c# - 如何使用 PEM 文件中的 rsa 解密

Question

我正在使用以下 C# 代码对 PEM 文件使用 rsa 进行加密和解密:

public string encrypt(string elementToEncrypt, string pathPrivateKey) {
        string pem = System.IO.File.ReadAllText(pathPrivateKey);
        byte[] Buffer = getBytesFromPEMFile(pem, "PUBLIC KEY");
        System.Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider rsa = new System.Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider();
        System.Security.Cryptography.RSAParameters rsaParam = rsa.ExportParameters(false);
        rsaParam.Modulus = Buffer;
        rsa.ImportParameters(rsaParam);
        byte[] encryptedMessageByte = rsa.Encrypt(Convert.FromBase64String(elementToEncrypt),false);
        return Convert.ToBase64String(encryptedMessageByte);
    }

public string decrypt(string elementToDesencrypt, string pathPublicKey)
    {
        string pem = System.IO.File.ReadAllText(pathPublicKey);
        byte[] Buffer = getBytesFromPEMFile(pem, "RSA PRIVATE KEY");
        System.Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider rsa = new System.Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider();
        System.Security.Cryptography.RSAParameters rsaParam = rsa.ExportParameters(false);
        rsaParam.Modulus = Buffer;
        rsa.ImportParameters(rsaParam);
        byte[] encryptedMessageByte = rsa.Decrypt(Convert.FromBase64String(elementToDesencrypt), false);
        return Convert.ToBase64String(encryptedMessageByte);
    }

public byte[] getBytesFromPEMFile(string pemString, string headerPEM) {
        string header = String.Format("-----BEGIN {0}-----", headerPEM);
        string footer = String.Format("-----END {0}-----", headerPEM);
        int start = pemString.IndexOf(header, StringComparison.Ordinal) + header.Length;
        int end = pemString.IndexOf(footer, start, StringComparison.Ordinal) - start;
        if (start < 0 || end < 0)
        {
            return null;
        }
        return Convert.FromBase64String(pemString.Substring(start, end));
    }

但问题是当我想在行中解密时:

byte[] encryptedMessageByte = rsa.Decrypt(Convert.FromBase64String(elementToDesencrypt), false);

我得到的错误是 key 不存在。

我的 pem 文件是:

key .pem

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----

和 pubkey.pem

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDLPKI8p+ANRabCTdLvJjuT0wx1
kt2voJ0+BtdTRBqhJQbRgM2PdtHilmaVSyiVtD5l1mTl+h8mFRBttiH0VgW3Kuyv
Fk2mrjF78MrsXlYoHVizGgehUWVUsNh7EhdgF/hM7miZMXsHoa/MEQwgytPwjpDb
OXXECZz8CpHiyNOftwIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----

我读过如果我想解密，我应该将两个 key 都放在一个 pem 文件中，但如果我这样做，我将不知道要放什么

rsaParam.Modulus = Buffer;

我的意思是，我是否必须将两个缓冲区(私有(private)和公共(public))混合为一个？如果是这样，我应该怎么做？

感谢您的帮助。

Answer 1

.NET 没有对读取“裸 key ”文件的内置支持。

如果将公钥文件的 Base64 组件粘贴到 https://lapo.it/asn1js/，您会发现它可以分解为

SEQUENCE
  SEQUENCE
    OBJECT IDENTIFIER rsaEncryption
    NULL
  BIT STRING
    SEQUENCE
      INTEGER (1024-bit) ...
      INTEGER 65537

要将其导入 .NET，您需要将第一个整数(本例中为 1024 位)的字节(不是十进制值)复制到 RSAParameters.Modulus 值中，并将字节第二个整数到 RSAParameters.Exponent 值。在这两种情况下，如果有前导 00 字节，则需要将其关闭。

对于您当前的 key :

RSAParameters rsaParams = new RSAParameters
{
    Modulus = YourFavoriteHexParser(
        "CB3CA23CA7E00D45A6C24DD2EF263B93D30C7592DDAFA09D3E06D753441AA125" +
        "06D180CD8F76D1E29666954B2895B43E65D664E5FA1F2615106DB621F45605B7" +
        "2AECAF164DA6AE317BF0CAEC5E56281D58B31A07A1516554B0D87B12176017F8" +
        "4CEE6899317B07A1AFCC110C20CAD3F08E90DB3975C4099CFC0A91E2C8D39FB7"),
    Exponent = new byte[] { 0x01, 0x00, 0x01 },
};

RSA rsa = RSA.Create();
rsa.ImportParameters(rsaParams);
return rsa;

更一般地说，您需要将公钥文件解析为 ASN.1 DER blob，然后从有效负载中使用模数和指数值。

如果您需要多次执行此操作，最简单的解决方法是使用 OpenSSL 为 key 文件制作自签名证书，因为 .NET 可以使用来自证书的 key (cert.GetRSAPublicKey()).

