在没有库的情况下在 Java 中读取 PKCS#1 或 SPKI 公钥
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【中文标题】在没有库的情况下在 Java 中读取 PKCS#1 或 SPKI 公钥【英文标题】:Reading a PKCS#1 or SPKI public key in Java without libraries 【发布时间】:2019-06-11 19:25:05 【问题描述】:我需要使用公钥来验证 Java 中的某些数据,但我似乎无法以 Java 可以在没有第三方插件的情况下使用的方式格式化密钥。
我正在使用 Node.js 的 crypto
库生成密钥,这让我可以选择 PKCS#1
或 SPKI
,以及 .pem 或 .der 文件格式。
我听说 Java 不支持开箱即用的 PKCS#1
,而且 *** 上的几乎所有其他答案都建议使用 BouncyCastle 或类似的,但就我而言,我正在编写一个 SDK,并且只是不能仅仅为了读取这个公钥而使用图书馆。
所以我目前正在读取 .der 格式的密钥,因为它省去了剥离 PEM 标头并从 base-64 解码密钥。当我运行它时,我得到了错误:
java.security.spec.InvalidKeySpecException: java.lang.RuntimeException: error:0c0000be:ASN.1 encoding routines:OPENSSL_internal:WRONG_TAG
这就是我所拥有的(抱歉,它是在 Kotlin 中,而不是像标题所暗示的那样是 Java)
// Here's a key for convenience
val key = Base64.getDecoder().decode("MFUCTgF/uLsPBS13Gy7C3dPpiDF6SYCLUyyl6CFqPtZT1h5bwKR9EDFLQjG/kMiwkRMcmEeaLKe5qdj9W/FfFitwRAm/8F53pQw2UETKQI2b2wIDAQAB");
val keySpec = X509EncodedKeySpec(key)
val keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA")
val publicKey = keyFactory.generatePublic(keySpec) // error thrown here
val cipher = Cipher.getInstance("RSA/NONE/PKCS1Padding")
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey)
目前我最好的想法是在 Node.js 端安装一个库,这样问题较小,以支持将密钥导出为 PKCS#8,但我想我会先检查一下我是否缺少任何东西。
【问题讨论】:
虽然 SDK 适用于 android,因此有一个精简版的 BouncyCastle 可用,但我相信它只能作为 Cipher 的提供程序,因此没有用处。此外,提供纯 Java 解决方案对未来的读者更有帮助。 由于 nodejs 支持 SPKI,是 Java 称之为 X509Encoded,使用它是最简单的。要么使用 PEM 并在 java 中剥离 header/trailer 并解码 base64,要么使用 DER 并在 Java 中按原样使用。正如 nodejs 文档所说,PKCS8 是 private 密钥不是公共的。顺便说一句,617 位对于 RSA 来说是一个奇怪的大小,而且太小而不安全。 【参考方案1】:以下代码将 PKCS#1 编码的公钥转换为 SubjectPublicKeyInfo 编码的公钥,这是 RSA KeyFactory
使用 X509EncodedKeySpec
接受的公钥编码 - 因为 SubjectPublicKeyInfo 在 X.509 规范中定义。
基本上这是一个低级的DER编码方案
-
将 PKCS#1 编码的密钥包装成一个位串(标记
0x03
,以及未使用位数的编码,一个字节值 0x00
);
在前面添加 RSA 算法标识符序列(RSA OID + 一个空参数) - 预编码为字节数组常量;
最后将两者放入一个序列中(标签0x30
)。
没有使用任何库。实际上,对于createSubjectPublicKeyInfoEncoding
,甚至不需要导入语句。
import java.security.KeyFactory;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.Base64;
public class PKCS1ToSubjectPublicKeyInfo
private static final int SEQUENCE_TAG = 0x30;
private static final int BIT_STRING_TAG = 0x03;
private static final byte[] NO_UNUSED_BITS = new byte[] 0x00 ;
private static final byte[] RSA_ALGORITHM_IDENTIFIER_SEQUENCE =
(byte) 0x30, (byte) 0x0d,
(byte) 0x06, (byte) 0x09, (byte) 0x2a, (byte) 0x86, (byte) 0x48, (byte) 0x86, (byte) 0xf7, (byte) 0x0d, (byte) 0x01, (byte) 0x01, (byte) 0x01,
(byte) 0x05, (byte) 0x00;
public static RSAPublicKey decodePKCS1PublicKey(byte[] pkcs1PublicKeyEncoding)
throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException
byte[] subjectPublicKeyInfo2 = createSubjectPublicKeyInfoEncoding(pkcs1PublicKeyEncoding);
