如何从 .NET 读取 PEM RSA 私钥

Posted 2023-02-25

【中文标题】如何从 .NET 读取 PEM RSA 私钥

【英文标题】：How to read a PEM RSA private key from .NET

【发布时间】：2010-09-19 14:36:42

【问题描述】：

我有一个PEM 格式的RSA 私钥，有没有一种直接的方法可以从.NET 中读取它并实例化一个RSACryptoServiceProvider 来解密用相应公钥加密的数据？

【问题讨论】：

这里有不少答案，但请注意PEM不是私钥的特定格式。它基本上是将二进制编码的私钥转换为文本的包装器 - 所谓的 ASCII 盔甲。现在里面的格式可以是一个 PKCS#1 格式的私钥（只是私钥，没有表明它是 RSA 密钥），一个未加密的 PKCS#8 格式的私钥（只有“内部”PKCS#8）或使用密钥或密码短语包装的 PKCS#8 私钥。这让读者可以为每 3 种可能性选择正确的答案。

如果它是 PKCS#1 私钥，那么 PEM 那么它应该在标题中包含“RSA PRIVATE KEY”。如果是 PKCS#8，那么它只会读取“PRIVATE KEY”——因为算法无论如何都是二进制编码的。如果它是受密码保护的，那么您通常希望在初始标题行之后有一些参数，尽管不幸的是，这完全是可选的。

【参考方案1】：

2021 年 3 月 3 日更新

.NET 5 现在支持此功能。

要尝试下面的代码 sn-p，请生成一个密钥对并在 http://travistidwell.com/jsencrypt/demo/ 处加密一些文本

var privateKey = @"-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
 the full PEM private key  
-----END RSA PRIVATE KEY-----";

var rsa = RSA.Create();
rsa.ImportFromPem(privateKey.ToCharArray());

var decryptedBytes = rsa.Decrypt(
    Convert.FromBase64String(" base64-encoded encrypted string "), 
    RSAEncryptionPadding.Pkcs1
);

// this will print the original unencrypted string
Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes));

原答案

我解决了，谢谢。如果有人感兴趣，bouncycastle 成功了，只是因为我缺乏知识和文档而花了我一些时间。这是代码：

var bytesToDecrypt = Convert.FromBase64String("la0Cz.....D43g=="); // string to decrypt, base64 encoded
 
AsymmetricCipherKeyPair keyPair; 
 
using (var reader = File.OpenText(@"c:\myprivatekey.pem")) // file containing RSA PKCS1 private key
    keyPair = (AsymmetricCipherKeyPair) new PemReader(reader).ReadObject(); 
 
var decryptEngine = new Pkcs1Encoding(new RsaEngine());
decryptEngine.Init(false, keyPair.Private); 
 
var decrypted = Encoding.UTF8.GetString(decryptEngine.ProcessBlock(bytesToDecrypt, 0, bytesToDecrypt.Length)); 

【讨论】：

@WildJoe：要么是君主的膨胀栖息地，要么是 www.bouncycastle.org ;)

受密码保护的证书怎么样？

new PemReader(reader) 在这之后，PemReader 为空，我看不懂，你有没有想法，通常 pem 没有问题，它可以工作..

@KhurramMajeed RSA 并非设计用于加密长消息，它用于加密长消息通过 AES 等对称算法加密的秘密。换句话说，如果我想加密一个很长的消息，我会创建一个秘密，使用秘密对长消息进行 AES 加密，然后使用 RSA 对秘密进行加密，并将两个加密字符串一起发送给接收者。

现在甚至可以从加密导入，例如System.Security.Cryptography.RSA.ImportFromEncryptedPem

【参考方案2】：

我已经为 PEM 编码的 PKCS#8 RSA 私钥尝试了the accepted answer，结果是PemException 和malformed sequence in RSA private key 消息。原因是Org.BouncyCastle.OpenSsl.PemReader似乎只支持PKCS#1私钥。

