为什么 OpenSSL 生成的 ECDSA 公钥与 DNS 服务器生成的 DNSKEY 不匹配？答案

【问题标题】：Why ECDSA public key generated by OpenSSL doesn't match DNSKEY generated by DNS server?为什么 OpenSSL 生成的 ECDSA 公钥与 DNS 服务器生成的 DNSKEY 不匹配？
【发布时间】：2017-05-01 05:34:35
【问题描述】：

我正在尝试从 DNSSEC 算法 13 (ECDSAP256SHA256) 的已知私钥中获取公钥。我用了这个例子：https://stackoverflow.com/a/17062076/3090865

为我的密钥修改的内容如下：

// using figures on: https://en.bitcoin.it/wiki/Technical_background_of_version_1_Bitcoin_addresses
// gcc -Wall ecdsapubkey.c -o ecdsapubkey -lcrypto
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/ec.h>
#include <openssl/obj_mac.h>
#include <openssl/bn.h>

int main()
{
     EC_KEY *eckey = NULL;
     EC_POINT *pub_key = NULL;
     const EC_GROUP *group = NULL;
     BIGNUM start;
     BIGNUM *res;
     BN_CTX *ctx;

     BN_init(&start);
     ctx = BN_CTX_new(); // ctx is an optional buffer to save time from allocating and deallocating memory whenever required

     res = &start;
     BN_hex2bn(&res,"589c51d2b528a99c1d19702f865284ec09e3e080606ddc3f56f0906268fd25e3");
     eckey = EC_KEY_new_by_curve_name(NID_secp256k1);
     group = EC_KEY_get0_group(eckey);
     pub_key = EC_POINT_new(group);

     EC_KEY_set_private_key(eckey, res);

     /* pub_key is a new uninitialized `EC_POINT*`.  priv_key res is a `BIGNUM*`. */
     if (!EC_POINT_mul(group, pub_key, res, NULL, NULL, ctx))
       printf("Error at EC_POINT_mul.\n");

     EC_KEY_set_public_key(eckey, pub_key);

     char *cc = EC_POINT_point2hex(group, pub_key, 4, ctx);

     printf("%s", cc);

     BN_CTX_free(ctx);

     free(cc);

     return 0;
}

尝试：

$ gcc -lcrypto t.c
$ ./a.out | perl -e 'print pack "H*", <>' | base64
BDdZbz79hEKFi9bIlExzZEqPQVhNqcjJqaWSWnoBTYn21XEL7y4YQXnB8N4JWAy33inTD1CyEI20
TusbH6MSxyc=

这就是我在 DNS 服务器 (PowerDNS) 中的内容：

Private-key-format: v1.2
Algorithm: 13 (ECDSAP256SHA256)
PrivateKey: WJxR0rUoqZwdGXAvhlKE7Anj4IBgbdw/VvCQYmj9JeM=

获取 DNSKEY 记录：

$ dig @127.0.0.1 +short example.com DNSKEY
257 3 13 JELaKnxPV49rnxShsHbS8MX9rfJZcpRKgqCHUn1WYyDLcXGDYYEQ8soL I9OLVJFN5Gn/4TjXF6g0T1IEBsuFew==

而且它绝对与我使用 OpenSSL 获得的密钥不匹配。为什么？

【问题讨论】：

DNSKEY RR 表示格式包括公钥的 Base64 编码。您的代码打印公钥的十六进制表示的 Base64 编码。
Perl 的 pack() 将十六进制转成二进制，所以应该是对的

标签： c dns openssl dnssec

【解决方案1】：

我没有考虑到的主要问题是这个密钥有不同的长度：从 openssl 返回的密钥是 65 字节长的二进制格式，而来自 DNS 服务器的密钥是 64 字节长。如果我在十六进制编辑器中查看两个键的二进制表示，我可以看到它们仅在第一个字节上有所不同。一些更详细的解释可以在这里找到：https://stackoverflow.com/a/43742420/3090865

所以，这段C代码可能会这样改写（还有一点就是用了不正确的曲线，应该是NID_X9_62_prime256v1）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/ec.h>
#include <openssl/obj_mac.h>
#include <openssl/bn.h>

int main()
{
     EC_KEY *eckey = NULL;
     EC_POINT *pub_key = NULL;
     const EC_GROUP *group = NULL;
     BIGNUM start;
     BIGNUM *res;
     BN_CTX *ctx;

     BN_init(&start);
     ctx = BN_CTX_new(); // ctx is an optional buffer to save time from allocating and deallocating memory whenever required

     res = &start;
     BN_hex2bn(&res,"589c51d2b528a99c1d19702f865284ec09e3e080606ddc3f56f0906268fd25e3");
     eckey = EC_KEY_new_by_curve_name(NID_X9_62_prime256v1);
     group = EC_KEY_get0_group(eckey);
     pub_key = EC_POINT_new(group);

     EC_KEY_set_private_key(eckey, res);

     /* pub_key is a new uninitialized `EC_POINT*`.  priv_key res is a `BIGNUM*`. */
     if (!EC_POINT_mul(group, pub_key, res, NULL, NULL, ctx))
       printf("Error at EC_POINT_mul.\n");

     EC_KEY_set_public_key(eckey, pub_key);

     char *cc = EC_POINT_point2hex(group, pub_key, 4, ctx);

     printf("%s", cc+2);

     BN_CTX_free(ctx);

     free(cc);

     return 0;
}

现在它匹配了：

$ ./a.out | perl -e 'print pack "H*", <>' | base64
JELaKnxPV49rnxShsHbS8MX9rfJZcpRKgqCHUn1WYyDLcXGDYYEQ8soLI9OLVJFN5Gn/4TjXF6g0
T1IEBsuFew==

【讨论】：