KeyFactory rsaKeyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
RSAPublicKey generatePublic = (RSAPublicKey) rsaKeyFactory.generatePublic(new X509EncodedKeySpec(subjectPublicKeyInfo2));
return generatePublic;
public static byte[] createSubjectPublicKeyInfoEncoding(byte[] pkcs1PublicKeyEncoding)
byte[] subjectPublicKeyBitString = createDEREncoding(BIT_STRING_TAG, concat(NO_UNUSED_BITS, pkcs1PublicKeyEncoding));
byte[] subjectPublicKeyInfoValue = concat(RSA_ALGORITHM_IDENTIFIER_SEQUENCE, subjectPublicKeyBitString);
byte[] subjectPublicKeyInfoSequence = createDEREncoding(SEQUENCE_TAG, subjectPublicKeyInfoValue);
return subjectPublicKeyInfoSequence;
private static byte[] concat(byte[] ... bas)
int len = 0;
for (int i = 0; i < bas.length; i++)
len += bas[i].length;
byte[] buf = new byte[len];
int off = 0;
for (int i = 0; i < bas.length; i++)
System.arraycopy(bas[i], 0, buf, off, bas[i].length);
off += bas[i].length;
return buf;
private static byte[] createDEREncoding(int tag, byte[] value)
if (tag < 0 || tag >= 0xFF)
throw new IllegalArgumentException("Currently only single byte tags supported");
byte[] lengthEncoding = createDERLengthEncoding(value.length);
int size = 1 + lengthEncoding.length + value.length;
byte[] derEncodingBuf = new byte[size];
int off = 0;
derEncodingBuf[off++] = (byte) tag;
System.arraycopy(lengthEncoding, 0, derEncodingBuf, off, lengthEncoding.length);
off += lengthEncoding.length;
System.arraycopy(value, 0, derEncodingBuf, off, value.length);
return derEncodingBuf;
private static byte[] createDERLengthEncoding(int size)
if (size <= 0x7F)
// single byte length encoding
return new byte[] (byte) size ;
else if (size <= 0xFF)
// double byte length encoding
return new byte[] (byte) 0x81, (byte) size ;
else if (size <= 0xFFFF)
// triple byte length encoding
return new byte[] (byte) 0x82, (byte) (size >> Byte.SIZE), (byte) size ;
throw new IllegalArgumentException("size too large, only up to 64KiB length encoding supported: " + size);
public static void main(String[] args) throws Exception
// some weird 617 bit key, which is way too small and not a multiple of 8
byte[] pkcs1PublicKeyEncoding = Base64.getDecoder().decode("MFUCTgF/uLsPBS13Gy7C3dPpiDF6SYCLUyyl6CFqPtZT1h5bwKR9EDFLQjG/kMiwkRMcmEeaLKe5qdj9W/FfFitwRAm/8F53pQw2UETKQI2b2wIDAQAB");
RSAPublicKey generatePublic = decodePKCS1PublicKey(pkcs1PublicKeyEncoding);
System.out.println(generatePublic);
注意事项:
NoSuchAlgorithmException
应该被抓住并放入RuntimeException
;
私有方法createDERLengthEncoding
可能不应该接受负数。
更大的密钥尚未经过测试,请验证 createDERLengthEncoding
是否有效 - 我认为它可以工作,但最好是安全而不是抱歉。
【讨论】:
以上是关于在没有库的情况下在 Java 中读取 PKCS#1 或 SPKI 公钥的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
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