我可以通过切换到Org.BouncyCastle.Utilities.IO.Pem.PemReader（注意类型名称匹配！）这样的方式获取私钥

private static RSAParameters GetRsaParameters(string rsaPrivateKey)

    var byteArray = Encoding.ASCII.GetBytes(rsaPrivateKey);
    using (var ms = new MemoryStream(byteArray))
    
        using (var sr = new StreamReader(ms))
        
            var pemReader = new Org.BouncyCastle.Utilities.IO.Pem.PemReader(sr);
            var pem = pemReader.ReadPemObject();
            var privateKey = PrivateKeyFactory.CreateKey(pem.Content);

            return DotNetUtilities.ToRSAParameters(privateKey as RsaPrivateCrtKeyParameters);
        
    

【参考方案3】：

您可以查看JavaScience's OpenSSLKey 的来源

里面有代码可以做你想做的事。

其实他们有很多加密源代码available here。

---

源码sn-p：

//------- Parses binary ans.1 RSA private key; returns RSACryptoServiceProvider  ---
public static RSACryptoServiceProvider DecodeRSAPrivateKey(byte[] privkey)

        byte[] MODULUS, E, D, P, Q, DP, DQ, IQ ;

        // ---------  Set up stream to decode the asn.1 encoded RSA private key  ------
        MemoryStream  mem = new MemoryStream(privkey) ;
        BinaryReader binr = new BinaryReader(mem) ;    //wrap Memory Stream with BinaryReader for easy reading
        byte bt = 0;
        ushort twobytes = 0;
        int elems = 0;
        try 
                twobytes = binr.ReadUInt16();
                if (twobytes == 0x8130) //data read as little endian order (actual data order for Sequence is 30 81)
                        binr.ReadByte();        //advance 1 byte
                else if (twobytes == 0x8230)
                        binr.ReadInt16();       //advance 2 bytes
                else
                        return null;

                twobytes = binr.ReadUInt16();
                if (twobytes != 0x0102) //version number
                        return null;
                bt = binr.ReadByte();
                if (bt !=0x00)
                        return null;


                //------  all private key components are Integer sequences ----
                elems = GetIntegerSize(binr);
                MODULUS = binr.ReadBytes(elems);

                elems = GetIntegerSize(binr);
                E = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                D = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                P = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                Q = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                DP = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                DQ = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                IQ = binr.ReadBytes(elems) ;

                Console.WriteLine("showing components ..");
                if (verbose) 
                        showBytes("\nModulus", MODULUS) ;
                        showBytes("\nExponent", E);
                        showBytes("\nD", D);
                        showBytes("\nP", P);
                        showBytes("\nQ", Q);
                        showBytes("\nDP", DP);
                        showBytes("\nDQ", DQ);
                        showBytes("\nIQ", IQ);
                

                // ------- create RSACryptoServiceProvider instance and initialize with public key -----
                RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider();
                RSAParameters RSAparams = new RSAParameters();
                RSAparams.Modulus =MODULUS;
                RSAparams.Exponent = E;
                RSAparams.D = D;
                RSAparams.P = P;
                RSAparams.Q = Q;
                RSAparams.DP = DP;
                RSAparams.DQ = DQ;
                RSAparams.InverseQ = IQ;
                RSA.ImportParameters(RSAparams);
                return RSA;
        
        catch (Exception) 
                return null;
        
        finally 
                binr.Close();
        

【讨论】：

试过了，不行，还没有花时间看代码，希望有更简单的解决方案。

您能否详细说明失败的原因？我看了一下代码，似乎它应该可以工作。也许您甚至可以发布 PEM 文件？ （如果你有一个不敏感的）。

我刚刚发现这个答案与this SO question 交叉链接。现在我看到它是实际的代码文件，它们实际上只是在解码 ASN.1 编码数据，这个答案值得更多 +1。 （他们真的不应该自称JavaScience）

