X509证书中RSA公钥的提取与载入 pem key

 

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由于项目需要，我计划利用openssl开发一个基本的CA，实现证书的发放等功能。在项目模型中公私钥对是用户自己产生的，并且以16进制数的形似提交给CA。我们知道，通常利用openssl颁发证书时，公私钥对往往也是由openssl产生的，比如利用以下三个函数RSA_generate_key
EVP_PKEY_assign_RSA
X509_set_pubkey
便可以轻松搞定从密钥产生到载入证书的过程，而提取证书公钥只需
X509_get_pubkey
如何将16进制形式的rsa公钥载证书的却没有相关介绍，经过几天的研究终于搞定了，贴出来与大家分享，我们可以利用下面的函数
RSA* d2i_RSAPublicKey(NULL,(const unsigned **) pp,int len)
其中*pp指向存储公钥的内存单元，len指公钥的长度，请注意这里的公钥是指经过ASN.1编码的公钥，关于此编码方法，要想全面阐述是相当复杂的，但如果仅限于编rsa公钥，则会简单很多，以下是1024位rsa公钥的ASN.1编码的十六进制描述，共占据140bytes:
30 81 89 02 81 81 00 e3 8d 99 06 9f bd 9a c0 e5
6a 5d 03 b3 cf 09 ca 8e c1 4a 6c f9 90 c2 46 e0
89 44 69 cd a5 62 91 42 8a 5f e5 8f d3 fb 93 3f
bc d7 6e 5e f2 80 41 a6 79 78 8e 4d 1d 3d 65 ad
d4 36 9c c5 83 55 9d f1 bb 20 4c b7 6c 95 37 b0
37 06 e3 40 fb 8f 74 c3 59 91 a2 bf a2 e1 db 99
54 29 5f 9b a5 57 f5 40 7a 54 82 9c 84 d4 35 86
14 38 69 14 60 f3 c6 c7 11 75 f2 43 2c 34 ed 89
4a ae e1 9d 57 3e a1 02 03 01 00 01ASN.1采用Tag,Lenth,Value,编码方式，在此将整个编为一个sequence，可以理解为结构体，以30作为开始标志，第二位81代表后面有1字节代表长度，即89代表长度（若为82则代表后面有两字节代表长度，依次类推），转化成十进制为137，正好与后面的字节数吻合，从第四位02开始便是此sequence的内涵，相当于结构体的元素，一般来说sequence往往需要嵌套，相当于结构体嵌结构体，但对公钥的sequence来说，此处仅有一层。第四位02代表一下的内容为bit流，同样紧随其后的81代表有一字节代表长度，第六位的81代表长度为129，即从00开始直到最后一行a1此为129字节，去掉前面的00，余下128位便是rsa公钥的N值，最后5个字节同样是bit流，以02开始，03表示长度为3，最后的01 00 01 便是rsa公钥的E值。关于为什么要在N值前补00，这可能是ASN.1的规定，若bit流的前四bit十六进制值小于8就要在在最前补零，看下面的例子30 81 88 02 81 80 32 8d 99 06 9f bd 9a c0 e5 6a
5d 03 b3 cf 09 ca 8e c1 4a 6c f9 90 c2 46 e0 89
44 69 cd a5 62 91 42 8a 5f e5 8f d3 fb 93 3f bc
d7 6e 5e f2 80 41 a6 79 78 8e 4d 1d 3d 65 ad d4
36 9c c5 83 55 9d f1 bb 20 4c b7 6c 95 37 b0 37
06 e3 40 fb 8f 74 c3 59 91 a2 bf a2 e1 db 99 54
29 5f 9b a5 57 f5 40 7a 54 82 9c 84 d4 35 86 14
38 69 14 60 f3 c6 c7 11 75 f2 43 2c 34 ed 89 4a
ae e1 9d 57 3e a1 02 03 01 00 01N的前四bit为0x3小于8，因此无需补零。关于什么情况下要在tag值之后用8X标明有几位代表length，我的理解是，如果length的前四bit大于8或超过一字节，则必需用8X标明，否则不用。言规正传，了解了rsa公钥的编码规则，我们便可以方便的将用其他工具产生的rsa公钥编为openssl可接受的码型，从而完成公钥的导入，对于公钥的提取，同样有函数int i2d_RSAPublicKey(RSA *,(const char **))返回值为公钥的长度，当然是经ASN.1编码后的。完成了bit流与RSA的转化，剩下的工作便有很轻松了，在此在介绍几种简便方法，可以直接在bit与EVP_PKEY之间转化：导出：len=i2d_RSAPublicKey(pkey->pkey.rsa,(const char**)pp);导入要多几步：pkey->save_type=6;
pkey->type=EVP_PKEY_type(6);
pkey->pkey.rsa=d2i_RSAPublicKey(NULL,(const char**)pp,len);其中pkey的定义为EVP_PKEY *pkey;导入过程中前两行的作用是设定采用的密码算法为rsa，若采用bit-〉rsa-〉pkey模式，这个工作由EVP_PKEY_assign_RSA替我们做了。

