java - 在 Java 中使用 RSA 加密 SecretKey

Question

我正在开发一个客户端-服务器安全协议(protocol)，我需要在 Java 中使用 RSA 来加密 HMAC 摘要的 SecretKey，因为 key 必须发送到服务器。加密有两个阶段；首先，我需要使用公共(public)非对称 key 加密对称 key ，然后使用私有(private)非对称 key 加密该加密消息。

为此，我将 SecretKey 生成为:

public SecretKey generate(){
KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("HMACSHA256");
k = generator.generateKey();
return k;
}

后来，我使用此代码使用公钥加密任何字节数组:

public byte[] encryptPublic(PublicKey key, byte[] array){
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
byte[] encrypted = cipher.doFinal(array);
return encrypted;
}

使用私钥加密的代码是相同的，但使用的是私钥。

对于 RSA 加密，我使用 1024 位长的非对称 key ，因此我有两个主要问题:

1. 如何将 SecretKey 转换为字节数组，以便使用 RSA 和公钥对其进行加密？
2. 由于公钥加密会生成 128 字节的字节数组，如果 key 长度为 1024 位且只能加密 117 字节长的消息，如何使用私钥再次加密该消息？

Answer 1

1. 如何将 SecretKey 转换为字节数组，以便使用 RSA 和公钥对其进行加密？

这就是所谓的包装:

public static byte[] wrapKey(PublicKey pubKey, SecretKey symKey)
        throws InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException {
    try {
        final Cipher cipher = Cipher
                .getInstance("RSA/ECB/OAEPWithSHA1AndMGF1Padding");
        cipher.init(Cipher.WRAP_MODE, pubKey);
        final byte[] wrapped = cipher.wrap(symKey);
        return wrapped;
    } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException e) {
        throw new IllegalStateException(
                "Java runtime does not support RSA/ECB/OAEPWithSHA1AndMGF1Padding",
                e);
    }
}

请注意，这不会首先明确转换为 byte[]。那是因为 key 很可能位于例如硬件安全模块。在 HSM 中，包装可能是可能的，但在本地内存中转换为byte[]通常是不可能的。

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由于公钥加密会生成 128 字节的字节数组，如果 key 长度为 1024 位且只能加密 117 字节长的消息，如何使用私钥再次加密该消息？

你不应该这样做，你也不能这样做。您不应该这样做的原因是使用私钥加密不能提供 secret 性，因为任何人都可以访问公钥。

执行安全 RSA 加密需要填充。填充开销(PKCS#1 v1.5 样式填充为 11 个字节)禁止您使用私钥进行加密。

请注意整个操作:PKCS#1 中甚至没有指定使用私钥加密 - 这不是合法操作。

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通常，更安全的临时-临时 (EC)DH 用于在传输协议(protocol)中建立 key ，仅使用私钥进行身份验证。您可能想从 TLS 1.3(草稿版本)中获取提示。或者您可能只想使用 TLS 或其握手部分。