这也对我有用，如果有人想查看一个完整的代码示例，这里是一个项目，其中 php 脚本创建 PEM 格式的密钥并将其发送到 C#，然后使用上述链接库将其转换为 XML：csharp-tricks-en.blogspot.de/2015/04/rsa-with-c-and-php.html

在 PHP 中生成的 pub/priv 密钥组合中为与私钥相关的特定函数收集了 javascience 的代码——就像一个魅力。如果可以的话，我会投票赞成 1000 倍，因为我是那个不推广“充气城堡”或其他英国媒体报道库的人。非常感谢！！

【参考方案4】：

我创建的 PemUtils 库正是这样做的。代码在GitHub 上可用，可以从NuGet 安装：

PM> Install-Package PemUtils

或者如果您只想要一个 DER 转换器：

PM> Install-Package DerConverter

用于从 PEM 数据中读取 RSA 密钥：

using (var stream = File.OpenRead(path))
using (var reader = new PemReader(stream))

    var rsaParameters = reader.ReadRsaKey();
    // ...

【参考方案5】：

对于不想使用 Bouncy 并且正在尝试其他答案中包含的一些代码的人，我发现该代码在大多数情况下都能正常工作，但会遇到一些 RSA 私有字符串，例如我在下面包含的那个。通过查看有弹性的代码，我将 wprl 提供的代码调整为

    RSAparams.D = ConvertRSAParametersField(D, MODULUS.Length);
    RSAparams.DP = ConvertRSAParametersField(DP, P.Length);
    RSAparams.DQ = ConvertRSAParametersField(DQ, Q.Length);
    RSAparams.InverseQ = ConvertRSAParametersField(IQ, Q.Length);

    private static byte[] ConvertRSAParametersField(byte[] bs, int size)
    
        if (bs.Length == size)
            return bs;

        if (bs.Length > size)
            throw new ArgumentException("Specified size too small", "size");

        byte[] padded = new byte[size];
        Array.Copy(bs, 0, padded, size - bs.Length, bs.Length);
        return padded;
    

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

【参考方案6】：

关于轻松导入 RSA 私钥，不使用 BouncyCastle 等 3rd 方代码，我认为答案是“不，不单独使用私钥的 PEM。”

但是，正如 Simone 上面提到的，您可以简单地将私钥 (*.key) 的 PEM 和使用该密钥 (*.crt) 的证书文件组合成一个 *.pfx 文件，然后可以轻松地进口的。

从命令行生成 PFX 文件：

openssl pkcs12 -in a.crt -inkey a.key -export -out a.pfx

然后正常使用.NET证书类如：

using System.Security.Cryptography.X509Certificates;

X509Certificate2 combinedCertificate = new X509Certificate2(@"C:\path\to\file.pfx");

现在您可以按照MSDN 中的示例通过 RSACryptoServiceProvider 进行加密和解密：

我忽略了解密时需要使用 PFX 密码和 Exportable 标志进行导入。 （见：BouncyCastle RSAPrivateKey to .NET RSAPrivateKey）

X509KeyStorageFlags flags = X509KeyStorageFlags.Exportable;
X509Certificate2 cert = new X509Certificate2("my.pfx", "somepass", flags);

RSACryptoServiceProvider rsa = (RSACryptoServiceProvider)cert.PrivateKey;
RSAParameters rsaParam = rsa.ExportParameters(true); 

【讨论】：

有很多示例假设我们想要携带命令行工具的包袱，特别是openssl ...我想要/需要一个完全编程的解决方案。此外，.NET Standard 2.1（又名 .NET Core 3.0+/5.0）不适用于我所在的环境。

