相当于 java KeyPairGenerator 的 Openssl 库

Question

我正在尝试从 C++ 服务器向 Java 客户端发送一个 RSA public 密钥。由于客户端是运行 Java 我相信密钥需要在 X509 中格式化。我需要将密钥作为编码的字符数组获取，但找不到正确的方法。

我需要找到等效于以下内容的 c++ openssl 库：

public byte[] getEncodedPubKey() {
    try {
        KeyPairGenerator keypairgenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keypairgenerator.initialize(1024);
        return keypairgenerator.generateKeyPair().getPublic().getEncoded();
    } catch (Exception exception) {
        //Insert error handling
    }
}

到目前为止，这是我在 C++ 中对解决方案的最佳尝试：

EVP_PKEY *evpKey = EVP_PKEY_new();
RSA *rsa = RSA_generate_key(1024, RSA_F4, nullptr, nullptr);
EVP_PKEY_assign_RSA(evpKey, rsa);

X509 *x = X509_new();
X509_set_pubkey(x, evpKey);

auto *data = (unsigned char*)malloc(165);
X509_PUBKEY *pubkey = X509_get_X509_PUBKEY(x);
int size = i2d_X509_PUBKEY(pubkey, &data);

std::vector<unsigned char> encodedKey(data, data+size);

为了提供更多信息，这是 java 客户端在收到编码的 public 密钥后所做的：

public PublicKey decodePubKey(byte[] encodedKeyIn) {
    try {
        KeyFactory keyfactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        EncodedKeySpec encodedkeyspec = new X509EncodedKeySpec(encodedKeyIn);
        return keyfactory.generatePublic(encodedkeyspec);
    } catch (Exception exception) {
        //Insert error handling
    }
}

我的c++代码生成的编码字节数组的大小与java示例相同。然而，客户端仍然抛出这个错误： error: java.security.spec.InvalidKeySpecException: java.security.InvalidKeyException: IOException: DerInputStream.getLength(): lengthTag=77, too big.

对我做错了什么有什么想法吗？提前致谢

Answer 1

这个小代码生成一个RSA 密钥对并将public 密钥存储到一个PEM 格式的字符串中。检查它是否解决了您的问题：

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/bio.h>
#include <openssl/pem.h>

struct BioDeleter {
      void operator()(BIO* bio) { BIO_free(bio); }
};

struct KeyCtxDeleter {
      void operator()(EVP_PKEY_CTX* ctx) { EVP_PKEY_CTX_free(ctx); }
};

using BIO_ptr = std::unique_ptr<BIO, BioDeleter>;
using PKEY_CTX_ptr = std::unique_ptr<EVP_PKEY_CTX, KeyCtxDeleter>;

int main() {
  EVP_PKEY *pkey = nullptr;

  PKEY_CTX_ptr ctx(EVP_PKEY_CTX_new_id(EVP_PKEY_RSA, nullptr));
  if (!ctx)
    return -1;

  if (EVP_PKEY_keygen_init(ctx.get()) <= 0)
    return -1;

  if (EVP_PKEY_CTX_set_rsa_keygen_bits(ctx.get(), 2048) <= 0)
    return -1;

  if (EVP_PKEY_keygen(ctx.get(), &pkey) <= 0)
    return -1;

  BIO_ptr bio(BIO_new(BIO_s_mem()));
  auto res = PEM_write_bio_PUBKEY(bio.get(), pkey);
  EVP_PKEY_free(pkey);

  if (res <= 0)
    return -1;

  BUF_MEM* mem = nullptr;
  BIO_get_mem_ptr(bio.get(), &mem);
  auto str = std::string{mem->data, mem->data + mem->length};
  std::cout << str << "\n";
}

另外，你可以这样读PEM是java的一面：

public static RSAPublicKey readPublicKey(File file) throws Exception {
    String key = new String(Files.readAllBytes(file.toPath()), Charset.defaultCharset());

    String publicKeyPEM = key
      .replace("-----BEGIN PUBLIC KEY-----", "")
      .replaceAll(System.lineSeparator(), "")
      .replace("-----END PUBLIC KEY-----", "");

    byte[] encoded = Base64.decodeBase64(publicKeyPEM);

    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(encoded);
    return (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(keySpec);
}

此代码来自here.

Answer 2

此代码根据@Afshin 的 post 编辑，生成 RSA 密钥对并使用 public 密钥的 PEM 数据库填充 std::vector<unsigned char> 64解码。向量中的数据等同于java 函数getEncodedPubKey() post 生成的byte[] 中的数据。解决我问题的 openssl 函数是 PEM_read_bio() 它的文档在这里 PEM_read_bio。此函数解码 PEM 格式的 BIO.

中的关键数据

代码如下：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/bio.h>
#include <openssl/pem.h>

struct BioDeleter {
      void operator()(BIO* bio) { BIO_free(bio); }
};

struct KeyCtxDeleter {
      void operator()(EVP_PKEY_CTX* ctx) { EVP_PKEY_CTX_free(ctx); }
};

using BIO_ptr = std::unique_ptr<BIO, BioDeleter>;
using PKEY_CTX_ptr = std::unique_ptr<EVP_PKEY_CTX, KeyCtxDeleter>;

int main() {
    EVP_PKEY *pkey = nullptr;

    PKEY_CTX_ptr ctx(EVP_PKEY_CTX_new_id(EVP_PKEY_RSA, nullptr));

    EVP_PKEY_keygen_init(ctx.get());

    EVP_PKEY_CTX_set_rsa_keygen_bits(ctx.get(), 1024);

    EVP_PKEY_keygen(ctx.get(), &pkey);

    BIO_ptr bio(BIO_new(BIO_s_mem()));
    PEM_write_bio_PUBKEY(bio.get(), pkey);
    EVP_PKEY_free(pkey);

    long size = 0;
    char* dummy1 = NULL;
    char* dummy2 = NULL;
    unsigned char* data = NULL;
    PEM_read_bio(bio.get(), &dummy1, &dummy2, &data, &size);
    OPENSSL_free(dummy1);
    OPENSSL_free(dummy2);

    std::vector<unsigned char> decodedKey(data, data+size);
    OPENSSL_free(data);
}

注意：没有错误处理，因为这只是一个示例

相当于 java KeyPairGenerator 的 Openssl 库

Openssl library equivalent of java KeyPairGenerator

c++

java

openssl

cryptography

rsa