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

.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

-----BEGIN RSA PUBLIC KEY----- 
MIGJAoGBAMroxz3qtok9aa777ssNfVKHgGI8BPrGexhS2PE+2xZGffakR2QbS5vw 
CidhVzrpzRJJuaZqktBrcVC7as1TsP2mY8RgWPNOvHisDDZp+H5c2+UwVQ6bV1tk 
MXx1RSDryOO4mmeONJE8aJcGG+9KWkoZEQL5XIzrzy3NeYNYu5J1AgMBAAE= 
-----END RSA PUBLIC KEY-----

pri.pem

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- 
MIICXgIBAAKBgQDK6Mc96raJPWmu++7LDX1Sh4BiPAT6xnsYUtjxPtsWRn32pEdk 
G0ub8AonYVc66c0SSbmmapLQa3FQu2rNU7D9pmPEYFjzTrx4rAw2afh+XNvlMFUO 
m1dbZDF8dUUg68jjuJpnjjSRPGiXBhvvSlpKGREC+VyM688tzXmDWLuSdQIDAQAB 
AoGBAMfr6sO6yvcVp1ddqr4uIFh8YaZodI+RmB8zIcUwpTShZ+Lnod+kdS7Dp319 
jzDgw8lNErpBLz5jXlapEmYUG8FNOLK/z45oVVSlLZquuQowcR3JoDtb/yKvOPdQ 
EavCsvoQT7lIn4oCUAWZP/yyQQA2TDjyVmUF9gQctbbuwPkBAkEA9L0FC91Pa3dd 
Ry1sD0rhcrLAsFZX0gzd3ozgAQGM/p2dY1AN0pOF15mJgaHRP2UImqb0qtmsroSd 
BwEsZulwcQJBANQ/BMFnfcvxh7IvrxvA8Mh/Edb8RJcKxuutLjABj4Ah8nIdGb5S 
XHhCQ3JIA2x6ydygY6ldqLvsYAQiuOY2hEUCQQDlV3QxKBTSmiq5FqGauwsFlujm 
1iK53gDUGqOXjcJ4n27rsAsj98aGwYSQC/mwNJeZhTbmG9GsQO19sOXREpShAkEA 
sKx4b+mO3GoEE33/3DFh/PNRTUyWZ8hPxzRUIx/ZbMZVQ0oX+MYkNPKrpABv4Sfg 
ymc0LnJJF4zua+LfWLp+pQJAXFa8xvDdLcQ4PhG4pDqUuvklbUkyl36GrfU9CkIK 
GbnoDXw7W5SJ0qb258JxIx4cNsDIC+CU0r7Ejmo5g3RMew== 
-----END RSA PRIVATE KEY-----

把它们放在binDebug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。