如何从 ECPublicKey 中找到匹配的曲线名称

Question

目前我正在更新我的 x.509 证书库以支持 ECC。大多数已实施的构建器都采用 publicKey 并从密钥中导出算法等。在 RSA 中，这很简单，您检查密钥的算法并可以验证位长度。然而，对于 ECC，密钥是基于曲线的，并且曲线名称（当然）需要在证书中指定（作为 OID）。

我现在正在处理的问题是找到一种从 java.security.interfaces.ECPublicKey 或 org.bouncycastle.jce.interfaces.ECPublicKey 到曲线名称的方法。（两种实现完全不同...）

我能想到的一种方法是获取密钥的 ECPoint 并验证它是否在给定曲线上。这样我就可以测试所有支持的曲线，但是这在运行时感觉很麻烦，如果点与 2 条或更多条曲线重叠，则可能容易出错。

另一种方法是获取 ECCurve（bc 实现）或 EllipticCurve（jre 实现）并将曲线细节与支持的实现进行比较。这还涉及遍历每条已知曲线。

有没有人知道仅使用 jre(8/9) 和 bc 根据曲线或公钥详细信息查找曲线名称的更好方法。您对第一个解决方案的感觉如何，获得错误命中的可能性有多大。

Answer 1

我想我已经找到了使用 EC5Util class 的 jre 类型规范的有效解决方案。所有具有相同名称的双 class 实例使它有点混乱，但是这些功能现在可以访问和使用了。

public static final String deriveCurveName(org.bouncycastle.jce.spec.ECParameterSpec ecParameterSpec) throws GeneralSecurityException{
    for (@SuppressWarnings("rawtypes")
           Enumeration names = ECNamedCurveTable.getNames(); names.hasMoreElements();){
        final String name = (String)names.nextElement();

        final X9ECParameters params = ECNamedCurveTable.getByName(name);

        if (params.getN().equals(ecParameterSpec.getN())
            && params.getH().equals(ecParameterSpec.getH())
            && params.getCurve().equals(ecParameterSpec.getCurve())
            && params.getG().equals(ecParameterSpec.getG())){
            return name;
        }
    }

    throw new GeneralSecurityException("Could not find name for curve");
}

public static final String deriveCurveName(PublicKey publicKey) throws GeneralSecurityException{
    if(publicKey instanceof java.security.interfaces.ECPublicKey){
        final java.security.interfaces.ECPublicKey pk = (java.security.interfaces.ECPublicKey) publicKey;
        final ECParameterSpec params = pk.getParams();
        return deriveCurveName(EC5Util.convertSpec(params, false));
    } else if(publicKey instanceof org.bouncycastle.jce.interfaces.ECPublicKey){
        final org.bouncycastle.jce.interfaces.ECPublicKey pk = (org.bouncycastle.jce.interfaces.ECPublicKey) publicKey;
        return deriveCurveName(pk.getParameters());
    } else throw new IllegalArgumentException("Can only be used with instances of ECPublicKey (either jce or bc implementation)");
}

public static final String deriveCurveName(PrivateKey privateKey) throws GeneralSecurityException{
    if(privateKey instanceof java.security.interfaces.ECPrivateKey){
        final java.security.interfaces.ECPrivateKey pk = (java.security.interfaces.ECPrivateKey) privateKey;
        final ECParameterSpec params = pk.getParams();
        return deriveCurveName(EC5Util.convertSpec(params, false));
    } else if(privateKey instanceof org.bouncycastle.jce.interfaces.ECPrivateKey){
        final org.bouncycastle.jce.interfaces.ECPrivateKey pk = (org.bouncycastle.jce.interfaces.ECPrivateKey) privateKey;
        return deriveCurveName(pk.getParameters());
    } else throw new IllegalArgumentException("Can only be used with instances of ECPrivateKey (either jce or bc implementation)");
}

