java - 用于 Yubico OpenPGP 智能卡的 PGP 数据加密

Question

我正在尝试在 Java 应用程序中实现基于 Yubikey NEO OpenPGP 智能卡小程序的 PGP 加密。这似乎是一门黑暗的艺术，用谷歌搜索这些东西并不容易，但这是我到目前为止的地方:

1. 卡已初始化，使用 gpg 工具生成 key 。它通常有效。我有 .asc 格式的公钥，并设法将其加载到 org.bouncycaSTLe.openpgp

2. 使用 javax.smartcardio API 连接到 USB 加密狗中的智能卡。

3. 选择 OpenPGP 小程序

   val pgpAID = bytes(0xD2, 0x76, 0x00, 0x01, 0x24, 0x01)
   val answer = cardChannel.transmit(CommandAPDU(0x00, 0xA4, 0x04, 0x00, pgpAID))
   

4. 成功向卡出示正确的 PIN

   val pin = "123456"
   return bytes(0x00, 0x20, 0x00, 0x82, pin.length) + pin.toByteArray(Charsets.UTF_8)
   

5. 发送准成功(见下文)decipher命令

   bytes(0x00, 0x2a, 0x80, 0x86, data.size) + data + bytes(0x00)
   

   当data = "xxxx".toByteArray()时，结果为SW=9000(=成功)但没有返回数据。这是一个天真的测试，因为第 52 页的 OpenPGP applet documentation 提到了这一点

   the command input (except padding indicator byte) shall be formatted according to PKCS#1 before encryption.

我不知道如何加密数据并将其转换为 PKCS#1 格式。

我也尝试通读 Yubico OpenPGP card implementation tests，但它只提供了另一个“失败”示例(第 196 行)。我尝试运行它，但结果不同:测试期望 SW=0050(表示异常？)而我得到的是 SW=6f00(没有精确的诊断，根据到 this document )。

我用整个代码创建了一个 GitHub repository。它是用 Kotlin 编写的，但应该易于阅读。

Answer 1

你的问题有点困惑，但我很确定你想使用与智能卡上的 RSA 私钥相对应的 RSA 公钥创建 PGP 加密消息，然后使用智能卡上的 RSA 私钥来(帮助)解密它们. PGP(就像几乎所有其他东西一样)使用混合加密，因此相关部分的 PGP 加密消息包括:

• 使用随机生成的工作 key 使用适当的对称算法(如 TDES 或 AES)加密的实际消息，称之为 K
• 工作 key K 加上一些由 RSA 使用收件人的公钥加密的元数据和由原始 PKCS#1 标准定义的填充，现在正式称为 RSAES-PKCS1-v1_5，但仍然被广泛称为 PKCS1，有点不准确。

您不需要执行加密步骤，因为任何实现该标准的软件都可以这样做，包括 GnuPG 或 BouncyCaSTLe 的 bcpg 库。如果您想自己做，也许对于使用伪造的 K 而没有真实消息的测试数据，您需要进行填充 和 RSA 模幂运算；在 Java 中，至少是 Oracle 或带有标准加密提供程序的 openjdk Java，您可以只使用通过 .getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding") 获得的 javax.crypto.Cipher > 以通常的方式。

“PKCS1”加密填充(用于 RSA)如该文档第 52 页底部和第 53 页顶部所述，其内容与current OpenPGP spec相同，但格式不同(及更早版本)，它引用并实际上等同于near-current PKCS#1 spec(及更早版本)，所有这些都说它是:

• 一个字节00
• 一个字节02
• 足够多的非零随机字节使结果长度正确并且安全
• 一个字节00
• “明文”，对于 PGP 加密，实际上是按照the PGP spec指定格式的工作对称 key K。

注意段落开头

In case of the AES algorithm

似乎用于不同的选项，而不是 PGP AFAICS，在上一页中描述为

By option (announced in Extended capabilities) the card supports the decryption of a plain text with an AES-key stored in a special DO (D5). This is useful if no certificate or public key exists and the external world has a common secret with the card.

所以忽略它。