X.509证书公钥编码原则

本文详细解析了RSA公钥在ASN.1编码方式下的具体实现,包括公钥长度、N值和E值的表示方法,并介绍了如何通过不同工具将公钥编码转换为可被OpenSSL接受的格式,以及公钥提取和导入过程中的关键步骤。重点突出了RSA公钥编码规则的理解与应用,旨在帮助开发者高效地进行公钥操作。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

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 01

  ASN.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 01

N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。


/* ========================================================================================= // 利用OpenSSL库对Socket传输进行安全加密(RSA+AES) // 1. 利用RSA传输AES生成密钥所需的Seed(32字节BUF) // 2. 利用AES_encrypt/AES_decrypt对Socket上面的数据报文进行AES对称性加密 // --- // * 理论上只需要AES就能保证全部流程,但由于AES加密所需要的AES-KEY是一个结构 // * 这个一个结构,如果通过网络进行传输,就需要对它进行网络编码,OpenSSL里面没有现成的API // * 所以就引入RSA来完成首次安全的传输,保证Seed不会被窃听 // * 同样,只使用RSA也能完成全部流程,但由于RSA的处理效率比AES低, // * 所以在业务数据传输加密上还是使用AES // --- // 下面的代码包含了上述传输加密流程所需的所有步骤(OpenSSL部分) // 在实际的Socket应用开发时,需要将这些步骤插入到Client/Server网络通信的特定阶段 // --- // 为能完成代码的编译和执行,需要先安装OpenSSL执行库及开发库 // 以Debian为例,需要安装openssl 和 libssl-dev // 编译命令: g++ -o rsa-encrypt rsa-encrypt.cpp -lcrypto // --- // 所需的OpenSSL主要的API及功能描述 // 1. RSA_generate_key() 随机生成一个RSA密钥对,供RSA加密/解密使用 // 2. i2d_RSAPublicKey() 将RSA密钥对里面的公钥提出到一个BUF,用于网络传输给对方 // 3. d2i_RSAPublicKey() 将从网络传过来的公钥信息生成一个加密使用的RSA(它里面只有公钥) // 4. RSA_public_encrypt() 使用RSA的公钥对数据进行加密 // 5. RSA_private_decrypt() 使用RSA的私钥对数据进行加密 // 6. AES_set_encrypt_key() 根据Seed生成AES密钥对中的加密密钥 // 7. AES_set_decrypt_key() 根据Seed生成AES密钥对中的解密密钥 // 8. AES_encrypt() 使用AES加密密钥对数据进行加密 // 9. AES_decrypt() 使用AES解密密钥对数据进行解密 // --- // 一个典型的安全Socket的建立流程, 其实就是如何将Server随机Seed安全发给Client // -- C: Client S:Server // C: RSA_generate_key() --> RSAKey --> i2d_RSAPublicKey(RSAKey) --> RSAPublicKey // C: Send(RSAPublicKey) TO Server // S: Recv() --> RSAPublicKey --> d2i_RSAPublicKey(RSAPublicKey) --> RSAKey // S: Rand() --> Seed --> RSA_public_encrypt(RSAKey, Seed) --> EncryptedSeed // S: Send(EncryptedSeed) TO Client // C: Recv() --> EncryptedSeed --> RSA_private_decrypt(RSAKey, EncryptedSeed) --> Seed // --- 到此, Client和Server已经完成完成传输Seed的处理 // --- 后面的流程是它们怎样使用这个Seed来进行业务数据的安全传输 // C: AES_set_encrypt_key(Seed) --> AESEncryptKey // C: AES_set_decrypt_key(Seed) --> AESDecryptKey // S: AES_set_encrypt_key(Seed) --> AESEncryptKey // S: AES_set_decrypt_key(Seed) --> AESDecryptKey // --- Client传输数据给Server // C: AES_encrypt(AESEncryptKey, Data) --> EncryptedData --> Send() --> Server // S: Recv() --> EncryptedData --> AES_decrypt(AESDecryptKey, EncryptedData) --> Data // --- Server传输数据给Client // S: AES_encrypt(AESEncryptKey, Data) --> EncryptedData --> Send() --> Client // C: Recv() --> EncryptedData --> AES_decrypt(AESDecryptKey, EncryptedData) --> Data / ========================================================================================= */
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值