用于 Yubico OpenPGP 智能卡的 PGP 数据加密

Question

我正在尝试在 Java 应用程序中实现基于 Yubikey NEO OpenPGP 智能卡小程序的 PGP 加密。这似乎是一门黑暗的艺术，google 这些东西并不容易，但这是我到目前为止的进展：

卡已初始化，使用gpg工具生成密钥。它通常有效。我有 .asc 格式的 public 密钥，并设法将其加载到 org.bouncycastle.openpgp
使用 javax.smartcardio API 连接到 USB 加密狗中的智能卡。

Select OpenPGP 小程序

val pgpAID = bytes(0xD2, 0x76, 0x00, 0x01, 0x24, 0x01)
val answer = cardChannel.transmit(CommandAPDU(0x00, 0xA4, 0x04, 0x00, pgpAID))

成功向卡输入正确的 PIN

val pin = "123456"
return bytes(0x00, 0x20, 0x00, 0x82, pin.length) + pin.toByteArray(Charsets.UTF_8)

发送准成功（见下文）decipher命令
```
bytes(0x00, 0x2a, 0x80, 0x86, data.size) + data + bytes(0x00)
```
当data = "xxxx".toByteArray()时，结果为SW=9000（=成功）但没有返回数据。这是一个天真的测试，因为第 52 页的 OpenPGP applet documentation 提到

the command input (except padding indicator byte) shall be formatted according to PKCS#1 before encryption.

我不知道如何加密数据并将其转换为 PKCS#1 格式。

我也试过通读 Yubico OpenPGP card implementation tests but it only provides another "failing" example (line 196). I tried running that but the result is different: the test expects SW=0050 (indicating an exception?) and what I get is SW=6f00 (No precise diagnosis, according to this document)。

我用完整的代码创建了一个 GitHub repository。它是用 Kotlin 编写的，但应该很容易阅读。

Answer 1

你的问题有点混乱，但我很确定你想使用与智能卡上的 RSA 私钥相对应的 RSA 公钥创建 PGP 加密消息，然后使用智能卡上的 RSA 私钥来（帮助）解密它们。 PGP（几乎所有其他东西一样）使用混合加密，因此相关部分的 PGP 加密消息包括：

使用随机生成的工作密钥使用适当的对称算法（如 TDES 或 AES）加密的实际消息，称之为 K
工作密钥 K 加上一些由 RSA 使用收件人的公钥和原始 PKCS#1 标准定义的填充加密的元数据，现在正式称为 RSAES-PKCS1-v1_5 但仍然被广泛称为 PKCS1 有点不准确。

您不需要执行加密步骤，因为任何实现该标准的软件都可以这样做，包括 GnuPG 或 BouncyCastle 的 bcpg 库。如果您想自己做，也许对于使用伪造的 K 而没有真实消息的测试数据，您需要进行填充 and RSA 模幂运算；在 Java 中，至少 Oracle 或 openjdk Java 具有标准加密提供程序，您可以仅使用以通常方式通过 .getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding") 获得的 javax.crypto.Cipher。

“PKCS1”加密填充（用于 RSA） 如该文档第 52 页底部和第 53 页顶部所述，其内容相同但格式不同到 current OpenPGP spec (and earlier), which refers to and is effectively identical to near-current PKCS#1 spec（及更早版本），所有这些都说它是：

一个字节00
一个字节 02
足够的字节非零随机使结果长度正确并且安全
一个字节00
“明文”，对于 PGP 加密，实际上是按 the PGP spec 指定格式的工作对称密钥 K。

注意段落开头

In case of the AES algorithm

似乎用于不同的选项，而不是 PGP AFAICS，在上一页中描述为

By option (announced in Extended capabilities) the card supports the decryption of a plain text with an AES-key stored in a special DO (D5). This is useful if no certificate or public key exists and the external world has a common secret with the card.

所以忽略它。

用于 Yubico OpenPGP 智能卡的 PGP 数据加密

PGP data encryption for use with Yubico OpenPGP Smart Card

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