如何从.NET读取PEM RSA私钥

Question

如何从.NET读取PEM RSA私钥

99

我有一个PEM格式的RSA私钥，是否有一种直接的方法可以从.NET中读取并实例化RSACryptoServiceProvider以解密使用相应公钥加密的数据？

- Simone

1

这里有很多答案，但请注意PEM不是私钥的特定格式。它基本上是一个包装器，将二进制编码的私钥转换为文本 - 所谓的ASCII装甲。现在内部格式可以是PKCS＃1格式的私钥（只是私钥，没有指示它是RSA密钥），未加密的PKCS＃8格式的私钥（仅“内部”PKCS＃8）或使用密钥或密码短语包装的PKCS＃8私钥。这使读者能够为每个3种可能性选择正确的答案。 - Maarten Bodewes

1

如果它是PKCS#1私钥，那么PEM头部应该有"RSA PRIVATE KEY"。如果它是PKCS#8，则只需读取"PRIVATE KEY" - 因为算法已经在二进制编码中了。如果它受到密码保护，那么通常会期望一些参数跟随初始标题行，尽管这很不幸是严格可选的。 - Maarten Bodewes

10个回答

36

关于轻松导入RSA私钥，而不使用第三方代码（如BouncyCastle），我认为答案是“否，仅凭私钥的PEM格式无法实现”。

然而，正如Simone所提到的，您可以简单地将私钥的PEM（*.key）和使用该密钥（*.crt）的证书文件的PEM组合成一个*.pfx文件，然后轻松导入该文件。

要从命令行生成PFX文件：

openssl pkcs12 -in a.crt -inkey a.key -export -out a.pfx

然后可以像这样使用.NET证书类：

using System.Security.Cryptography.X509Certificates;

X509Certificate2 combinedCertificate = new X509Certificate2(@"C:\path\to\file.pfx");

现在你可以按照MSDN的示例，通过RSACryptoServiceProvider进行加密和解密：

我省略了解密需要使用PFX密码和Exportable标志导入的步骤。(参见：BouncyCastle RSAPrivateKey转为.NET RSAPrivateKey)

X509KeyStorageFlags flags = X509KeyStorageFlags.Exportable;
X509Certificate2 cert = new X509Certificate2("my.pfx", "somepass", flags);

RSACryptoServiceProvider rsa = (RSACryptoServiceProvider)cert.PrivateKey;
RSAParameters rsaParam = rsa.ExportParameters(true);

- SeventhPath

6

有很多例子假定我们想要使用命令行工具（特别是openssl）的负担...我希望/需要一个完全基于程序的解决方案。此外，我所在的环境无法使用.NET Standard 2.1（又名.NET Core 3.0+/5.0）。 - Greg Vogel

33

你可以看一下JavaScience的OpenSSLKey源代码，里面有与你想要实现的功能完全相同的代码。实际上，他们还提供了大量的加密源代码。

//------- Parses binary ans.1 RSA private key; returns RSACryptoServiceProvider  ---
public static RSACryptoServiceProvider DecodeRSAPrivateKey(byte[] privkey)
{
        byte[] MODULUS, E, D, P, Q, DP, DQ, IQ ;

        // ---------  Set up stream to decode the asn.1 encoded RSA private key  ------
        MemoryStream  mem = new MemoryStream(privkey) ;
        BinaryReader binr = new BinaryReader(mem) ;    //wrap Memory Stream with BinaryReader for easy reading
        byte bt = 0;
        ushort twobytes = 0;
        int elems = 0;
        try {
                twobytes = binr.ReadUInt16();
                if (twobytes == 0x8130) //data read as little endian order (actual data order for Sequence is 30 81)
                        binr.ReadByte();        //advance 1 byte
                else if (twobytes == 0x8230)
                        binr.ReadInt16();       //advance 2 bytes
                else
                        return null;

                twobytes = binr.ReadUInt16();
                if (twobytes != 0x0102) //version number
                        return null;
                bt = binr.ReadByte();
                if (bt !=0x00)
                        return null;