Answer 2

从您的描述来看，您真正需要的是 OID，而不是名称。如果是这样，那就更容易了，因为曲线 OID 存在于 EC public 密钥的“X.509”编码中，它实际上是 X.509 中的 SubjectPublicKeyInfo 结构（在 PKIX 中复制，参见rfc5280 #4.1 and rfc3279 #2.3.5 but skip the parts about explicit parameters, everybody uses the namedCurve=OID option) which is the encoding for JCA public keys，对于 Sun/Oracle/OpenJDK 和 BC 实现（以及所有算法，不仅仅是 ECC）。BC 还为 parse 这种结构提供了很好的支持：

import org.bouncycastle.asn1.ASN1ObjectIdentifier;
import org.bouncycastle.asn1.ASN1Sequence;
import org.bouncycastle.asn1.x509.AlgorithmIdentifier;
import org.bouncycastle.asn1.x509.SubjectPublicKeyInfo;
import org.bouncycastle.asn1.x9.X9ObjectIdentifiers;

    KeyPairGenerator gen = KeyPairGenerator.getInstance("EC");
    gen.initialize(new ECGenParameterSpec("secp256r1"));
    ECPublicKey jcekey = (ECPublicKey) gen.generateKeyPair().getPublic();
    //KeyFactory fact = KeyFactory.getInstance("EC", "BC");
    //org.bouncycastle.jce.interfaces.ECPublicKey bckey = (org.bouncycastle.jce.interfaces.ECPublicKey)fact.generatePublic(new X509EncodedKeySpec(jcekey.getEncoded()));
    
    // with Bouncy
    byte[] enc = jcekey.getEncoded(); //enc = bckey.getEncoded();
    SubjectPublicKeyInfo spki = SubjectPublicKeyInfo.getInstance(ASN1Sequence.getInstance(enc));
    AlgorithmIdentifier algid = spki.getAlgorithm();
    if( algid.getAlgorithm().equals(X9ObjectIdentifiers.id_ecPublicKey)){
        ASN1ObjectIdentifier oid = (ASN1ObjectIdentifier) algid.getParameters();
        System.out.println (oid.toString()); // curve OID, use as needed
    }else System.out.println ("not EC?");

为了完整性，即使没有 Bouncy，如果您不使用最大的曲线并且您愿意作弊（Java 越来越不鼓励），这并不难：

import sun.security.util.DerInputStream;
import sun.security.util.ObjectIdentifier;

    final ObjectIdentifier x9_id_ec = new ObjectIdentifier("1.2.840.10045.2.1");
    int off = (4+2)+enc[(4+1)];
    if( enc[0]==0x30 && enc[1]>0 && enc[2]==0x30 && enc[4]==6 
        && new ObjectIdentifier(new DerInputStream(enc,4,off-4)).equals((Object)x9_id_ec)
        && enc[off] == 6 ){
        byte[] oidenc = Arrays.copyOfRange(enc,off,off+2+enc[off+1]);
        // that's the DER-encoded OID of the curve
        ObjectIdentifier oid = new ObjectIdentifier(new DerInputStream(oidenc));
        System.out.println (oid.toString()); // and the display form
    }else System.out.println ("not EC or too big?");

我还要注意，如果您正在构建证书，PublicKey.getEncoded() 已经是整个 subjectPublicKeyInfo 字段，这是您唯一需要放置曲线 OID 的地方，除了自签名的唯一你放置 this 密钥算法 OID 的地方。

Answer 3

实际上（至少对于 SunEC 提供商生成的密钥而言）OID 可以比其他答案建议的更容易提取：

import java.security.Key;
import java.security.AlgorithmParameters;
import java.security.interfaces.ECKey;
import java.security.spec.ECGenParameterSpec;

public static String curveOid(Key key) throws Exception {
    AlgorithmParameters params = AlgorithmParameters.getInstance("EC");
    params.init(((ECKey) key).getParams());
    return params.getParameterSpec(ECGenParameterSpec.class).getName();
}

如何从 ECPublicKey 中找到匹配的曲线名称

How to find the matching curve name from an ECPublicKey

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