JAVA解析各種編碼金鑰組（DER、PEM、openssh公開金鑰）

一、DER編碼金鑰組

先說下DER編碼，是因為JCE本身是支援DER編碼金鑰組的解析的，可以參見PKCS8EncodedKeySpec和X509EncodedKeySpec.

DER編碼是ASN.1編碼規則中的一個子集，具體格式如何編排沒有去瞭解，但最終呈現肯定的是一堆有規律的二進位組合而成。

PKCS#8定義了私密金鑰資訊文法和加密私密金鑰文法，而X509定義認證規範，通常都會用DER和PEM進行編碼儲存，而在JAVA中則使用的

DER。

接下來看看如果通過DER編碼的金鑰組分別擷取JAVA的公私密金鑰對象。

1.下面一段是產生私密金鑰對象的，傳入參數是DER編碼的私密金鑰內容。

@Overridepublic PrivateKey generatePrivateKey(byte[] key) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {KeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(key);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");return keyFactory.generatePrivate(keySpec);}

2.下面是產生公開金鑰對象的，傳入參數是DER編碼公開金鑰內容，可以看到和產生私密金鑰的部分非常相似。

public PublicKey geneneratePublicKey(byte[] key) throws InvalidKeySpecException, NoSuchAlgorithmException{KeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(key);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");return keyFactory.generatePublic(keySpec);}

二、PEM編碼

PEM編碼也是金鑰組較常用的編碼方式，openssl則是以PEM編碼為主，相對DER對人可讀性更強，以BASE64編碼呈現，外圍包上類似-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----。

JCE沒有對PEM直接支援的方式，但是可以通過第三方包例如bouncycastle解析，當然如果想要自己理解pem編碼結構，也可以自己寫代碼解析。

這裡介紹下如何使用bouncycastle進行解析。

    FileInputStream fis = new FileInputStream("id_rsa");    byte[] key = PrivateKeyUtils.readStreamToBytes(fis);Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(key);PEMReader reader = new PEMReader(new InputStreamReader(bais), new PasswordFinder() {@Overridepublic char[] getPassword() {return "".toCharArray();}});KeyPair keyPair = (KeyPair) reader.readObject();reader.close();PublicKey pubk = keyPair.getPublic();System.out.println(pubk);PrivateKey prik = keyPair.getPrivate();System.out.println(prik);KeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(pubk.getEncoded());KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");System.out.println(keyFactory.generatePublic(keySpec));KeySpec keySpec2 = new PKCS8EncodedKeySpec(prik.getEncoded());System.out.println(keyFactory.generatePrivate(keySpec2));

看下這個輸出結果

RSA Public Key            modulus: 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    public exponent: 10001RSA Private CRT Key            modulus: c8f3e2d2e7fffe049127a115cab648fa9f55a7712d40868dccbddef9ebf030480a31f060e6c1ace2c53660e467cd173870367223dccea00ef2bdf6795757eb34fe1e8cfb63a0d333eefc9739029512df68108dd4b8054a12bdb206abd2ee7a727faa79604680c1337473ecd3d9a1a10b6cbc3af7862a74619ea7fe3a5bb2b89dded41dc5e4e4d5fcad169b85a599487929de1788e1e9a8d4efae4fda811d1e4d975b50d0d61b5887402ca975ec5e1d3ff193522b84746fe35ab00d073fed466786d9303f19c642c02cb1ad3a1ec6f0b7234e492e79500ee0bb1c1f07c23ae70af9b75aa35a6c75573d302cbf8f034341932dc371689b9f952388328c5277c117    public exponent: 10001   xxxSun RSA public key, 2048 bits  modulus: 25367925677263221630752072905429434117596189021449325931333193529363239091429133073657699480437320802724298965580526553453499379398405915207286949216370963889754756788008021698178495726807109888833039800230667805051637457878962812581009778614579379073430749907762728841603230968432191178635884450213875555645164935313884823663096624318071901833679005494934145072511042211644746801428698070096755012497436134537077746175344235590315572214836519284172251946833712681076781034466422251569387242330311670205489884189790153154281087401570994337126054046621401176808489895271448688335849540690562754961439975230588159770903  public exponent: 65537Sun RSA private CRT key, 2048 bits  modulus:          25367925677263221630752072905429434117596189021449325931333193529363239091429133073657699480437320802724298965580526553453499379398405915207286949216370963889754756788008021698178495726807109888833039800230667805051637457878962812581009778614579379073430749907762728841603230968432191178635884450213875555645164935313884823663096624318071901833679005494934145072511042211644746801428698070096755012497436134537077746175344235590315572214836519284172251946833712681076781034466422251569387242330311670205489884189790153154281087401570994337126054046621401176808489895271448688335849540690562754961439975230588159770903  public exponent:  65537  xxx