                //------  all private key components are Integer sequences ----
                elems = GetIntegerSize(binr);
                MODULUS = binr.ReadBytes(elems);

                elems = GetIntegerSize(binr);
                E = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                D = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                P = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                Q = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                DP = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                DQ = binr.ReadBytes(elems) ;

                elems = GetIntegerSize(binr);
                IQ = binr.ReadBytes(elems) ;

                Console.WriteLine("showing components ..");
                if (verbose) {
                        showBytes("\nModulus", MODULUS) ;
                        showBytes("\nExponent", E);
                        showBytes("\nD", D);
                        showBytes("\nP", P);
                        showBytes("\nQ", Q);
                        showBytes("\nDP", DP);
                        showBytes("\nDQ", DQ);
                        showBytes("\nIQ", IQ);
                }

                // ------- create RSACryptoServiceProvider instance and initialize with public key -----
                RSACryptoServiceProvider RSA = new RSACryptoServiceProvider();
                RSAParameters RSAparams = new RSAParameters();
                RSAparams.Modulus =MODULUS;
                RSAparams.Exponent = E;
                RSAparams.D = D;
                RSAparams.P = P;
                RSAparams.Q = Q;
                RSAparams.DP = DP;
                RSAparams.DQ = DQ;
                RSAparams.InverseQ = IQ;
                RSA.ImportParameters(RSAparams);
                return RSA;
        }
        catch (Exception) {
                return null;
        }
        finally {
                binr.Close();
        }
}

- SoloBold

尝试过了，但不起作用，还没有花时间仔细查看代码，希望有更简单的解决方案。 - Simone

1

我刚从这个SO问题中发现了这个答案的交叉链接。现在我看到它是实际的代码文件，而且它们只是解码ASN.1编码数据，这个答案应该得到更多的+1。(他们真的不应该称自己为“JavaScience”) - Ian Boyd

它适用于我的场景，即使用RSA私钥加密的DES3密码短语。但是，代码很混乱；有对Console.ReadLine和WriteLine的调用；需要用户交互来输入密码等。需要重写以用作正确的库，但它可以工作！ - Tahir Hassan

2

这对我也起作用了，如果有人想看一个完整的工作代码示例，这里有一个项目的示例，其中PHP脚本创建PEM格式的密钥并将其发送到C#，然后使用上面链接的库将其转换为XML：http://csharp-tricks-en.blogspot.de/2015/04/rsa-with-c-and-php.html - Oliver

2

收集了javascience的代码，用于PHP生成的公私钥组合中与私钥相关的特定功能 -- 运行得非常好。如果我可以为那个不宣传“Bouncy Castle”或其他臃肿库的人点赞1000次，那就太棒了。非常感谢!! - Kraang Prime

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4

之间的东西

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY----

和

-----END RSA PRIVATE KEY-----

这是PKCS＃8 PrivateKeyInfo的base64编码（除非它说RSA ENCRYPTED PRIVATE KEY，否则它是EncryptedPrivateKeyInfo）。

手动解码并不难，但最好的选择是使用P / Invoke到CryptImportPKCS8。

更新：自Windows Server 2008和Windows Vista起，CryptImportPKCS8函数不再可用。请改用PFXImportCertStore函数。

- Rasmus Faber

4

好的，我使用Mac生成自签名密钥。下面是我使用的有效方法。

我创建了一个shell脚本来加速我的密钥生成。

genkey.sh

#/bin/sh

ssh-keygen -f host.key
openssl req -new -key host.key -out request.csr
openssl x509 -req -days 99999 -in request.csr -signkey host.key -out server.crt
openssl pkcs12 -export -inkey host.key -in server.crt -out private_public.p12 -name "SslCert"
openssl base64 -in private_public.p12 -out Base64.key

给脚本添加 +x 执行标志

chmod +x genkey.sh

然后调用 genkey.sh。

./genkey.sh

我输入了一个密码（至少在最后导出时要包括一个密码，这一点很重要）

Enter pass phrase for host.key:
Enter Export Password:   {Important to enter a password here}
Verifying - Enter Export Password: { Same password here }

