.NET导入openssl生成的公钥之BEGIN RSA PUBLIC KEY

2021-12-16 17:02:10

.NET导入openssl生成的公钥之BEGIN RSA PUBLIC KEY

我得到了一个公钥，形式如下

-----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----

MIGJAoGBAMroxz3qtok…….

……

-----END RSA PUBLIC KEY-----

相要用C#程序，将它导入并加密数据传给opensll应用程序解密。在网上找到很多方法，其中opensslkey.cs文件的实现最完善，但它只能解析-----BEGIN PUBLIC KEY-----打头的公钥。而且内容的长度也不同，看来它是解不开了。在搜索的过程中，发现Jeffrey Walton有文章Cryptographic Interoperability: Keys，讲的是密钥的编解码。从以下地址可以获得

http://www.codeproject.com/KB/security/CryptoInteropKeys.aspx

多从他附带的代码中，搞清楚了密钥的格式。分析了一下我的钥格式，发现其实公钥格式很简单。如下：

//* +- SEQUENCE        // RSAPrivateKey
//*   +- INTEGER(N)   // N
//*   +- INTEGER(E)   // E

上面我们看到的就是这个公钥中的全部内容了，比-----BEGIN PUBLIC KEY-----打头的要少很多内容。就是因为太简单了，才给我造成了很大的麻烦！上面的格式其实是一个ASN标准编码，Jeffrey Walton提供的源码中有一个类AsnParser很容易就能解析出来。于是，我在Jeffrey Walton写的类AsnKeyParser中加了一个函数ParsePkcsRSAPublicKey。

internal RSAParameters ParsePkcsRSAPublicKey()
{
    //* +- SEQUENCE        // RSAPrivateKey
    //*   +- INTEGER(N)   // N
    //*   +- INTEGER(E)   // E

RSAParameters parameters = new RSAParameters();

// Sanity Check
int length = 0;

// Checkpoint
int position = parser.CurrentPosition();

    // Ignore Sequence - PublicKeyInfo
    length = parser.NextSequence();
    if (length != parser.RemainingBytes())
    {
        StringBuilder sb = new StringBuilder("Incorrect Sequence Size. ");
        sb.AppendFormat("Specified: {0}, Remaining: {1}",
          length.ToString(CultureInfo.InvariantCulture),
          parser.RemainingBytes().ToString(CultureInfo.InvariantCulture));
        throw new BerDecodeException(sb.ToString(), position);
    }

    // Checkpoint
    position = parser.CurrentPosition();
    int remaining = parser.RemainingBytes();

parameters.Modulus = TrimLeadingZero(parser.NextInteger());

parameters.Exponent = TrimLeadingZero(parser.NextInteger());

Debug.Assert(0 == parser.RemainingBytes());

return parameters;
}

注意加红的两行就是公钥的全部。

由于AsnKeyParser只有一个构造函数，并且只接受文件名，并从文件中读取数据。但它并不认识PEM格式，所以PEM的解析还是放在外面。看一下原来的构造函数：

internal AsnKeyParser(String pathname)
{
    using (BinaryReader reader = new BinaryReader(
        new FileStream(pathname, FileMode.Open, FileAccess.Read)))
    {
        FileInfo info = new FileInfo(pathname);

parser = new AsnParser(reader.ReadBytes((int)info.Length));
}
}

可以看出来，从文件读取数据之后，直接把二进制数据传给了AsnParser。而AsnParser当然不能解析Base64解码后的数据。我又给它加了一个构造函数

internal AsnKeyParser(AsnParser parser)
{
this.parser = parser;
}

看出来了吧，就是要在外面做完Base64解码之后再传给AsnKeyParser。

最后再写了一个从文件加载，及调用AsnKeyParser的函数，就大功告成了！

private static RSAParameters LoadRsaPublicKey()
{
string s = File.ReadAllText("pub.pem"); // 从文件读取
StringBuilder build = new StringBuilder(s);

// 去掉头尾

build.Replace("-----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----", "");
build.Replace("-----END RSA PUBLIC KEY-----", "");

s = build.ToString().Trim();
byte[] binKey = System.Convert.FromBase64String(s); // Base64解码

AsnParser parser = new AsnParser(binKey); // 现在已经是AsnParser能认识的数据了
AsnKeyParser keyParser = new AsnKeyParser(parser); // 就刚加的构造孙数

