Java非对称加密：存储公钥/私钥的首选方式

Question

此代码生成一对公钥/私钥：

KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
keyGen.initialize(1024);
KeyPair keypair = keyGen.genKeyPair();
PrivateKey privateKey = keypair.getPrivate();
PublicKey publicKey = keypair.getPublic();

我想知道的是您通常如何存储公钥：

选项 1：存储字节

byte[] privateKeyBytes = privateKey.getEncoded();
byte[] publicKeyBytes = publicKey.getEncoded();
// ... write to file

// convert bytes back to public/private keys
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
EncodedKeySpec privateKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyBytes);
PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(privateKeySpec);

EncodedKeySpec publicKeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyBytes);
PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(publicKeySpec);

我不喜欢的是绑定具体实现的代码，例如 PKCS8EncodedKeySpec 和 X509EncodedKeySpec。

选项 2：存储模数和指数

KeyFactory fact = KeyFactory.getInstance("RSA");
RSAPublicKeySpec pub = fact.getKeySpec(publicKey, RSAPublicKeySpec.class);
RSAPrivateKeySpec priv = fact.getKeySpec(privateKey,RSAPrivateKeySpec.class);

// store modulus and exponent as BigIntegers
BigInteger modulus = pub.getModulus());
BigInteger exponent = pub.getPublicExponent());
// ... write to file

// recreate public key (the same applies to the private key)
RSAPublicKeySpec keySpec = new RSAPublicKeySpec(modulus, exponent);
KeyFactory fact = KeyFactory.getInstance("RSA");
PublicKey pubKey = fact.generatePublic(keySpec);

第二个选项更容易实现，但我不知道它是否会降低性能。

有什么建议吗？

Answer 1

在我们的应用程序中，我们以 DER 格式存储公钥和私钥，以便可以更轻松地在 java 外部使用和操作它们。在我们的例子中，私钥上没有密码。

要将私钥转换为在 java 中更容易使用的东西：

openssl pkcs8 -topk8 -nocrypt -in key.pem -inform PEM -out key.der -outform DER

然后您可以直接通过以下方式获取 RSA 私钥：

public static RSAPrivateKey getPrivateKey(File privateKeyFile) throws IOException, GeneralSecurityException {
    byte[] keyBytes = new byte[(int)privateKeyFile.length()];
    FileInputStream fis = new FileInputStream(privateKeyFile);
    fis.read(keyBytes);
    PKCS8EncodedKeySpec spec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    RSAPrivateKey privKey = (RSAPrivateKey) keyFactory.generatePrivate(spec);
    return privKey;
}

公钥类似：

openssl rsa -in private.pem -pubout -outform DER -out public.der

并读取它：

public static RSAPublicKey getPublicKey(File publicKeyFile) throws IOException, GeneralSecurityException {
    byte[] keyBytes = new byte[(int)publicKeyFile.length()];
    FileInputStream fis = new FileInputStream(publicKeyFile);
    fis.read(keyBytes);
    X509EncodedKeySpec publicKeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
    KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey)factory.generatePublic(publicKeySpec);
    return pubKey;
}

许多人存储然后密钥库。出于我们的目的，我们需要在多种不同语言的多个应用程序之间共享相同的密钥，并且不想在磁盘上复制文件。

无论哪种情况，性能都不应该成为一个大问题，因为您可能会将这些键存储在某种单例或缓存中，而不是每次都重新生成它们。

Answer 2

无论您是否意识到，在这两种情况下您实际上都在存储字节。我想 @Brian M. Carr 的答案暗示了正确的答案，即以最自然的形式存储更高级别的对象。对于公钥，明显的选择是 PKCS#1 RSAPublicKey ASN.1 结构（DER 编码）或 X509 SubjectPublicKeyInfo ASN.1 结构（DER 编码）。后者是 Sun 提供商为您提供的，sun 类 X509EncodedKeySpec 支持。同样，PKCS8EncodedKeySpec 支持私钥格式。这两种格式都是标准，并且受到 openssl 等支持。 Sun 倾向于——倾向于:(——支持现有标准而不是定义自己的标准。

Answer 3

如果您想定义一种存储密钥的格式，那么我会选择一种可消耗的格式，这样当您想要更改加密时（例如，当旧的加密变得很弱时），它就不会被破坏。

因此，我将存储编码为 base64 的字节以及描述格式的字符串（可能是“rsa”）。