RAS加密文件分析
对于 X.509 标准的证书有两种不同编码格式,一般采用 PEM 编码就以 .pem 作为文件扩展名，
若采用 DER 编码，就应以 .der 作为扩展名。但常见的证书扩展名还包括 .crt、.cer、.p12 等，
他们采用的编码格式可能不同，内容也有所差别，但大多数都能互相转换。
密钥格式及编码
x.509：公钥证书标准，就是一个整数里面要包含什么内容；
RSA：非对称加密算法，可以用于对文本加密，常用 1024 4086 位；
ASN.1：抽象语法标记，描述了一种对数据进行表示、编码、传输和解码的数据格式；
PKCS（The Public-Key Cryptography Standards）：是一系列公钥密码学的相关标准；
PKCS#1（RSA Cryptography Standard）：定义了RSA公钥和私钥的语法格式；
PKCS#8（Private-Key Information Syntax Standard）：定义了一种私钥信息的语法，同时还提供一种加密密钥的语法；
DER编码：把符合ASN.1语法的密钥或证书文件输出为二进制文件;
PEM编码：把DER编码后的二进制数据用Base64进行编码，输出文本数据再加上开始和结束行，
如证书文件的"-----BEGIN CERTIFICATE-----“和”-----END CERTIFICATE-----";
证书的几种扩展名
.pem: 采用 PEM 编码格式的 X.509 证书的文件扩展名；
.der：采用 DER 编码格式的 X.509 证书的文件扩展名；
.crt(certificate)：证书格式，常见于类 UNIX 系统，PEM 或 DER 编码，大多数采用 PEM 编码；
.cer(certificate)：证书格式，常见于 Windows 系统，同样地，PEM 或 DER 编码，大多数采用 DER 编码；
.p12(.pfx)：加密标准，PKCS #12，是公钥加密标准（Public Key Cryptography Standards，PKCS）系列的一种，
包含对应 X.509 证书和证书对应的私钥。简单理解：一份 .p12 文件 = X.509 证书+私钥；
.csr(Certificate Signing Request)：证书签名请求，它并不是证书的格式，向CA申请证书用，
包含一个 RSA 公钥和其他附带信息，在生成这个 .csr 申请的时候，同时也会生成一个配对 RSA 私钥。
.key：通常用来存放一个 RSA 公钥或者私钥，它并非 X.509 证书格式，编码同样可能是 PEM，也可能是 DER，查看方式如下：
PEM 编码格式：openssl rsa -in xxx.key -text -noout
DER 编码格式：openssl rsa -in xxx.key -text -noout -inform der
PKCS#1 格式
包含一系列数据，可以从从导出私钥和公钥，怎么生成我是看不懂的...
密钥
# PKCS#1 格式 密钥数据结构
RSAPrivateKey ::= SEQUENCE
{
version Version, // 版本号，V2中这个版本号应该是0，但如果使用了多素数，则版本号应该是1
modulus INTEGER, -- n //RSA的模数 n
publicExponent INTEGER, -- e //RSA的公钥幂指数 e
privateExponent INTEGER, -- d //RSA的公钥幂指数 d
prime1 INTEGER, -- p //n的素因子 p
prime2 INTEGER, -- q //n的素因子 q
exponent1 INTEGER, -- d mod (p-1)
exponent2 INTEGER, -- d mod (q-1)
coefficient INTEGER, -- (inverse of q) mod p，//代表CRT(中国剩余定理)系数
otherPrimeInfos OtherPrimeInfos OPTIONAL //如果version是0，则它被忽略；如果version是1，那么它至少应该包含一个OtherPrimeInfo实例
}
OtherPrimeInfo ::= SEQUENCE
{
prime INTEGER, -- ri
exponent INTEGER, -- di
coefficient INTEGER -- ti
}
利用openssl生成，pkcs#1格式，pem编码的密钥文件 prikey.pkcs1.pem
openssl genrsa -out prikey.pkcs1.pem
# cat prikey.pkcs1.pem
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
MIICWwIBAAKBgQC2FKCULiab15n1BD6QvFz382kt4GsDvuOM5tmYeZD7l8MucSyP
pPORFyaWGoKI+pTwAKKbDy2epqq7WtYxOfqA1AzU1mNsk6XRTBHa2XzuSF+/0rXY
...
j78p2hP4dnYPVbpCZCdrXNMWl+7hmrKfXNB7PvPAe0fQctUno7WElS37qwIDAQAB
-----END RSA PRIVATE KEY-----
文件是base64打码的，可以利用工具解码
openssl rsa -inform PEM -outform DER -in prikey.pkcs1.pem -out prikey.pkcs1.der
得到的.der文件就是按照pkcs#1格式的密钥的二进制输出
# xxd prike.pkcs#1.der
0000000: 3082 025b 0201 0002 8181 00f0 7f55 6009 0..[.........U`.