我接触openssl4个月了，以上我的经验总结，欢迎大家批评指正。

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Author：Roson sun

Time：2006-4-11

1． 描述：

Openssl使用PEM(RFC 1421－1424)文档格式，如果使用其他语言包，则需要将此格式进行解码并将各个私公钥加入。

2． 说明：

a)         首先使用BASE64解码，如果是非ANSI TXT格式，需要做转换。

b)        一个RSA私钥包含一下信息（1024位）：

>openssl rsa -in key.pem -noout -text

modulus:

00:d5:00:b2:18:c3:04:d1:ac:80:c6:22:a0:cc:5c:

f1:c0:4a:83:95:e5:c9:88:ae:31:64:ab:e1:15:42:

de:1a:da:bc:f5:d2:05:05:74:9d:d3:86:94:9b:9d:

74:bb:e5:72:a4:b8:40:27:61:88:d4:ac:20:b0:2b:

1c:1e:d7:9b:43:c5:06:b6:3a:b4:42:f0:5a:22:38:

23:74:99:4a:50:f1:f1:54:11:5a:44:0b:40:cf:83:

8a:73:6c:34:15:98:0a:7d:cf:0e:e5:00:8d:07:40:

f7:7d:fb:3f:64:35:1b:5d:a3:40:a9:51:fa:92:7d:

34:ef:03:fe:e0:59:56:31:25                  

数量:128

publicExponent:

01:00:01

数量:3

privateExponent:

11:e2:a8:11:ba:36:6a:60:c0:c3:62:5e:fc:2a:05:           

c6:ae:bb:13:d8:22:af:0e:69:69:59:a1:61:c6:a6:           

9d:bc:a6:47:41:e6:58:09:ed:c2:b8:37:3c:45:e1:           

6a:71:9e:c9:c4:0a:e7:03:a2:98:b1:07:61:a3:8d:           

0d:ed:ee:c4:7f:ca:fe:7d:c1:2e:2f:ca:3d:16:81:           

4f:bf:ad:6a:03:ca:d7:80:dc:57:03:fe:cf:1f:37:           

05:8d:58:79:14:01:1f:66:42:e4:f1:b6:9d:f1:01:           

37:12:f4:d8:15:c0:cc:9b:fc:ea:55:cb:2f:ba:46:           

fd:17:11:7e:43:b5:d1:15                                 

数量:128

prime1:

00:ed:a0:e8:25:cc:1c:aa:f5:44:e2:78:9e:54:2c:

1d:60:cb:8f:32:b3:68:6d:b3:1d:cd:a9:8c:2a:ca:

02:bc:7b:a7:8b:06:1d:fa:af:4f:8c:26:81:54:12:

ec:7d:92:20:77:85:ef:6e:06:a6:8b:9c:eb:ab:6a:

e6:a1:83:6d:a3                              

数量:64（去掉开头的0）

prime2:

00:e5:78:66:5a:84:22:51:78:2d:14:fc:5f:f8:4e:

45:5f:e3:b2:5e:5b:50:a4:f5:55:e0:f3:0e:98:2c:

52:61:c2:50:df:f4:b7:bc:6e:69:3e:99:ff:1c:50:

a8:89:05:7a:2b:25:91:56:a5:a6:8f:8a:ec:80:82:

fa:eb:09:c2:97                              

数量:64（去掉开头的0）

exponent1:

00:89:e6:26:d2:48:71:1a:84:db:44:d1:da:8f:de:

49:ee:32:33:17:a9:25:a1:03:a0:f8:08:bc:5e:d8:

7c:5e:05:24:65:79:57:4c:73:10:26:b4:f1:b8:68:

82:f5:1c:27:db:34:ce:8d:7b:2e:8b:36:b5:4c:f4:

ec:82:2e:53:21                              

数量:64（去掉开头的0）

exponent2:

6a:16:a6:e3:74:31:55:8f:04:f0:ad:d9:44:b8:13:

14:c8:f5:5e:f0:42:b1:71:07:5a:2f:a4:f0:af:95:

0a:c3:46:96:b3:d1:fa:58:e5:69:5e:d2:f5:e9:48:

71:c8:c9:79:87:2d:d1:6c:56:3c:08:d3:5c:7a:b1:

bc:d6:4f:53                                 

数量:64

coefficient:

62:dd:3f:f4:c7:30:c7:77:5e:8c:ae:c8:11:c1:23:

b0:6d:7d:07:54:8f:e7:12:1d:e1:00:ad:70:55:12:

43:f6:6f:a9:d7:94:9d:33:15:66:16:2d:d1:76:13:

33:0d:ae:6f:e3:3f:46:4b:4a:78:14:02:2e:72:66:

59:0c:2d:6a                                 

数量:64

c)        与C#中RSAParameter结构体对应表：

说明
PEM
RSAParameter


Modulus
modulus


Exponent
Exponent


prime1
P


exponent1
Q


prime2
DP


exponent2
DQ


coefficient
InverseQ


privateExponent
D

d)        PEM偏移（1024位，以0为开始字符，十进制）

说明
PEM私钥
PEM公钥
长度

Modulus
11
29
128

PublicExponent
141
159
3

PrivateExponent
147
×
128

Prime1
278
×
64

Prime2
345
×
64

Exponent1
412
×
64

Exponent2
478
×
64

Coefficient
545
×
64