有密钥对。 当我使用PEM_write_bio_RSAPublicKey保存密钥时，它为我提供了如下密钥：

-----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----
...
-----END RSA PUBLIC KEY-----

我在.NET中有另一个模块，由于其格式，在传递此键时会引发异常。 它采用如下格式：

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
...
-----END PUBLIC KEY-----

如何将我的密钥转换为这种格式。 我正在使用C ++。

在.NET中，我使用的是openssl.net，代码如下：

string publicKey = @"-----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----
MIGJAoGBAKGtqUVBBqcGCRYa7Sb6JVQirOX3hggWP2k7CzEtbF/soOONK510Kefm
omXBrGn2t79ES+hAcCvGSiiVZGuEb3UPiznzbiY150SME5nRC+zU0vvdX64ni0Mu
DeUlGcxM1eWSpozO71at6mxLloEMUg0oSWHfAlS5a4LVaURrJqXfAgMBAAE=
-----END RSA PUBLIC KEY-----";

Encoding enc = Encoding.ASCII;
string text = "hello world";
byte[] msg = enc.GetBytes(text);
CryptoKey key = CryptoKey.FromPublicKey(publicKey, "");
RSA rsa = key.GetRSA();
byte[] res = rsa.PublicEncrypt(msg, RSA.Padding.PKCS1);

例外情况如下：

CryptoKey key = CryptoKey.FromPublicKey(publicKey, "");

如果我使用密钥：

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCbhcU+fhYmYLESZQAj1hKBXsNY
si0kYHNkxpP7ftxZiTFowWUVXHzQgkcYiCNnp3pt1eG6Vt0WDzyFYXqUUqugvX41
gkaIrKQw/sRiWEx49krcz7Vxr3dufL6Mg3eK7NyWDGsqwFrx/qVNqdhsHg12PGNx
IMY4UBtxin2A8pd4OwIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----

工作正常。

我一直在寻找这个问题。 我认为我正在寻找的是“如何将rsa公钥从pkcs＃1转换为x509格式。

Answer 1

我正在使用openssl 0.9.6g，并且已经使用RSA_generate_key（）创建了公共/私有密钥对。 它给我的键像：

 -----BEGIN RSA PUBLIC KEY----- ... -----END RSA PUBLIC KEY----- 

我认为我正在寻找的是“如何将rsa公钥从pkcs＃1转换为x509格式。

是的，.Net可以使用一些ASN.1 / DER编码的密钥和一些PEM编码的密钥。 区别在于PKCS编码与传统编码（OpenSSL称其为“传统”）。 传统编码是SubjectPublicKeyInfo ，它包括OID和公钥。

因此，您正在寻找的是ASN.1 / DER编码或写入SubjectPublicKeyInfo的PEM编码，而不仅仅是公钥。

---

我在.NET中有另一个模块，由于其格式，在传递此键时会引发异常。 它采用如下格式：

 -----BEGIN PUBLIC KEY----- ... -----END PUBLIC KEY----- 

在这种情况下，请使用PEM_write_bio_PUBKEY而不是PEM_write_bio_RSAPublicKey 。

PEM_write_bio_PUBKEY写入SubjectPublicKeyInfo ; 而PEM_write_bio_RSAPublicKey仅写入公共密钥。

您将需要一个EVP_PKEY ，因此请使用EVP_PKEY_set1_RSA进行转换。

---

这是OpenSSL中的PKCS密钥。 它只是公钥。 您将使用PEM_write_RSAPublicKey编写它：

-----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----

这是OpenSSL中的传统密钥。 它的SubjectPublicKeyInfo ，它包括用于算法的OID（ rsaEncryption ）和公共密钥。 您将使用PEM_write_bio_PUBKEY编写它：

-----BEGIN PUBLIC KEY-----

---

相反节能与钥匙的PEM_write_RSAPublicKey ，你应该写出来与ASN.1 / DER格式的SubjectPublicKeyInfo结构i2d_RSA_PUBKEY_bio ; 或使用PEM_write_bio_PUBKEY以PEM格式将其PEM_write_bio_PUBKEY 。