0000010: cd94 e296 4870 4ee1 f960 64bc 5379 7f52 ....HpN..`
0000020: 3521 5fb9 5a34 8d15 c416 aa08 cfdf 3835 5!_.Z4........
0000030: 499d 3ffb 31a2 b72e 8256 81f7 9eec cbc4 I.?.1....V......
...
直接二进制没啥用，用opnssl可以查看各字段信息
openssl asn1parse -i -in prikey.pkcs1.pem
# cat prikey.pkcs1.pem
0:d=0 hl=4 l= 603 cons: SEQUENCE
4:d=1 hl=2 l= 1 prim: INTEGER :00
7:d=1 hl=3 l= 129 prim: INTEGER :B614A0942E269BD799F5043...07B47D072D527A3B584952DFBAB
139:d=1 hl=2 l= 3 prim: INTEGER :010001
144:d=1 hl=3 l= 128 prim: INTEGER :69132647DD0A32CD0CEFB46F...D2AC424E1E4064BCB85B3AAB9AE1AC1
275:d=1 hl=2 l= 65 prim: INTEGER :D9232CD625CFF3512F2C26D2E9...68327792926561E64C600013781E5EC569
342:d=1 hl=2 l= 65 prim: INTEGER :D6AB36F17373EF5B73229939DA11...6054E2E813FF00B
409:d=1 hl=2 l= 64 prim: INTEGER :1EDA40A4ACFABF37E9DBFC283BC...C80E4DCC71258D2BC0FFFC7390B43864E1BF2105104BA701
475:d=1 hl=2 l= 64 prim: INTEGER :A1D672959574D1...62CFAFB6A7FE42C90DDBDBEE147D749445BA7EE5802B76E7C8A4B55D9FC181D62773 541:d=1 hl=2 l= 64 prim: INTEGER :7AC9618673B62E277A8FB...D83C21460E2A6BEE
左半部分
0:d=0 hl=4 l= 603 cons: SEQUENCE
0 表示节点在整个文件中的偏移长度
d=0 表示节点深度
hl=4 表示节点头字节长度
l=603 表示节点数据字节长度
cons 表示该节点为结构节点，表示包含子节点或者子结构数据
prim 表示该节点为原始节点，包含数据
OCTET STRING [HEX DUMP]，就是加密后的私钥数据。
// SEQUENCE、OCTETSTRING等都是ASN.1中定义的数据类型，具体可以参考ASN.1格式说明。
右半部分
参照上两段的格式可以一一对应各字段的值，本文不涉及rsa编解码运算所以知道证书构成就好啦，毕竟俺也不会...
也有另一种查看方法
openssl rsa -text -noout -in prikey.pkcs1.pem
# cat prikey.pkcs1.pem
Private-Key: (1024 bit)
modulus:
00:b6:14:a0:94:2e:26:9b:d7:99:f5:04:3e:90:bc:
5c:f7:f3:69:2d:e0:6b:03:be:e3:8c:e6:d9:98:79:
90:fb:97:c3:2e:71:2c:8f:a4:f3:91:17:26:96:1a:
82:88:fa:94:f0:00:a2:9b:0f:2d:9e:a6:aa:bb:5a:
d6:31:39:fa:80:d4:0c:d4:d6:63:6c:93:a5:d1:4c:
11:da:d9:7c:ee:48:5f:bf:d2:b5:d8:8f:bf:29:da:
13:f8:76:76:0f:55:ba:42:64:27:6b:5c:d3:16:97:
ee:e1:9a:b2:9f:5c:d0:7b:3e:f3:c0:7b:47:d0:72:
d5:27:a3:b5:84:95:2d:fb:ab
publicExponent: 65537 (0x10001)
privateExponent:
69:13:26:47:dd:0a:32:cd:0c:ef:b4:6f:56:9f:1d:
...
大体上输出内容差不多。
公钥
# PKCS#1 公钥数据结构
RSAPublicKey ::= SEQUENCE
{
modulus INTEGER, -- n //是RSA模数，是一个正整数
publicExponent INTEGER -- e //是RSA公钥幂指数，是一个正整数
}
利用openssl从 pkcs1密钥 导出 pkcs1公钥钥
openssl rsa -in prikey.pkcs1.pem -RSAPublicKey_out -out pubkey.pkcs1.
