使用 PemWriter 导出 C# BouncyCastle EC 私钥答案

【问题标题】：C# BouncyCastle EC Private Key Export Using PemWriter使用 PemWriter 导出 C# BouncyCastle EC 私钥
【发布时间】：2017-12-15 19:23:32
【问题描述】：

我正在 C# BouncyCastle 中生成一个 EC 密钥对，并尝试使用 PemWriter 将私钥导出到 PEM 文件中。这样做的代码如下：

var ecKeyPairGenerator = new ECKeyPairGenerator();
CKeyGenerationParameters ecKeyGenParams = new ECKeyGenerationParameters(SecObjectIdentifiers.SecP384r1, new SecureRandom());
ecKeyPairGenerator.Init(ecKeyGenParams);
AsymmetricCipherKeyPair pair = ecKeyPairGenerator.GenerateKeyPair();

string path = @"c:\tmp\test\myprivkey.pem";
TextWriter textWriter = new StreamWriter(path);
PemWriter pemWriter = new PemWriter(textWriter);
// passing pair results in the private key being written out
pemWriter.WriteObject(pair);
pemWriter.Writer.Flush();
pemWriter.Writer.Close();

上面 sn-p 的一个示例输出是：

-----BEGIN EC PRIVATE KEY-----
MD4CAQEEMJvNXtTUd7A/fY/9/LSXM+Xb/6QS7GydeART/OieN3zh23Uuy0tgiS1D
rohXMgiPvqAHBgUrgQQAIg==
-----END EC PRIVATE KEY-----

但是，当使用“openssl”和相同的 EC 曲线 (secp384r1) 执行相同操作时，生成的 PEM 文件完全不同，例如：

openssl ecparam -name secp384r1 -genkey -out mykey2.pem -noout

-----BEGIN EC PRIVATE KEY-----
MIGkAgEBBDBqCE9+AWL56cvR2/tRNdyaTIlJnfr6TbhCG+Q48w6yyKR+hE0jkeOV
7yh1t8NwqT6gBwYFK4EEACKhZANiAAS2uLv7KG6RRBZBOecaxBz8FsMobnxgZkbQ
8cKdL1DRym1lUDwgfX8AxOC6qkuD1k0UekpHcwiy1mSghy4640qBAKcR3mVghMVF
77Nm8x6nwNijWZroeqhjrw268PPPuAw=
-----END EC PRIVATE KEY-----

如您所见，密钥长度非常不同，并且我使用前者创建的 P12 文件不会导入到 Windows 证书存储中。我一定是用 C# BouncyCastle 做错了，但看不到是什么（查看 PemWriter 和其他相关类的源代码并没有指出任何明显的错误）。

任何帮助将不胜感激。谢谢。

【问题讨论】：

使用 openssl 检查 BC 生成的私钥 PEM 文件时，openssl 正确报告了“Private-Key”、“ASN1 OID”和“NIST CURVE”字段，后两者的值与openssl 生成的 PEM 文件。然而，CertUtil 无法“转储”使用 BC 生成的私钥 PEM 创建的 P12 文件，而使用 openssl 生成的私钥 PEM 创建的 P12 则成功。
他们可能使用了不同 asn.1 类型的编码。尝试在两个键上运行 openssl asn1parse -i -dump -i key.pem 来检查。
@mat 是的，我就是这么做的。似乎 BC PEM 文件缺少实际密钥？ openssl PEM 文件的 ans1parse 输出有一个额外的结构，BC PEM 文件中缺少该结构。该结构看起来像：... 65:d=1 hl=2 l= 100 cont: cont [ 1 ] 67:d=2 hl=2 l= 98 prim: BIT STRING ...该结构位于 openssl PEM 文件的末尾，该结构之前的文件其余部分与 BC 文件中的相同。如何找到 PEM 文件的 asn.1 类型？
BC PEM 只包含私钥，openssl 版本也包含公钥。
@mat 谢谢。 RFC 5915 还确认 BC PEM 没有公钥，而 openssl PEM 有。而且似乎 CertUtil 想要 P12 中的公钥，而不是在丢失时计算它....

标签： c# cryptography bouncycastle pem key-pair

【解决方案1】：

晚了一点，你可以明确地写出私钥和公钥（也许最好使用单独的文件）：

...
// passing pair results in the private key being written out
pemWriter.WriteObject(pair.Private);
pemWriter.WriteObject(pair.Public);
pemWriter.Writer.Flush();
pemWriter.Writer.Close();

但是，当前版本的 Bouncy Castle (1.8.5) 已经将公钥写入（私钥）PEM 文件中。所以你不需要显式地写公钥。

另外，以下两行基本相同：

 pemWriter.WriteObject(pair);
 pemWriter.WriteObject(pair.Private);

在源代码中可以看到：

# .../BouncyCastle/.../MiscPemGenerator.cs
private static PemObject CreatePemObject(...)
{
  ...
  if (obj is AsymmetricCipherKeyPair)
    return MiscPemGenerator.CreatePemObject((object)
      ((AsymmetricCipherKeyPair) obj).Private,
      algorithm, password, random);
  ...
}

【讨论】：

【解决方案2】：

事实证明，您可以使用私钥和公钥创建 ECPrivateKeyStructure 的实例，并将对象的 Base64 编码字符串保存到文件中，例如：

...
int orderBitLength = privKeyParam.Parameters.N.BitLength;
X962Parameters x962 = new X962Parameters(privKeyParam.PublicKeyParamSet);
ECPrivateKeyStructure privKeyStruct = 
                    new ECPrivateKeyStructure(orderBitLength, privKeyParam.D, pubKeyInfo.PublicKeyData, x962);

string header = @"-----BEGIN EC PRIVATE KEY-----";
string privKeyStr = Convert.ToBase64String(privKeyStruct.GetDerEncoded(), 
                    Base64FormattingOptions.InsertLineBreaks);
string tail = @"-----END EC PRIVATE KEY-----";

string path = @"c:\tmp\myprivkey.pem";
TextWriter textWriter = new StreamWriter(path);
textWriter.WriteLine(header);
textWriter.WriteLine(privKeyStr);
textWriter.WriteLine(tail);
textWriter.Flush();
textWriter.Close();
...

【讨论】：