如何生成可用于 C 和 Java 的 public 和私钥？

Question

我正在尝试在 Windows 7 64 位上使用 OpenSSL 生成 PKCS12 public 和私钥，C 中的 Microsoft CryptoAPI 以及 Java 都可以使用它们程序。

以下是我遵循的步骤：

已下载已安装的 Microsoft Visual C++ 2008 Redistributable Package (x64) de: http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=15336

下载安装"Win64 OpenSSL v1.0.2a Light"德： http://slproweb.com/products/Win32OpenSSL.html

要使用非对称 (public) 密钥加密技术 encrypt/decrypt 任意大小的文件，您需要使用 S/MIME 编码：

1) 生成密钥对。这使得 2048 位 public 加密 key/certificate rsakpubcert.key 和匹配的私有解密密钥 rsakpriv.key。 -days 10000 表示长期有效（27 年左右）。您将被要求（两次）输入 PEM 密码来加密私钥。如果您不想对其进行加密，请传递 -nodes 选项。 public 密钥可以分发给任何想向您发送数据的人。

md C:\OpenSSL-Win64\bin    
cd C:\OpenSSL-Win64\bin    
set OPENSSL_CONF=C:\OpenSSL-Win64\bin\openssl.cfg    
openssl req -x509 -days 10000 -newkey rsa:2048 -keyout c:\opensslkeys\rsakpriv.key -out c:\opensslkeys\rsakpubcert.key

// pass phrase used: mypassword

2) 创建自签名证书请求

openssl req -new -key c:\opensslkeys\rsakpriv.key -out c:\opensslkeys\server.csr

3) 从私钥中删除密码

openssl rsa -in c:\opensslkeys\rsakpriv.key -out c:\opensslkeys\rsakprivnopassword.key

4) 自签名证书请求（-days 是过期天数）
重要提示：使用 "Run As Administrator" 启动命令提示符。否则你会得到相同的：无法写入 'random state' 错误。

cd C:\OpenSSL-Win64\bin    
set OPENSSL_CONF=C:\OpenSSL-Win64\bin\openssl.cfg    
openssl x509 -req -days 365 -in c:\opensslkeys\server.csr -signkey c:\opensslkeys\rsakprivnopassword.key -out c:\opensslkeys\server.crt

5) 将输出转换为我们可以在代码中使用的 PKCS#12 格式（-keysig 参数允许我们使用密钥对进行签名）

openssl pkcs12 -export -in c:\opensslkeys\server.crt -inkey c:\opensslkeys\rsakprivnopassword.key -out c:\opensslkeys\mypublicencryptionkey.p12    
// export password used: mypassword

此时我可以通过以下命令使用 openssl 加密和解密文件：

要加密：

openssl smime -encrypt -binary -aes-256-cbc -in c:\opensslkeys\todo.txt -out c:\opensslkeys\done.txt -outform DER c:\opensslkeys\server.crt

解密：

openssl smime -decrypt -binary -in c:\opensslkeys\done.txt -inform DER -out c:\opensslkeys\redone.txt -inkey c:\opensslkeys\rsakprivnopassword.key

然而，当我尝试使用 Java 中的键时，程序卡住，说键格式错误。

非常感谢任何帮助！我保证 post 为其他人提供完整的工作答案。

完成Java代码：

/*
PrivatePublicKey.java   
*/
import java.io.FileInputStream;
import java.security.KeyStore;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.cert.Certificate;
import javax.crypto.Cipher;
/* for IBM JDK need to replace: */
//import java.util.Base64;
/* with: */
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

public class PrivatePublicKey 
{
    public static void main(String[] args) throws Exception 
    {
        try 
        {
            PublicKeyReader myPublic = new PublicKeyReader();
            PublicKey publicKey = myPublic.get("./rsakpubcert.key");

            PrivateKeyReader myPrivate = new PrivateKeyReader();
            PrivateKey privateKey = myPrivate.get("./rsakprivnopassword.key");

            // Let's encrypt with private and decrypt with public
            // Encrypt with private key
            String firstString = "Ishana";