RSAParameters publicKey = keyParser.ParsePkcsRSAPublicKey(); // 还是用刚加的解析函数

return publicKey; // 公钥已经得到，可以尽情的用RSACryptoServiceProvider了。
}

为了测试得到的密钥正不正常，我用openssl生成了一对密钥。再用我的程序来加载密钥，并测试加密与解密，来最后解密出来的结果，是否与加密前一至。

生成的密钥如下你也可以自己生成

pub.pem

pri.pem

把它们放在bin\Debug目录下

又实现了一个解析密钥的函数

internal RSAParameters ParsePkcsRSAPrivateKey()
{
    //*+- SEQUENCE            // RSAPrivateKey
    //*     +- INTEGER(0)       // Version - 0 (v1998)
    //*     +- INTEGER(N)
    //*     +- INTEGER(E)
    //*     +- INTEGER(D)
    //*     +- INTEGER(P)
    //*     +- INTEGER(Q)
    //*     +- INTEGER(DP)
    //*     +- INTEGER(DQ)
    //*     +- INTEGER(Inv Q)

RSAParameters parameters = new RSAParameters();

// Current value
byte[] value = null;

// Checkpoint
int position = parser.CurrentPosition();

// Sanity Check
int length = 0;

    // Ignore Sequence - PrivateKeyInfo
    length = parser.NextSequence();
    if (length != parser.RemainingBytes())
    {
        StringBuilder sb = new StringBuilder("Incorrect Sequence Size. ");
        sb.AppendFormat("Specified: {0}, Remaining: {1}",
          length.ToString(CultureInfo.InvariantCulture), parser.RemainingBytes().ToString(CultureInfo.InvariantCulture));
        throw new BerDecodeException(sb.ToString(), position);
    }

    // Checkpoint
    position = parser.CurrentPosition();
    // Version
    value = parser.NextInteger();
    if (0x00 != value[0])
    {
        StringBuilder sb = new StringBuilder("Incorrect RSAPrivateKey Version. ");
        BigInteger v = new BigInteger(value);
        sb.AppendFormat("Expected: 0, Specified: {0}", v.ToString(10));
        throw new BerDecodeException(sb.ToString(), position);
    }

    parameters.Modulus = TrimLeadingZero(parser.NextInteger());
    parameters.Exponent = TrimLeadingZero(parser.NextInteger());
    parameters.D = TrimLeadingZero(parser.NextInteger());
    parameters.P = TrimLeadingZero(parser.NextInteger());
    parameters.Q = TrimLeadingZero(parser.NextInteger());
    parameters.DP = TrimLeadingZero(parser.NextInteger());
    parameters.DQ = TrimLeadingZero(parser.NextInteger());
    parameters.InverseQ = TrimLeadingZero(parser.NextInteger());

Debug.Assert(0 == parser.RemainingBytes());

return parameters;
}

密钥比公钥复杂的多，但也是通常所见到的格式的一小部份。

加载密钥的函数

private static RSAParameters LoadRsaPrivateKey()
{
string s = File.ReadAllText("pri.pem");
StringBuilder build = new StringBuilder(s);

build.Replace("-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----", "");
build.Replace("-----END RSA PRIVATE KEY-----", "");

s = build.ToString().Trim();
byte[] binKey = Convert.FromBase64String(s);

AsnParser parser = new AsnParser(binKey);
AsnKeyParser keyParser = new AsnKeyParser(parser);

RSAParameters privateKey = keyParser.ParsePkcsRSAPrivateKey();

return privateKey;
}

与加载公钥差不多

最后还有一点测试代码

private static void TestRsaKeys() // 测试的入口
{
RSAParameters publicKey = LoadRsaPublicKey();
RSAParameters privateKey = LoadRsaPrivateKey();

string s = TryEncrypt(publicKey); // 测试加密
System.Console.Out.WriteLine(s);

s = TryDecrypt(privateKey, s); // 测试解密
System.Console.Out.WriteLine(s);
}

private static string TryEncrypt(RSAParameters publicKey)
{
RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
rsa.ImportParameters(publicKey);

    string test = "用来测试加密的串";
    byte[] bytes = Encoding.Unicode.GetBytes(test);
    byte[] encryptedBytes = rsa.Encrypt(bytes, false);

string outString = Convert.ToBase64String(encryptedBytes);

return outString;
}

private static string TryDecrypt(RSAParameters privateKey, string src)
{
RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider();
rsa.ImportParameters(privateKey);

byte[] bytes = Convert.FromBase64String(src);
byte[] decryptBytes = rsa.Decrypt(bytes, false);

string outString = Encoding.Unicode.GetString(decryptBytes);

return outString;
}

经过测试已经证明我的解码是成功的。感谢Jeffrey Walton！

值得一提的是AsnKeyParser中的ParseRSAPublicKey是可以直接解析-----BEGIN PUBLIC KEY-----打头的公钥。通常openssl生成的私钥都是-----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- 打头的，所以还是要用我写的ParsePkcsRSAPrivateKey函数。

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