# cat pubkey.pkcs1.pem
-----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----
MIGJAoGBALYUoJQuJpvXmfUEPpC8XPfzaS3gawO+44zm2Zh5kPuXwy5xLI+k85EX
JpYagoj6lPAAopsPLZ6mqrta1jE5+oDUDNTWY2yTpdFMEdrZfO5IX7/StdiPvyna
Eh2dg9VukJkJ2tc0xaX7uGasp9c0Hs+88B7R9By1SejtYSVLfurAgMBAAE=
-----END RSA PUBLIC KEY-----
与私钥部分相识，查看各字段的值
openssl asn1parse -i -in pubkey.pkcs1.pem
# cat pubkey.pkcs1.pem
0:d=0 hl=3 l= 137 cons: SEQUENCE
3:d=1 hl=3 l= 129 prim: INTEGER :B614A0942E269BD799...D527A3B584952DFBA
135:d=1 hl=2 l= 3 prim: INTEGER :010001
PKCS#8 格式
操作及查看方法与上文相似，简单介绍他们的机构和生成方式
私钥
# PKCS#8 密钥 数据结构
PrivateKeyInfo ::= SEQUENCE
{
verion Version, // 版本
privateKeyAlgorithm PrivateKeyAlgorithmIdentifier ::= SEQUENCE // 私钥算法
privateKey PrivateKey ::= OCTET STRING , // 加密后私钥数据，最后一个OCTET STRING数据块
attributes [0] IMPLICIT Attributes OPTIONAL ::= SET OF Attribute
}
把 pkcs1私钥 转换成 pkcs8私钥
openssl pkcs8 -topk8 -in prikey.pkcs1.pem -out prikey.pkcs8.pem -nocrypt
openssl asn1parse -i -in prikey.pkcs8.pem
# cat prikey.pkcs8.pem
# 要靠缩进开区分是哪一组信息，所以要排好看一点
0:d=0 hl=4 l= 710 cons: SEQUENCE
4:d=1 hl=2 l= 64 cons: SEQUENCE
6:d=2 hl=2 l= 9 prim: OBJECT :PBES2
17:d=2 hl=2 l= 51 cons: SEQUENCE
19:d=3 hl=2 l= 27 cons: SEQUENCE
21:d=4 hl=2 l= 9 prim: OBJECT :PBKDF2
32:d=4 hl=2 l= 14 cons: SEQUENCE
34:d=5 hl=2 l= 8 prim: OCTET STRING [HEX DUMP]:7A61B055165A89CA
44:d=5 hl=2 l= 2 prim: INTEGER :0800
48:d=3 hl=2 l= 20 cons: SEQUENCE
50:d=4 hl=2 l= 8 prim: OBJECT :des-ede3-cbc
60:d=4 hl=2 l= 8 prim: OCTET STRING [HEX DUMP]:110E8A184EFEAB9C
70:d=1 hl=4 l= 640 prim: OCTET STRING [HEX DUMP]:
C94F34F0CFF56B3E92D437C49559B1BD6 ... 87948FD5C7526D569BB8
公钥
从 pkck1私钥 导出 pkcs8公钥
openssl rsa -in prikey.pkcs1.pem -pubout -out pubkey.pkcs8.pem
与私钥部分相识，查看各字段的值
openssl asn1parse -i -in pubkey.pkcs8.pem
# cat pubkey.pkcs8.pem
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQC2FKCULiab15n1BD6QvFz382kt
4GsDvuOM5tmYeZD7l8MucSyPpPORFyaWGoKI+pTwAKKbDy2epqq7WtYxOfqA1AzU
1mNsk6XRTBHa2XzuSF+/0rXYj78p2hP4dnYPVbpCZCdrXNMWl+7hmrKfXNB7PvPA
e0fQctUno7WElS37qwIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----
openssl asn1parse -i -in pubkey.pkcs8.pem
# cat pubkey.pkcs8.pem
0:d=0 hl=3 l= 159 cons: SEQUENCE
3:d=1 hl=2 l= 13 cons: SEQUENCE
5:d=2 hl=2 l= 9 prim: OBJECT :rsaEncryption
6:d=2 hl=2 l= 0 prim: NULL
18:d=1 hl=3 l= 141 prim: BIT STRING
PKCS#1/8 公私钥相互转换
# PKCS#1/8 公私钥相互转换
#生成 #1公：`openssl genrsa -out prikey.pkcs1.pem 1024`
#1私 转 #8私：`openssl pkcs8 -in prikey.pkcs1.pem -out prikey.pkcs8.pem -nocrypt `
#8私 转 #1私：`openssl rsa -in prikey.pkcs8.pem -out prikey.pkcs1.pem`
#1私 转 #1公：`openssl rsa -in prikey.pkcs1.pem -out pubkey.pkcs1.pem -RSAPublicKey_out`
#8私 转 #8公：`openssl rsa -in prikey.pkcs8.pem -out pubkey.pkcs8.pem -pubout`
#1公 转 #8公：`openssl rsa -in pubkey.pkcs1.pem -out pubkey.pkcs8.pem -pubout -RSAPublicKey_in`
#8公 转 #1公：`openssl rsa -in pubkey.pkcs8.pem -out pubkey.pkcs1.pem -pubin -RSAPublicKey_out`
#1私 转 #8公：`openssl rsa -in prikey.pkcs1.pem -out pubkey.pkcs8.pem -pubout`
参考
# 秘钥/证书/https握手/CA相关概念
# 使用openssl命令剖析RSA私钥文件格式
# RSA公私钥格式分析及其在Java和Openssl之间的转换方法
# RSA算法原理（一）
# openssl RSA密钥格式PKCS1和PKCS8相互转换
