如何 import/export Java EC keys to/from X9.63 encoding with Java 8

Question

我正在考虑编写一个 Java 8 程序来与另一个使用只能 export/import ECC [=59] 的库 (wolfSSL/wolfCrypt) 的软件进行 ECDH 交换=] X9.63 格式的键（它们的 wc_ecc_export_x963() 函数）。我非常希望使用 Java.

附带的提供程序来执行此操作

因此，我需要了解如何获取 Java 以从一个的 X9.63 编码创建一个 PublicKey 对象并创建一个 [= 的 X9.63 编码字节22=]对象。

我已经写了一些测试代码来尝试找出 Java 使用的格式：

    // Make a key
    ECGenParameterSpec ecSpec = new ECGenParameterSpec("secp256r1");
    KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("EC");
    keyGen.initialize(ecSpec);
    KeyPair pair = keyGen.generateKeyPair();

    // Let's see what Java thinks the encoding is
    System.out.println("Pubkey format: " + pair.getPublic().getFormat());
    System.out.println("Privkey format: " + pair.getPrivate().getFormat());

    // And write out the encoded forms to files so we can poke at them
    // with openssl, etc.
    try (FileOutputStream pubOut = new FileOutputStream("ecpub.der");
         FileOutputStream privOut = new FileOutputStream("ecpriv.der")) {
        pubOut.write(pair.getPublic().getEncoded());
        privOut.write(pair.getPrivate().getEncoded());
    }

这会产生输出：

Pubkey format: X.509
Privkey format: PKCS#8

然后我可以使用 openssl 来调查 public 密钥结构：

$ openssl asn1parse -i -in ecpub.der -inform DER
    0:d=0  hl=2 l=  89 cons: SEQUENCE
    2:d=1  hl=2 l=  19 cons:  SEQUENCE
    4:d=2  hl=2 l=   7 prim:   OBJECT            :id-ecPublicKey
   13:d=2  hl=2 l=   8 prim:   OBJECT            :prime256v1
   23:d=1  hl=2 l=  66 prim:  BIT STRING

但这对我来说是不透明的（我不知道 ASN.1），我不知道那是什么编码格式，甚至不知道如何找出它是什么编码格式。

这是 Java 表示的十六进制转储：

$ hexdump -C ecpub.der
00000000  30 59 30 13 06 07 2a 86  48 ce 3d 02 01 06 08 2a  |0Y0...*.H.=....*|
00000010  86 48 ce 3d 03 01 07 03  42 00 04 a3 c4 5c 5d aa  |.H.=....B....\].|
00000020  93 70 8b 65 47 9b f9 83  17 01 37 23 30 d2 0c 6a  |.p.eG.....7#0..j|
00000030  c7 93 6e d4 70 b1 5b bf  8e 65 4f 96 70 7e e8 97  |..n.p.[..eO.p~..|
00000040  30 a2 6e e4 1f 50 bb 21  4f a6 7a 01 bd 96 a4 2f  |0.n..P.!O.z..../|
00000050  8b cd 0d d0 d2 4a 63 d1  68 d0 7b                 |.....Jc.h.{|
0000005b

更新

这是我从 wc_ecc_export_x963() 中得到的 hexdump。我还将把 C 源代码包含到我的测试程序中。 openssl asn1parse 文件阻塞，FWIW。

$ hexdump -C wolf.x963
00000000  04 f1 55 1b 03 d5 91 ed  03 d5 44 f9 09 b2 1e 59  |..U.......D....Y|
00000010  c7 4d ef 1a e9 de 51 16  4e b9 4d 8c 1d 10 73 d4  |.M....Q.N.M...s.|
00000020  9e 09 24 78 5a 03 c4 45  bf 0c 83 22 69 d8 52 ed  |..$xZ..E..."i.R.|
00000030  90 04 00 0c ea 38 95 a9  e5 da 96 d2 ae c4 5c 3a  |.....8........\:|
00000040  c8                                                |.|
00000041

作为参考，这里是生成 wolf.x963 文件的程序（注意——我已经很多年没有用 C 编程了）：

#include <stdio.h>
#include <wolfssl/options.h>
#include <wolfssl/wolfcrypt/error-crypt.h>
#include <wolfssl/wolfcrypt/settings.h>
#include <wolfssl/wolfcrypt/random.h>
#include <wolfssl/wolfcrypt/ecc.h>

int main() {
  // Make a key object ready for use.
  ecc_key key;
  wc_ecc_init(&key);

  // Make a random number generator object ready for use
  RNG rng;
  wc_InitRng(&rng);

  // Make a "32-byte" key.  According to wolfSSL,
  // this will use the SECP256R1 curve since that's
  // what they map to a request for a 32-byte key.
  wc_ecc_make_key(&rng, 32, &key);

  byte encoded[1024];
  word32 encodedLen = 0;
  int error;

  // According to the API docs, on entry encodedLen should
  // be a number equal to or larger than what the output
  // will be.  If it is not, the function will return BUFFER_E
  // and set encodedLen to how many bytes will be needed to
  // hold the exported data.
  error = wc_ecc_export_x963(&key, encoded, &encodedLen);
  printf("Error code = %d\n", error);
  if (error == BUFFER_E) {
    error = wc_ecc_export_x963(&key, encoded, &encodedLen);
    printf("Error code again = %d\n", error);
  }

  // Print out the byte values so that I can make sure
  // that I didn't somehow corrupt the data writing it
  // out as I am very rusty at C.
  //int i;
  //for (i = 0; i < encodedLen; i++) {
  //  printf("enc[%d] = %x\n", i, encoded[i]);
  //}

  FILE *outFile;
  outFile = fopen("wolf.x963", "wb");
  fwrite(encoded, encodedLen, 1, outFile);
  fclose(outFile);

  wc_ecc_free(&key);
  wc_FreeRng(&rng);

  return 0;
}

及其输出：

 ./SaveEccKey
Error code = -132
Error code again = 0

Answer 1

您似乎从 wc_ecc_export_x963 函数中得到的只是未压缩的点表示。

256 位曲线上的点将由具有该长度的两个坐标组成。如果将它们表示为固定长度的大端无符号整数，那么它们每个将占用 ceil(256 / 8) = 32 个字节，总共 64 个字节。这些以一个字节的未压缩点指示符 04 为前缀，为您提供 65 个字节。正如您在 Java 中所见，BIT STRING 的长度为 66 字节。但是，BIT STRING 包含一个填充指示符，通常设置为 00，表示位数是 8 的倍数。换句话说，ASN.1 定义中的 BIT STRING 只是您从 wc_ecc_export_x963.

所以你可以做的是把所有的东西都放在 04 之前的位置 encoded.length - 133 之前，然后使用 [=] 的 X.509 解码工具 (KeyFactory) 25=]。然而，我会考虑黑客攻击；它与任何其他密钥大小不兼容。但是，您也可以使用我很久以前提供的 this answer。

如何 import/export Java EC keys to/from X9.63 encoding with Java 8

How to import/export Java EC keys to/from X9.63 encoding with Java 8

java

cryptography

asn.1

diffie-hellman

wolfssl