【参考方案7】：

好的，我正在使用 mac 生成我的自签名密钥。这是我使用的工作方法。

我创建了一个 shell 脚本来加快我的密钥生成速度。

genkey.sh

#/bin/sh

ssh-keygen -f host.key
openssl req -new -key host.key -out request.csr
openssl x509 -req -days 99999 -in request.csr -signkey host.key -out server.crt
openssl pkcs12 -export -inkey host.key -in server.crt -out private_public.p12 -name "SslCert"
openssl base64 -in private_public.p12 -out Base64.key

在脚本中添加 +x 执行标志

chmod +x genkey.sh

然后调用 genkey.sh

./genkey.sh

我输入密码（重要的是至少在最后包含导出密码）

Enter pass phrase for host.key:
Enter Export Password:   Important to enter a password here
Verifying - Enter Export Password:  Same password here 

然后我将 Base64.Key 中的所有内容放入一个名为 sslKey 的字符串中

private string sslKey = "MIIJiAIBA...................................." +
                        "......................ETC...................." +
                        "......................ETC...................." +
                        "......................ETC...................." +
                        ".............ugICCAA=";

然后我使用延迟加载属性获取器通过私钥获取我的 X509 证书。

X509Certificate2 _serverCertificate = null;
X509Certificate2 serverCertificate
    get
    
        if (_serverCertificate == null)
            string pass = "Your Export Password Here";
            _serverCertificate = new X509Certificate(Convert.FromBase64String(sslKey), pass, X509KeyStorageFlags.Exportable);
        
        return _serverCertificate;
    

我想走这条路，因为我在 mac 上使用 .net 2.0 和 Mono，并且我想使用没有编译库或依赖项的 vanilla Framework 代码。

我的最终用途是使用 SslStream 来保护与我的应用程序的 TCP 通信

SslStream sslStream = new SslStream(serverCertificate, false, SslProtocols.Tls, true);

我希望这对其他人有所帮助。

注意

没有密码我无法正确解锁导出私钥。

【参考方案8】：

查看http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd203099.aspx

在加密应用程序块下。

不知道你是否会得到答案，但值得一试。

评论后编辑。

好的，然后检查此代码。

using System.Security.Cryptography;


public static string DecryptEncryptedData(stringBase64EncryptedData, stringPathToPrivateKeyFile)  
    X509Certificate2 myCertificate; 
    try 
        myCertificate = new X509Certificate2(PathToPrivateKeyFile); 
     catch 
        throw new CryptographicException("Unable to open key file."); 
     

    RSACryptoServiceProvider rsaObj; 
    if(myCertificate.HasPrivateKey)  
         rsaObj = (RSACryptoServiceProvider)myCertificate.PrivateKey; 
     else 
        throw new CryptographicException("Private key not contained within certificate."); 

    if(rsaObj == null) 
        return String.Empty; 

    byte[] decryptedBytes; 
    try 
        decryptedBytes = rsaObj.Decrypt(Convert.FromBase64String(Base64EncryptedData), false); 
     catch  
        throw new CryptographicException("Unable to decrypt data."); 
     

    //    Check to make sure we decrpyted the string 
   if(decryptedBytes.Length == 0) 
        return String.Empty; 
    else 
        return System.Text.Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes); 
 

【讨论】：

不，它不支持任何非对称算法。

这段代码无法加载PEM rsa私钥，它需要一个基于该密钥的证书文件，可以生成，但我想避免这一步。

好的，那么告诉我你的私钥在哪里？

如果您阅读我对上一个答案的回复，您会发现我已经尝试过但没有成功。

没注意到，我删除了最后一部分，因为它等于第一个答案。

【参考方案9】：

之间的东西

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

和

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

是 PKCS#8 PrivateKeyInfo 的 base64 编码（除非它说 RSA ENCRYPTED PRIVATE KEY 在这种情况下它是一个 EncryptedPrivateKeyInfo）。

手动解码并不难，但最好的选择是 P/Invoke 到 CryptImportPKCS8。

---

更新：CryptImportPKCS8 功能不再可用于 Windows Server 2008 和 Windows Vista。相反，请使用 PFXImportCertStore 函数。