            Cipher privateEncryptCipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
            privateEncryptCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);

            byte[] encryptedFirstString = privateEncryptCipher.doFinal(firstString.getBytes());
            String encodedEncryptedFirstString = Base64.encodeBase64String(encryptedFirstString);

            System.out.println("Encoded encrypted String for Ishana: " + encodedEncryptedFirstString);

            // Decrypt with public key
            // First decode the string
            byte[] decodedEncryptedFirstString = Base64.decodeBase64(encodedEncryptedFirstString);

            Cipher publicDecryptCipher = Cipher
                .getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
            publicDecryptCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
            byte[] decryptedFirstStringByte =     publicDecryptCipher.doFinal(decodedEncryptedFirstString);
            System.out.println("Decrypted String for Ishana: " + new String(decryptedFirstStringByte));
        }
        catch (Exception e) 
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

编辑，添加辅助代码：

import java.io.*;
import java.security.*;
import java.security.spec.*;


public class PublicKeyReader {

  public static PublicKey get(String filename)
throws Exception {

    File f = new File(filename);
    FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
    DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);
    byte[] keyBytes = new byte[(int)f.length()];
    dis.readFully(keyBytes);
    dis.close();

    X509EncodedKeySpec spec =
      new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
    KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
    return kf.generatePublic(spec);
  }
}

和

import java.io.*;
import java.security.*;
import java.security.spec.*;

public class PrivateKeyReader {

  public static PrivateKey get(String filename)
  throws Exception {

    File f = new File(filename);
    FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
    DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);
    byte[] keyBytes = new byte[(int)f.length()];
    dis.readFully(keyBytes);
    dis.close();

    PKCS8EncodedKeySpec spec =
      new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
    KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
    return kf.generatePrivate(spec);
  }
}

Answer 1

How to generate public and private keys usable for both C and Java?

生成密钥对并在内存中表示它们不同于在 Java 或其他 framework/library 中使用它们，例如 OpenSSL。

在内存中表示键是 framework/library 特定的。

将密钥编码得如此不同 frameworks/libraries 可以使用它们是诀窍。

However when I try to use the keys in Java the program chokes, saying the key format is wrong.

在Java中，通常调用getBytes()就足够了。密钥将以自然表示形式提供。例如，在 RSA public 密钥上调用它会产生来自 PKCS 1 的 ASN.1 编码。

您可以考虑实现互操作性的其他格式是用于私钥的 PKCS8 和 PKCS12。

还有 PEM，但它是一种较旧的格式。 PEM 可以用于 public 密钥，但您应该使用 PKCS8 或 PKCS12 作为私钥。

您使用 OpenSSL 生成的私有文件可能是加密的 PEM 格式（您应该说明您为它们使用的编码）。参见 java read pem encoded key and How to read a password encrypted key with java?. If its DER encoded, then see java read der encoded key

Answer 2

我终于能够完成这项工作了。

起点是：http://blogs.msdn.com/b/alejacma/archive/2008/01/28/how-to-generate-key-pairs-encrypt-and-decrypt-data-with-cryptoapi.aspx

遇到的问题

1) Microsoft public 和 CryptoAPI 使用的私钥使用 Java 无法使用的专有二进制格式（通常称为 PUBLICKEYBLOB 和 PRIVATEKEYBLOB）。需要转换密钥；

2) Crypto API 以小端二进制格式加密，而 Java 以大端格式读取字节。参考：http://www.jensign.com/JavaScience/dotnet/RSAEncrypt/ and http://en.wikipedia.org/wiki/Endianness 需要进行二进制转换；

3) Microsoft CryptoAPI 在加密消息时填充消息。这意味着要在 Java 中解密，需要考虑使用的填充方案的 RSA 算法的确切实现。

在Java解密端，我使用了Cipher.getInstance("RSA/NONE/PKCS1Padding");

希望这对某人有帮助。

如何生成可用于 C 和 Java 的 public 和私钥？

How to generate public and private keys usable for both C and Java?

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