下面的程序创建一个RSA密钥对，然后以所有格式写出公共密钥。 确保也保存私钥。

（很高兴您拥有C ++标记unique_ptr使此练习非常容易）。

#include <memory>
using std::unique_ptr;

#include <openssl/bn.h>
#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/bio.h>
#include <openssl/x509.h>

#include <cassert>
#define ASSERT assert

using BN_ptr = std::unique_ptr<BIGNUM, decltype(&::BN_free)>;
using RSA_ptr = std::unique_ptr<RSA, decltype(&::RSA_free)>;
using EVP_KEY_ptr = std::unique_ptr<EVP_PKEY, decltype(&::EVP_PKEY_free)>;
using BIO_FILE_ptr = std::unique_ptr<BIO, decltype(&::BIO_free)>;

int main(int argc, char* argv[])
{
    int rc;

    RSA_ptr rsa(RSA_new(), ::RSA_free);
    BN_ptr bn(BN_new(), ::BN_free);

    BIO_FILE_ptr pem1(BIO_new_file("rsa-public-1.pem", "w"), ::BIO_free);
    BIO_FILE_ptr pem2(BIO_new_file("rsa-public-2.pem", "w"), ::BIO_free);
    BIO_FILE_ptr der1(BIO_new_file("rsa-public-1.der", "w"), ::BIO_free);
    BIO_FILE_ptr der2(BIO_new_file("rsa-public-2.der", "w"), ::BIO_free);

    rc = BN_set_word(bn.get(), RSA_F4);
    ASSERT(rc == 1);

    // Generate key
    rc = RSA_generate_key_ex(rsa.get(), 2048, bn.get(), NULL);
    ASSERT(rc == 1);

    // Convert RSA key to PKEY
    EVP_KEY_ptr pkey(EVP_PKEY_new(), ::EVP_PKEY_free);
    rc = EVP_PKEY_set1_RSA(pkey.get(), rsa.get());
    ASSERT(rc == 1);

    //////////

    // Write just the public key in ASN.1/DER
    // Load with d2i_RSAPublicKey_bio
    rc = i2d_RSAPublicKey_bio(der1.get(), rsa.get());
    ASSERT(rc == 1);

    // Write just the public key in PEM
    // Load with PEM_read_bio_RSAPublicKey
    rc = PEM_write_bio_RSAPublicKey(pem1.get(), rsa.get());
    ASSERT(rc == 1);

    // Write SubjectPublicKeyInfo with OID and public key in ASN.1/DER
    // Load with d2i_RSA_PUBKEY_bio
    rc = i2d_RSA_PUBKEY_bio(der2.get(), rsa.get());
    ASSERT(rc == 1);

    // Write SubjectPublicKeyInfo with OID and public key in PEM
    // Load with PEM_read_bio_PUBKEY
    rc = PEM_write_bio_PUBKEY(pem2.get(), pkey.get());
    ASSERT(rc == 1);

    return 0;
}

EVP_PKEY_set1_RSA的set1会EVP_PKEY_set1_RSA引用计数，因此不会在double free上出现段错误。

执行该程序后，您将获得预期的PEM和ASN.1 / DER：

$ cat rsa-public-1.pem 
-----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----
MIIBCgKCAQEA0cgFv6wEcqoOhPtHdVmX4YFlCwodnSqooeCxFF1XadTS4sZkVJTC
kszHmRqXiXL2NmqnuDQsq6nLd+sNoU5yJJ+W1hwo7UToCyJ/81tS4n6mXvF8oilP
8YudD5QnBdW9LhqttBIN4Gk+Cxun+HG1rSJLGP9yiPPFd7DPiFz0Gd+juyWznWnP
gapDIWEKqANKma3j6b9eopBDWB0XAgU0HQ71MSNbcsPvDd23Ftx0re/7jG53V7Bn
eBy7fQsPmxcn4c74Lz4CvhOr7VdQpeBzNeG2CtkefKWyTk7Vu4FZnAgNd/202XAr
c6GmEQqD2M2zXH/nVZg5oLznECDVQ1x/pwIDAQAB
-----END RSA PUBLIC KEY-----