添加对裸键的支持在 .NET Core 路线图 (https://github.com/dotnet/corefx/issues/20414) 中，并且可以合理地假设在它被添加到 .NET Core 之后它将进入 .NET Framework。

要解密，您需要私钥。同样，最简单的答案是从 key 制作自签名证书，将证书和 key 捆绑到一个 PFX/PKCS#12 文件中，然后使用 cert.GetRSAPrivateKey()。但是，对于困难的方法:

粘贴私钥blob我们看到是这样的

SEQUENCE
  INTEGER 0
  INTEGER (1024-bit)
  INTEGER 65537
  INTEGER (1023-bit)
  INTEGER (512-bit)
  INTEGER (512-bit)
  INTEGER (509-bit)
  INTEGER (511-bit)
  INTEGER (512-bit)

在https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc8017#appendix-A.1.2中我们看到RSAPrivateKey结构看起来像

RSAPrivateKey ::= SEQUENCE {
    version           Version,
    modulus           INTEGER,  -- n
    publicExponent    INTEGER,  -- e
    privateExponent   INTEGER,  -- d
    prime1            INTEGER,  -- p
    prime2            INTEGER,  -- q
    exponent1         INTEGER,  -- d mod (p-1)
    exponent2         INTEGER,  -- d mod (q-1)
    coefficient       INTEGER,  -- (inverse of q) mod p
    otherPrimeInfos   OtherPrimeInfos OPTIONAL

那个版本== 0 意味着只有两个素数。现在我们遇到了一些怪癖。在 .NET 中，D 值必须与 Modulus 具有相同的大小。如果 D 碰巧出现“1016 位”数字(或更小)，则需要插入前导 0x00 值。 .NET 还要求 P 恰好是 Modulus 大小的一半(如果重要则四舍五入)，并且 Q、DP 、DQ 和 InverseQ 都具有与 P 相同的大小。

所以，再一次，对于你的 key :

RSAParameters rsaParams = new RSAParameters
{
    Modulus = YourFavoriteHexParser(
        "CB3CA23CA7E00D45A6C24DD2EF263B93D30C7592DDAFA09D3E06D753441AA125" +
        "06D180CD8F76D1E29666954B2895B43E65D664E5FA1F2615106DB621F45605B7" +
        "2AECAF164DA6AE317BF0CAEC5E56281D58B31A07A1516554B0D87B12176017F8" +
        "4CEE6899317B07A1AFCC110C20CAD3F08E90DB3975C4099CFC0A91E2C8D39FB7"),
    Exponent = new byte[] { 0x01, 0x00, 0x01 },
    D = YourFavoriteHexParser(
        "52B9978001051DE1E002EF1290ED8B0A9CB951923A52269A5A8906548A401C9F" +
        "A9AAD536D6D292941C8C1CF0BED050D1A53A234FC903ACC89E2B4A1B800D13BD" +
        "C51A01154F199B0B8C1E1664B2A1EDEF0B3DA513BC04BD75398A77BC41E18185" +
        "298F8025BDFC55D0D4F42A1032C88FB482223D6CF4F65806BD8446CD79930701"),
    P = YourFavoriteHexParser(
        "EC12D2D1C8E8A35C848A88586D769048E320269D363260BAEC3D7812EDAB1AF3" +
        "487BBE74E63A5529BAAB3166D58D546729362606E32F0EA4953926BF0890D9D7"),
    Q = YourFavoriteHexParser(
        "DC6442EB7F9211B128E705DCAC717EB73C5F166937CB34B7F30E63B468A4DF2A" +
        "E9EA9B328DA43C43E0F745A2A3198B634C7DE99A58D11F638612FACDC2F16D21"),
    DP = YourFavoriteHexParser(
        "1642E026702F9FD805979AABDC06A62C795E7AC5B06AA7BC78B2833425BD50D9" +
        "482883193AEC9D43461B06998FE1B7E7D2770CB6F18D6A7012B244F916B1B219"),
    DQ = YourFavoriteHexParser(
        "484EE4DDDB271382EA869197CB44196D08F3B1A8A7D395E25C6E762BF4C1532F" +
        "033C23DB3C398C4441051FE5B25969301522A2882F67BD42ABF482310C2AA5C1"),
    InverseQ = YourFavoriteHexParser(
        "80F0120EB2546755090AF2F8E106B6C89A18FBDE5FE940C7F9142DB6B4C1F46A" +
        "29A400B2D42B4FBA7E38DB42F31F0D1C313F6B28F3E8694467BB2F47F2D93BBC"),
};

RSA rsa = RSA.Create();
rsa.ImportParameters(rsaParams);
return rsa;