RSA 命令行和Key格式

RSA的使用本身不复杂，尤其是某些语言（例如Java）接口封装的很好，只需要照文档编程就好，不需要更多的知识。但涉及到多语言操作Key时，就碰到点问题，我用的是Java和Lua，Lua是通过ffi直接调用的c的OpenSSL库，具体名称是 lua-resty-rsa。

1 Java语言内生成Key操作

KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
generator.initialize(1024, new SecureRandom());

KeyPair pair = generator.generateKeyPair();
Files.write(Paths.get("private.der"), pair.getPrivate().getEncoded(), StandardOpenOption.WRITE);
Files.write(Paths.get("public.der"), pair.getPublic().getEncoded(), StandardOpenOption.WRITE);

PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(Files.readAllBytes(Paths.get("private.der")));
PrivateKey key = KeyFactory.getInstance("RSA").generatePrivate(pkcs8KeySpec);

X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(Files.readAllBytes(Paths.get("public.der")));
PublicKey key = KeyFactory.getInstance("RSA").generatePublic(x509KeySpec);

其中PublicKey可以使用PrivateKey生成。

2 使用openssl工具生成Key

# openssl genrsa -out private.pem 1024
# openssl rsa -in private.pem -inform PEM -outform PEM -pubout -out public.pem

3 DER 和 PEM 格式

上面的Key分别以DER和PEM格式保存，DER是二进制形式，用ASN.1编码。Java分别用PKCS#8 X509读取PrivateKey和PublicKey的DER文件。 PEM是文本形式，是DER形式做base64编码，并加上头尾（如–—BEGIN RSA PRIVATE KEY–—）生成的。

DER和PEM格式可以互相转换

# openssl rsa -in private.der -inform DER -outform PEM -out private.pem
# openssl rsa -in public.der -inform DER -outform PEM -pubin -out public.pem

4 Lua使用上面的public.pem出的问题

lua无法识别上面的PublicKey，格式不对。OpenSSL支持两种PublicKey格式，对应的API是 PEM_read_RSAPublicKey 和 PEM_read_RSA_PUBKEY ，其中 RSAPublicKey 使用#PKCS1 RSAPublicKey结构， RSA_PUBKEY 使用 #PKCS1 SubjectPublicKeyInfo结构，两种结构对应的PEM内容不同。

lua使用的是 RSAPublicKey ，而openssl命令输出的是 SubjectPublicKeyInfo 结构的。现在需要输出 RSAPublicKey 格式的。但是OpenSSL 0.9.2（centos6默认版本）命令行不支持这一点，可以编译一个1.1.0版本的，命令如下

# openssl rsa -in private.pem -inform PEM -outform PEM -RSAPublicKey_out -out public.pem

5 一点体会

加密系统的概念其实很多，通常不需要关心，一旦碰到问题，查资料比较困难。这个问题查了挺久，当时并没有用上面的方式解决，而是曲线救国。既然PublicKey的格式不对，那么就换一种途径生成PublicKey，把ssh使用的PublicKey格式转成RSA格式的。

# ssh-keygen -y -f private.pem > key.pub
# ssh-keygen -f key.pub -e -m pem > key.pem

这个过程并不顺利，ssh-keygen的 -m 参数是openssh 6.5以后才支持的，只能编译一个6.5以后的版本才获取这个参数的支持。其实当时如果能明白OpenSSL这两种PublicKey格式，可以直接修改Lua代码，或者使用c写一个转换工具，问题应该解决的更快些。