中間內容太多，略去了一部分，看下重點的public exponent部分，發現不同，但其實是一個是10進位輸出，一個是16進位輸出，所以在這裡提個醒，這裡產生過程沒有錯的。

三、openssh公開金鑰

很多SSH公開金鑰習慣使用openssh格式的，下面介紹下openssh格式的公開金鑰如何解析，目前好像是沒有官方庫或者第三方庫提供支援的。

openssh公開金鑰呈現形式如

ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAAAgQCW6qYq6m8gVOWLyTB1JGl1aLrJDOCIfErXWNUsNeUXg4UdAtSbkiA+Ta9Nx6oMR4w+OkPbxyivnzkZt1YpmDxrm1z99z81/VyVw+lue+3neRjTgfGMascG+46b7DpEKLXlfS2hwOA+4ooRIeR+LbQZVovy5SP6ZTngskiqcySYqQ== RSA-1024

以ssh-rsa打頭，描述“RSA-1024”結尾的形式，中間是Base64編碼。

這裡過濾掉除了Base64外的其他部分，解碼Base64得到公開金鑰二進位內容。

這裡二進位編碼格式如下：

前11位元組固定

0 0 0 7  's' 's' 'h' '-' ‘r' 's' 'a' 

緊接著4個位元組為一個int值，表示public exponent所佔位元組長度

可通過移位符及相加或者BigInteger方式實現轉換。

public static int decodeUInt32(byte[] key, int start_index){byte[] test = Arrays.copyOfRange(key, start_index, start_index + 4);return new BigInteger(test).intValue();//int int_24 = (key[start_index++] << 24) & 0xff;//int int_16 = (key[start_index++] << 16) & 0xff;//int int_8 = (key[start_index++] << 8) & 0xff;//int int_0 = key[start_index++] & 0xff;//return int_24 + int_16 + int_8 + int_0;}

得到長度後，再從後一位元組開始讀取該長度位元組作為public exponent的值，構造相應BigInteger。

再緊接著4個位元組也是一個int值，表示modulus所佔位元組長度，同理轉換得到長度。

再根據長度讀取位元組數組得到modulus值即可。

相應代碼如下

public static RSAPublicKey decodePublicKey(byte[] key) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException{byte[] sshrsa = new byte[] { 0, 0, 0, 7, 's', 's', 'h', '-', 'r', 's','a' };int start_index = sshrsa.length;/* Decode the public exponent */int len = decodeUInt32(key, start_index);start_index += 4;byte[] pe_b = new byte[len];for(int i= 0 ; i < len; i++){pe_b[i] = key[start_index++];}BigInteger pe = new BigInteger(pe_b);/* Decode the modulus */len = decodeUInt32(key, start_index);start_index += 4;byte[] md_b = new byte[len];for(int i = 0 ; i < len; i++){md_b[i] = key[start_index++];}BigInteger md = new BigInteger(md_b);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");KeySpec ks = new RSAPublicKeySpec(md, pe);return (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(ks);}

四、其他編碼後續有機會再研究其他編碼方式如何解析，不過可能bouncycastle已經提供了許多編碼的解析，可以直接使用，具體沒看，有興趣的可以研究下。下面有個網站介紹各種編碼的，還有利用openssl進行各種轉換的http://myonlineusb.wordpress.com/2011/06/19/what-are-the-differences-between-pem-der-p7bpkcs7-pfxpkcs12-certificates/