Java非對稱加密：存儲公鑰/私鑰的首選方式

Question

此代碼生成一對公鑰/私鑰：

KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
keyGen.initialize(1024);
KeyPair keypair = keyGen.genKeyPair();
PrivateKey privateKey = keypair.getPrivate();
PublicKey publicKey = keypair.getPublic();

我想知道的是你通常如何存儲公鑰：

選項1：存儲字節

byte[] privateKeyBytes = privateKey.getEncoded();
byte[] publicKeyBytes = publicKey.getEncoded();
// ... write to file

// convert bytes back to public/private keys
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
EncodedKeySpec privateKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyBytes);
PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(privateKeySpec);

EncodedKeySpec publicKeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyBytes);
PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(publicKeySpec);

我不喜歡的是將代碼綁定到具體的實現，如PKCS8EncodedKeySpec和X509EncodedKeySpec 。

選項2：存儲模數和指數

KeyFactory fact = KeyFactory.getInstance("RSA");
RSAPublicKeySpec pub = fact.getKeySpec(publicKey, RSAPublicKeySpec.class);
RSAPrivateKeySpec priv = fact.getKeySpec(privateKey,RSAPrivateKeySpec.class);

// store modulus and exponent as BigIntegers
BigInteger modulus = pub.getModulus());
BigInteger exponent = pub.getPublicExponent());
// ... write to file

// recreate public key (the same applies to the private key)
RSAPublicKeySpec keySpec = new RSAPublicKeySpec(modulus, exponent);
KeyFactory fact = KeyFactory.getInstance("RSA");
PublicKey pubKey = fact.generatePublic(keySpec);

第二種選擇更容易實現，但我不知道它是否會降低性能。

有什么建議嗎？

Answer 1

在我們的應用程序中，我們以DER格式存儲公鑰和私鑰，因此可以更容易地在java之外使用和操作它們。 在我們的例子中，私鑰沒有密碼。

要將私鑰轉換為更容易在java中使用的東西：

openssl pkcs8 -topk8 -nocrypt -in key.pem -inform PEM -out key.der -outform DER

然后，您可以通過以下方式直接獲取RSA私鑰：

public static RSAPrivateKey getPrivateKey(File privateKeyFile) throws IOException, GeneralSecurityException {
    byte[] keyBytes = new byte[(int)privateKeyFile.length()];
    FileInputStream fis = new FileInputStream(privateKeyFile);
    fis.read(keyBytes);
    PKCS8EncodedKeySpec spec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    RSAPrivateKey privKey = (RSAPrivateKey) keyFactory.generatePrivate(spec);
    return privKey;
}

公鑰類似：

openssl rsa -in private.pem -pubout -outform DER -out public.der

並閱讀它：

public static RSAPublicKey getPublicKey(File publicKeyFile) throws IOException, GeneralSecurityException {
    byte[] keyBytes = new byte[(int)publicKeyFile.length()];
    FileInputStream fis = new FileInputStream(publicKeyFile);
    fis.read(keyBytes);
    X509EncodedKeySpec publicKeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
    KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey)factory.generatePublic(publicKeySpec);
    return pubKey;
}

許多人存儲密鑰庫。 出於我們的目的，我們需要在多種不同語言的多個應用程序之間共享相同的密鑰，並且不希望在磁盤上復制文件。

在任何一種情況下，性能都不應該是一個巨大的問題，因為您可能會將這些鍵存儲在某種Singleton或緩存中，而不是每次都重新生成它們。

Answer 2

無論你是否意識到，你實際上都存儲了兩種情況下的字節。 我想在@Brian M. Carr的回答中暗示了正確的答案，即以最自然的形式存儲更高級別的對象。 在公鑰的情況下，明顯的選擇是作為PKCS＃1 RSAPublicKey ASN.1結構，DER編碼，或作為X509 SubjectPublicKeyInfo ASN.1結構，DER編碼。 后者是Sun提供商提供的，sun class X509EncodedKeySpec支持的。 同樣，PKCS8EncodedKeySpec支持私鑰格式。 這兩種格式都是標准，例如openssl支持。 太陽傾向於:( - 支持現有標准，而不是定義自己的標准。

Answer 3

如果你想定義一個用於存儲密鑰的格式，那么我會選擇一種可消耗的格式，這樣當你想要改變加密時它就不會中斷（例如當舊的加密變弱時）。

所以我將存儲編碼為base64的字節，以及描述格式的字符串，“rsa”也許。