RSA 解密引发“拒绝访问”异常

Question

我正在将一些 .NET Framework 库切换到 .NET Standard。我的一个库使用本地计算机上的证书存储来处理 JSON Web 令牌 (JWT)。图书馆使用的是RSACryptoServiceProvider，现在好像是not recommended了。

因此，我转而使用 GetPublicKey() 和 GetPrivateKey() 扩展方法，但我遇到了私钥问题。每当我在收到的私钥的 RSA 实例上调用 Decrypt 时：

{Internal.Cryptography.CryptoThrowHelper+WindowsCryptographicException: 访问被拒绝 System.Security.Cryptography.RSACng.EncryptOrDecrypt（SafeNCryptKeyHandle key, Byte[] 输入, AsymmetricPaddingMode paddingMode, Void* paddingInfo, EncryptOrDecryptAction encryptOrDecrypt) 在 System.Security.Cryptography.RSACng.EncryptOrDecrypt（字节 [] 数据， RSAEncryptionPadding 填充，EncryptOrDecryptAction encryptOrDecrypt) 在 System.Security.Cryptography.RSACng.Decrypt（字节 [] 数据， RSAEncryptionPadding 填充）

以下是导致异常的代码的简短示例：

public X509Certificate2 GetCert() {
    using (var certStore = new X509Store(StoreName.My, StoreLocation.LocalMachine)) {
        certStore.Open(OpenFlags.ReadOnly);
        var certMatches = certStore.Certificates.Find(X509FindType.FindByThumbprint, CertificateThumbprint, false);
        return certMatches[0];
    }
}

var cert = GetCert();
var publicKey = cert.GetRSAPublicKey();
var encryptedBytes = publicKey.Encrypt(bytes, System.Security.Cryptography.RSAEncryptionPadding.OaepSHA256);
var privateKey = cert.GetRSAPrivateKey();

// Exception on this line.  :(
var decryptedBytes = privateKey.Decrypt(encryptedBytes, System.Security.Cryptography.RSAEncryptionPadding.OaepSHA256);

同样的代码使用RSACryptoServiceProvider 工作。我已验证用户有权访问商店中证书的私钥。

是什么导致了这个拒绝访问异常？

Answer 1

问题似乎是在创建（或导入）私钥时，它被标记为仅签名密钥。使用 CNG 密钥可以（并且在这种特定情况下，已经）通过检查 CngKey 对象 (((RSACng)privateKey).Key.KeyUsages) 的 KeyUsages 属性来验证。

在继续之前，请查看您的密钥的 RSACryptoServiceProvider 版本。 rsaCsp.CspParameters.KeyNumber 是我们真正想要的。

switch (rsaCsp.CspParameters.KeyNumber)
{
    case 0:
       You're on the CAPI-to-CNG bridge, new to Windows 10.
       Keep going, this is the answer I answered.
       break;
    case 1:
       This is a CAPI AT_KEYEXCHANGE key.
       Things should just work...
       break;
    case 2:
       This is a CAPI AT_SIGNATURE key, I don't understand why CAPI allowed decryption.
       A different answer is required.
       break;
    default:
       throw new ArgumentOutOfRangeException();
}

从技术上讲，在“最终确定”密钥（CNG 术语，而不是 .NET 术语）之后，无法更改密钥的使用。但是，如果密钥是可导出的，您可以使用类似的方法解决问题

private static CngKey ResetKeyUsage(CngKey key)
{
    CngKeyCreationParameters keyParameters = new CngKeyCreationParameters
    {
        ExportPolicy = key.ExportPolicy,
        KeyCreationOptions = CngKeyCreationOptions.OverwriteExistingKey,
    };

    if (key.IsMachineKey)
    {
        keyParameters.Parameters.Add(
            key.GetProperty("Security Descr", (CngPropertyOptions)4));

        keyParameters.KeyCreationOptions |= CngKeyCreationOptions.MachineKey;
    }

    CngKeyBlobFormat rsaPrivateBlob = new CngKeyBlobFormat("RSAPRIVATEBLOB");

    keyParameters.Parameters.Add(
        new CngProperty(
            rsaPrivateBlob.Format,
            key.Export(rsaPrivateBlob),
            CngPropertyOptions.Persist));

    CngAlgorithm alg = key.Algorithm;
    string name = key.KeyName;

    CngKey newKey = CngKey.Create(alg, name, keyParameters);
    key.Dispose();
    return newKey;
}

请注意，这实际上应该是一次性操作，因为它无疑会对任何打开的密钥句柄造成不良影响。

如果 ExportPolicy 说它是可导出的，但不是 PlaintextExportable，则涉及更复杂的 rigamarole（并且可能通过直接 P/Invoking 变得更容易完成）。