$ cat rsa-public-2.pem 
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEA0cgFv6wEcqoOhPtHdVmX
4YFlCwodnSqooeCxFF1XadTS4sZkVJTCkszHmRqXiXL2NmqnuDQsq6nLd+sNoU5y
JJ+W1hwo7UToCyJ/81tS4n6mXvF8oilP8YudD5QnBdW9LhqttBIN4Gk+Cxun+HG1
rSJLGP9yiPPFd7DPiFz0Gd+juyWznWnPgapDIWEKqANKma3j6b9eopBDWB0XAgU0
HQ71MSNbcsPvDd23Ftx0re/7jG53V7BneBy7fQsPmxcn4c74Lz4CvhOr7VdQpeBz
NeG2CtkefKWyTk7Vu4FZnAgNd/202XArc6GmEQqD2M2zXH/nVZg5oLznECDVQ1x/
pwIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----

$ dumpasn1 rsa-public-1.der 
  0 266: SEQUENCE {
  4 257:   INTEGER
       :     00 D1 C8 05 BF AC 04 72 AA 0E 84 FB 47 75 59 97
       :     E1 81 65 0B 0A 1D 9D 2A A8 A1 E0 B1 14 5D 57 69
       :     D4 D2 E2 C6 64 54 94 C2 92 CC C7 99 1A 97 89 72
       :     F6 36 6A A7 B8 34 2C AB A9 CB 77 EB 0D A1 4E 72
       :     24 9F 96 D6 1C 28 ED 44 E8 0B 22 7F F3 5B 52 E2
       :     7E A6 5E F1 7C A2 29 4F F1 8B 9D 0F 94 27 05 D5
       :     BD 2E 1A AD B4 12 0D E0 69 3E 0B 1B A7 F8 71 B5
       :     AD 22 4B 18 FF 72 88 F3 C5 77 B0 CF 88 5C F4 19
       :             [ Another 129 bytes skipped ]
265   3:   INTEGER 65537
       :   }

0 warnings, 0 errors.

$ dumpasn1 rsa-public-2.der 
  0 290: SEQUENCE {
  4  13:   SEQUENCE {
  6   9:     OBJECT IDENTIFIER rsaEncryption (1 2 840 113549 1 1 1)
 17   0:     NULL
       :     }
 19 271:   BIT STRING, encapsulates {
 24 266:     SEQUENCE {
 28 257:       INTEGER
       :         00 D1 C8 05 BF AC 04 72 AA 0E 84 FB 47 75 59 97
       :         E1 81 65 0B 0A 1D 9D 2A A8 A1 E0 B1 14 5D 57 69
       :         D4 D2 E2 C6 64 54 94 C2 92 CC C7 99 1A 97 89 72
       :         F6 36 6A A7 B8 34 2C AB A9 CB 77 EB 0D A1 4E 72
       :         24 9F 96 D6 1C 28 ED 44 E8 0B 22 7F F3 5B 52 E2
       :         7E A6 5E F1 7C A2 29 4F F1 8B 9D 0F 94 27 05 D5
       :         BD 2E 1A AD B4 12 0D E0 69 3E 0B 1B A7 F8 71 B5
       :         AD 22 4B 18 FF 72 88 F3 C5 77 B0 CF 88 5C F4 19
       :                 [ Another 129 bytes skipped ]
289   3:       INTEGER 65537
       :       }
       :     }
       :   }

0 warnings, 0 errors.

---

相关信息，请参见如何使用openssl生成RSA私钥？ 。 它向您展示了如何以多种格式编写RSA公钥和私钥。