iOS

Question

我一直在尝试为 iOS 中的 secp224k1 曲线生成 public 和私钥。我们正在使用 ECDH 方法在移动端和后端之间进行 api 握手。在 Java 中，使用以下代码完成。

public static KeyPair getECKeyPair() throws NoSuchProviderException, NoSuchAlgorithmException, InvalidAlgorithmParameterException {
    ECGenParameterSpec ecSpec = new ECGenParameterSpec("secp224k1");
    KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("ECDH", "SC");
    kpg.initialize(ecSpec);
    return kpg.generateKeyPair();
}

有没有办法用 swift 中的特定曲线 (secp224k1) 类型生成密钥？我尝试使用苹果提供的 EC 算法通过以下代码进行握手。

    //Generates public and private key with EC algorithm
public static func getKey() -> [String: SecKey]? {

    let attributes: [String: Any] =
        [kSecAttrKeySizeInBits as String: 256,
         kSecAttrKeyType as String: kSecAttrKeyTypeEC,
         kSecPrivateKeyAttrs as String:
            [kSecAttrIsPermanent as String:    false]
    ]
    var error: Unmanaged<CFError>?
        guard let privateKey = SecKeyCreateRandomKey(attributes as CFDictionary, &error) else {
            let err = error!.takeRetainedValue() as Error
            print(err.localizedDescription)
            return nil
        }
        guard let publicKey = SecKeyCopyPublicKey(privateKey) else {
            print("Error occured while creating public key")
            return nil
        }
        return ["publicKey": publicKey, "privateKey": privateKey]
}

当我发送通过上述方法生成的 public 密钥时，我从服务器收到一条错误消息：

"error":"java.security.InvalidKeyException: ECDH key agreement requires ECPublicKey for doPhase","exception":"InvalidAuthException"

我为 swift 尝试了 VirgilCrypto，这接近于解决问题。但是它在库中没有我需要的特定曲线类型。它仅支持 secp256r1。另外，我尝试了以下帖子的答案，但没有成功。

Elliptic Curve Diffie Hellman in ios/swift

任何建议或帮助都将非常有用，谢谢。

Answer 1

iOS 不支持 Koblitz 224 位曲线。一种解决方案可能是使用不同的曲线类型或支持 secp224k1 的第三方库。

从您的评论可以得出结论，secp224k1 曲线类型是必需的。

可能使用的第三方库是 Virgil Crypto，可通过 github https://github.com/VirgilSecurity/virgil-crypto 获得。它是一个 C++ 库。（Virgil Security 还提供了一个名为 virgil-crypto-x 的 Swift 包装器库，但该库在当前版本中不再支持 secp224k1）。

C++ 库可以在 Swift 中间接使用，方法是创建具有已定义接口的 Objective-C++ 包装器。

建造VSCCrypto.framework

在命令行输入：

git clone https://github.com/VirgilSecurity/virgil-crypto
cd virgil-crypto
utils/build.sh --target=ios

这为 iOS 构建了框架。

将 VSCCrypto.framework 添加到 Xcode 项目

select 项目导航器中的根节点
在 Xcode 中创建 'New Group'
命名为'Frameworks'
在 Finder 中将文件夹 virgil-crypto/build/ios/lib 中的 VSCCrypto.framework 拖放到 'Frameworks' 组
在XCode右边'Embedded Binaries'下点击加
select VSCCrypto.framework

Objective-C++包装器

创建 ECDHCrypto Objective-C 文件
当询问 [=109=] 时，点击 'Create Bridging Header'
在项目导航器中将文件后缀从 .m 更改为 .mm（以允许 C++ 代码存在）
将#import "ECDHCrypto.h"添加到桥接头

ECDHCrypto.h

#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface ECDHCrypto : NSObject

@property(nonatomic, strong) NSString *ownPrivateKey;
@property(nonatomic, strong) NSString *ownPublicKey;

- (void)generateKeyPair;
- (NSString *)shared:(NSString *)otherPublicKey;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

ECDHCrypto.mm

#import "ECDHCrypto.h"
#import <VSCCrypto/VirgilCrypto.h>

using virgil::crypto::VirgilKeyPair;
using virgil::crypto::VirgilByteArray;
using virgil::crypto::VirgilCipherBase;
using virgil::crypto::str2bytes;
using virgil::crypto::bytes2str;
using virgil::crypto::bytes2hex;


@implementation ECDHCrypto

- (void)generateKeyPair {
    VirgilKeyPair keyPair = VirgilKeyPair::generate(VirgilKeyPair::Type::EC_SECP224K1);

    VirgilByteArray ownPublicKeyBates = keyPair.publicKey();
    self.ownPublicKey = [NSString stringWithCString:bytes2str(ownPublicKeyBates).c_str()
                                           encoding:[NSString defaultCStringEncoding]];

    VirgilByteArray ownPrivateKeyBytes = keyPair.privateKey();
    self.ownPrivateKey = [NSString stringWithCString:bytes2str(ownPrivateKeyBytes).c_str()
                                            encoding:[NSString defaultCStringEncoding]];
}

- (NSString *)shared:(NSString *)otherPublicKey {
    NSAssert(self.ownPrivateKey, @"private key must be set, e.g. use generateKeyPair");
    std::string otherPKString([otherPublicKey cStringUsingEncoding:NSASCIIStringEncoding]);
    VirgilByteArray pubKey = str2bytes(otherPKString);

    std::string ownPrivateKeyString([self.ownPrivateKey cStringUsingEncoding:NSASCIIStringEncoding]);
    VirgilByteArray ownPrivateKeyBytes = str2bytes(ownPrivateKeyString);

    VirgilByteArray shared_ba = VirgilCipherBase::computeShared(pubKey, ownPrivateKeyBytes);

    std::string hex = bytes2hex(shared_ba);
    NSString *shared = [NSString stringWithCString:hex.c_str()
                                          encoding:[NSString defaultCStringEncoding]];

    return shared;
}

@end

在Swift

中的用法

let otherPK = """
    -----BEGIN PUBLIC KEY-----
    ME4wEAYHKoZIzj0CAQYFK4EEACADOgAEgeW/foqxCDOd1y6lnXONkRThS6xhjLHP
    SEXs7jHSpoaPQH4vArcGmIb1cAZcepEh7WDQxCyfQXg=
    -----END PUBLIC KEY-----
    """

let ecdhCrypto = ECDHCrypto()
ecdhCrypto.generateKeyPair();
print("ecdhCrypto.ownPublicKey: \n" + ecdhCrypto.ownPublicKey);
print("shared secret: " + ecdhCrypto.shared(otherPK));

与 Java 对手进行测试

要测试密钥交换是否成功，可以进行如下测试：

在Java中生成secp224k1密钥对，并将public密钥输出到控制台。
public 密钥被复制到使用 Copy/Paste 的 iOS 应用程序的 Swift 代码中。然后，该应用程序生成一个密钥对并将其自己的 public 密钥以及计算出的共享密钥写入控制台。然后 iOS public 键作为输入插入到 Java 程序中（显示为绿色）。
最后，可以比较一下iOS应用程序和Java程序的共享秘密。这里也是一样，所以密钥交换成功。

在上部区域您可以看到 Xcode 和 iOS 源代码，在下部区域可以看到 Java 程序的输出：

iOS - swift - 为 secp224k1 曲线生成密钥对 (ECDH)

iOS - swift - Generating key pair for secp224k1 curve (ECDH)

cryptography

swift

ecdh