Java Bouncy Castle 生成的 ES256 密钥不适用于 JWT.io

Posted 2023-03-10

【中文标题】Java Bouncy Castle 生成的 ES256 密钥不适用于 JWT.io

【英文标题】：Java Bouncy Castle generated ES256 key doesn't work with JWT.io

【发布时间】：2020-08-23 20:50:02

【问题描述】：

我正在生成一个如下所示的密钥对：

 public static void main(String args[]) throws Exception

    StringWriter pemStrWriter = new StringWriter();
    JcaPEMWriter pemWriter = new JcaPEMWriter(pemStrWriter);


    Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
    KeyPairGenerator g = KeyPairGenerator.getInstance("ECDSA", "BC");
    ECGenParameterSpec spec = new ECGenParameterSpec("secp256r1");
    g.initialize(spec);
    KeyPair keyPair = g.generateKeyPair();

    pemWriter.writeObject(new JcaPKCS8Generator(keyPair.getPrivate(), null));
    pemWriter.close();
    BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("privatekeyjca.pem"));
    writer.write(pemStrWriter.toString());
    writer.close();

    BufferedWriter writer2 = new BufferedWriter(new FileWriter("publickeyjca.pem"));
    StringWriter pemStrWriter2 = new StringWriter();
    JcaPEMWriter pemWriter2 = new JcaPEMWriter(pemStrWriter2);
    pemWriter2.writeObject(keyPair.getPublic());
    pemWriter2.close();
    writer2.write(pemStrWriter2.toString());
    writer2.close();

下面是我生成的私钥：

-----BEGIN PRIVATE KEY-----
MIGTAgEAMBMGByqGSM49AgEGCCqGSM49AwEHBHkwdwIBAQQgVBnFvRMRyO418Oeb
z1YI778gLVNZJn0YI+atgDhTsPagCgYIKoZIzj0DAQehRANCAAQxzPBfVxJfosNl
3tJc+pD0tpftsEy2hWmLc5EK7QbSAtXqqVL2/Zn6JxMbkueRpvIl1/Ag0NvBbnv+
OJfWY2ws
-----END PRIVATE KEY-----

下面是我生成的公钥：

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEMczwX1cSX6LDZd7SXPqQ9LaX7bBM
toVpi3ORCu0G0gLV6qlS9v2Z+icTG5LnkabyJdfwINDbwW57/jiX1mNsLA==
-----END PUBLIC KEY-----

当我去 JWT.io 并尝试生成 JWT 时，我选择算法为 ES256，并输入我的私钥，它没有给出任何东西。但如果我使用通过 openssl 命令生成的私钥，它确实会给我一个 JWT。

您能否告诉我使用 Java 生成的密钥有什么问题。

【参考方案1】：

jwt.io 使用的任何代码都是不必要的脆弱。

当将 PKCS8 用于“EC”（X9.62 样式、ECDSA 和/或 ECDH 和/或相关）私钥时，算法相关部分使用@987654321 的 SEC1 的附录 C.4 定义的结构@：

ECPrivateKey ::= SEQUENCE 
    version INTEGER  ecPrivkeyVer1(1)  (ecPrivkeyVer1),
    privateKey OCTET STRING,
    parameters [0] ECDomainParameters  SECGCurveNames  OPTIONAL,
    publicKey [1] BIT STRING OPTIONAL

如您所见，第三个和第四个元素是可选的。当 OpenSSL 编写此结构时，它省略了第三个元素（参数），因为它与外部 PKCS8 的 AlgorithmIdentifier 冗余，但包含第四个元素（publicKey），因为虽然在技术上是多余的，但它可能很有用。

Java 中的 BouncyCastle 两者都包含，而 (Oracle/OpenJDK) 标准提供者 SunEC 两者都不包含。比较https://crypto.stackexchange.com/questions/80275/converting-raw-ecc-private-key-into-asn-1-der-encoded-key/#80290，包括我的评论。似乎 jwt.io 正在运行的任何代码——它没有说，我也没有试图弄清楚——被编码为解析 EC 私钥文件，假设 OpenSSL 仅使用而不使用其他组合，因此不适用于 Bouncy 或 SunEC 格式。

将 SunEC 格式转换为 OpenSSL 需要做一些工作——您实际上需要进行 dG 的标量乘法，尽管使用 Bouncy 并不太难。 OTOH，由于您拥有 Bouncy，因此只需从 SEC1 结构中省略参数，即可将 Bouncy 格式转换为 OpenSSL，非常简单：

//nopackage
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.security.*;
import java.security.spec.ECGenParameterSpec;

import org.bouncycastle.asn1.ASN1Sequence;
import org.bouncycastle.asn1.pkcs.PrivateKeyInfo;
import org.bouncycastle.asn1.sec.ECPrivateKey;
import org.bouncycastle.openssl.PKCS8Generator;
import org.bouncycastle.openssl.jcajce.JcaPEMWriter;
import org.bouncycastle.openssl.jcajce.JcaPKCS8Generator;
import org.bouncycastle.util.io.pem.PemObject;

public class SO61676744ECKeyNoParam 
    public static void main (String[] args) throws Exception 
        Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
        JcaPEMWriter wr = new JcaPEMWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

        KeyPairGenerator gen = KeyPairGenerator.getInstance("EC","BC");
        gen.initialize(new ECGenParameterSpec("secp256r1"));
        KeyPair key = gen.generateKeyPair();
        PrivateKeyInfo badp8 = PrivateKeyInfo.getInstance(key.getPrivate().getEncoded());
        ECPrivateKey badsec = ECPrivateKey.getInstance(badp8.parsePrivateKey());
        ECPrivateKey goodsec = new ECPrivateKey(256, badsec.getKey(), badsec.getPublicKey(), null);
        PrivateKeyInfo goodp8 = new PrivateKeyInfo(badp8.getPrivateKeyAlgorithm(), goodsec);
        wr.writeObject(new PemObject("PRIVATE KEY", goodp8.getEncoded()));
        wr.writeObject(key.getPublic());

        wr.close();