如何使用我自己的 rsa 私钥使用 rs256 算法对字节进行签名？

Posted 2023-03-08

【中文标题】如何使用我自己的 rsa 私钥使用 rs256 算法对字节进行签名？

【英文标题】：how to sign bytes using my own rsa private key using rs256 algorithm?

【发布时间】：2014-11-12 13:55:32

【问题描述】：

我有自己的私钥字符串，即

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----

MIICXAIBAAKBgQCSAYYgzvGTww....
....
....
.....
3yUMYj9oYzqdrRHP0XgD0cEEvyqPBwLaNsRdFwy5qTiHjj0f+ZWHQWmqcoLmmpzyZEbIvQm/VhbjRF6iKG4WZ9Hfa7ntYRNGdWgD/KMIeZI=

-----END RSA PRIVATE KEY-----

现在，我需要在 C# 中使用此私钥签署我的声明集以生成 JWT 有效负载。

我写了以下代码：

var utc0 = new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);
var issueTime = DateTime.Now;

var iat = (int)issueTime.Subtract(utc0).TotalSeconds;
var exp = (int)issueTime.AddMinutes(55).Subtract(utc0).TotalSeconds;

var payload = new

    iss = email,
    prn = prn,
    scope = "scope",
    aud = "https://example.com",
    exp = exp,
    iat = iat
;

var segments = new List<string>();
var header = new  typ = "JWT", alg = "RS256" ;

byte[] headerBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(jsonSerializer.Serialize(header));
byte[] payloadBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(jsonSerializer.Serialize(payload));

segments.Add(Base64UrlEncode(headerBytes));
segments.Add(Base64UrlEncode(payloadBytes));

var stringToSign = string.Join(".", segments.ToArray());

var bytesToSign = Encoding.UTF8.GetBytes(stringToSign);

现在我需要这些 bytesToSign 由我的私钥签名，正如我上面提到的使用 rs256 算法。任何人都可以帮忙吗？

我已按照以下内容更新了我的代码：

var pemprivatekey = OpenSSLKey.DecodeOpenSSLPrivateKey(privateKey);
RSACryptoServiceProvider rsaProvider = new RSACryptoServiceProvider();

if (pemprivatekey != null)

    rsaProvider = OpenSSLKey.DecodeRSAPrivateKey(pemprivatekey);


byte[] signature = rsaProvider.SignData(bytesToSign, "SHA256");

segments.Add(Base64UrlEncode(signature));

return string.Join(".", segments.ToArray());

并生成 JWT 令牌。请让我知道我在哪里犯了错误，因为它不正确：当我将它传递给 API 时，它不起作用并引发错误。

【问题讨论】：

Start here 如果遇到困难请回来。对于其他人来说，RS256 似乎是使用 SHA-256 为 RSASSA-PKCS-v1_5 指定的 JSON 名称。

我尝试使用OpenSSLKey，它也解码了 RSA 私钥，并且我能够对我的字节进行编码以生成 JWT 令牌，但是当我传递给 API 时，它指出错误为无效的 JWT 令牌，有什么帮助吗？ ，我在上面的问题本身中添加了更新的代码。

看来你已经领先了，但不幸的是，我本人并不了解 JWT 格式。

另见Signing and verifying signatures with RSA C#、how to sign bytes using my own rsa private key using rs256 algorithm?、Signing data with private key in c#、How can I sign a file using RSA and SHA256 with .NET?、Signing a string with RSA private key on .NET?等

【参考方案1】：

这个问题的关键是使用 JWT 和 Bouncy castle 库分别对令牌进行编码和签名。

JWT 用于对 JWT 令牌进行编码和解码 Bouncy Castle支持加解密，特别是RS256 get it here

首先，您需要将私钥转换为 RSA 参数的形式。然后您需要将 RSA 参数作为私钥传递给 RSA 算法。最后，您使用 JWT 库对令牌进行编码和签名。

    public string GenerateJWTToken(string rsaPrivateKey)
    
        var rsaParams = GetRsaParameters(rsaPrivateKey);
        var encoder = GetRS256JWTEncoder(rsaParams);

        // create the payload according to your need
        var payload = new Dictionary<string, object>
        
             "iss", "",
             "sub", "" ,
            // and other key-values 
        ;

        var token = encoder.Encode(payload, new byte[0]);

        return token;
    

    private static IJwtEncoder GetRS256JWTEncoder(RSAParameters rsaParams)
    
        var csp = new RSACryptoServiceProvider();
        csp.ImportParameters(rsaParams);

        var algorithm = new RS256Algorithm(csp, csp);
        var serializer = new JsonNetSerializer();
        var urlEncoder = new JwtBase64UrlEncoder();
        var encoder = new JwtEncoder(algorithm, serializer, urlEncoder);

        return encoder;
    

    private static RSAParameters GetRsaParameters(string rsaPrivateKey)
    
        var byteArray = Encoding.ASCII.GetBytes(rsaPrivateKey);
        using (var ms = new MemoryStream(byteArray))
        
            using (var sr = new StreamReader(ms))
            
                // use Bouncy Castle to convert the private key to RSA parameters
                var pemReader = new PemReader(sr);
                var keyPair = pemReader.ReadObject() as AsymmetricCipherKeyPair;
                return DotNetUtilities.ToRSAParameters(keyPair.Private as RsaPrivateCrtKeyParameters);
            
        
    

ps：RSA 私钥应采用以下格式：

-----开始 RSA 私钥--

base64 格式的值

-----结束 RSA 私钥-----

【讨论】：

谢谢你！！！我花了很多时间在很多天里寻找可以满足我需要的东西，而这是在 C# 中唯一对我有用的东西。

【参考方案2】：

我将分步列出我的答案

为此，您需要安装一个包以获取名为Jose-jwt 的库。这代表 javascript 对象签名和加密。从 NuGet 包管理器安装包，Install-package Jose-jwt

使用 OpenSSL，以 PKCS12 文件 (*.p12) 的形式打包您的私钥，您将在此过程中为该文件设置密码。

openssl pkcs12 -export -nocerts -in ./myKey.key -out my-Key.p12

如Library's readme 中所列，您需要从该文件生成RSACryptoServiceProvider，如下所示：

var privateKey=new X509Certificate2("my-key.p12", "password", X509KeyStorageFlags.Exportable | X509KeyStorageFlags.MachineKeySet).PrivateKey as RSACryptoServiceProvider;

使用创建的RSACryptoServiceProvider 以及在 PKCS12 打包期间设置的密码来对您的有效负载进行编码，如下所示：

string token=Jose.JWT.Encode(payload, privateKey, JwsAlgorithm.RS256);

【参考方案3】：

我最近不得不实现类似的事情，并且在签署我的有效负载时遇到了一个错误“指定的算法无效”，因此解决了我认为我会分享代码的具体问题。我认为这对您也可能有用。

您可以在 Karama.Jwt.Public 找到完整的解释性 [ReadME][2] 和源代码。我碰巧使用了一个不同的库来生成我的 JWT，即 JOSE，但我认为这是偶然的，为了完整起见，有一个项目没有使用第三方库来实现相同的目的。

请告诉我你的进展情况。

【参考方案4】：

我发现了一些纯基于 Javascript 的解决方案，如果它对任何人有用的话。你可以找到 JS 库here。

它已经解决了我的要求。