我将Base64.Key中的所有内容放入一个名为sslKey的字符串中。

private string sslKey = "MIIJiAIBA...................................." +
                        "......................ETC...................." +
                        "......................ETC...................." +
                        "......................ETC...................." +
                        ".............ugICCAA=";

我随后使用了一个惰性加载的属性 getter 来获取带有私钥的 X509 证书。

X509Certificate2 _serverCertificate = null;
X509Certificate2 serverCertificate{
    get
    {
        if (_serverCertificate == null){
            string pass = "Your Export Password Here";
            _serverCertificate = new X509Certificate(Convert.FromBase64String(sslKey), pass, X509KeyStorageFlags.Exportable);
        }
        return _serverCertificate;
    }
}

我选择这条路线是因为我正在使用 .net 2.0 和 Mac 上的 Mono，并且我想使用纯框架代码而没有编译的库或依赖项。

我最终使用 SslStream 来保护我的应用程序的 TCP 通信。

SslStream sslStream = new SslStream(serverCertificate, false, SslProtocols.Tls, true);

我希望这能帮助其他人。

注意：

没有密码，我无法正确地导出私钥。

- The Lazy Coder

4

我尝试过针对PEM编码的PKCS#8 RSA私钥进行所接受的答案，但结果是一个带有“RSA私钥中的序列无效”的“PemException”异常。原因是Org.BouncyCastle.OpenSsl.PemReader似乎只支持PKCS#1私钥。

通过转换到Org.BouncyCastle.Utilities.IO.Pem.PemReader（注意类型名称匹配！），我能够获取私钥，如下所示：

private static RSAParameters GetRsaParameters(string rsaPrivateKey)
{
    var byteArray = Encoding.ASCII.GetBytes(rsaPrivateKey);
    using (var ms = new MemoryStream(byteArray))
    {
        using (var sr = new StreamReader(ms))
        {
            var pemReader = new Org.BouncyCastle.Utilities.IO.Pem.PemReader(sr);
            var pem = pemReader.ReadPemObject();
            var privateKey = PrivateKeyFactory.CreateKey(pem.Content);

            return DotNetUtilities.ToRSAParameters(privateKey as RsaPrivateCrtKeyParameters);
        }
    }
}

- starteleport

仍然在Framework <=4.8中有代码的开发人员。我发现这是解决PKCS#8引起的所有麻烦的解决方案。我建议看一下这个“https://dev59.com/HGMl5IYBdhLWcg3wXWAT”，这样你就会有更好的想法。 - Ashwin A

3

我已经创建了 PemUtils 库来实现这一点。该代码可以在 GitHub 上获取，并且可以从 NuGet 安装：

PM> Install-Package PemUtils

如果您只需要 DER 转换器：

PM> Install-Package DerConverter

从PEM数据中读取RSA密钥的用法：

using (var stream = File.OpenRead(path))
using (var reader = new PemReader(stream))
{
    var rsaParameters = reader.ReadRsaKey();
    // ...
}

- huysentruitw

2

对于不想使用Bouncy的人，以及正在尝试其他答案中包含的代码的人，我发现这些代码大多数时间都可以运行，但是在某些RSA私有字符串上会遇到问题，例如我下面提供的字符串。通过查看Bouncy代码，我调整了wprl提供的代码。

    RSAparams.D = ConvertRSAParametersField(D, MODULUS.Length);
    RSAparams.DP = ConvertRSAParametersField(DP, P.Length);
    RSAparams.DQ = ConvertRSAParametersField(DQ, Q.Length);
    RSAparams.InverseQ = ConvertRSAParametersField(IQ, Q.Length);

    private static byte[] ConvertRSAParametersField(byte[] bs, int size)
    {
        if (bs.Length == size)
            return bs;

        if (bs.Length > size)
            throw new ArgumentException("Specified size too small", "size");

        byte[] padded = new byte[size];
        Array.Copy(bs, 0, padded, size - bs.Length, bs.Length);
        return padded;
    }

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----

- Jack Bond

对于我这样每两三年使用一次密码学的人来说，我不知道如何获取你的方法的长度值。希望能得到类似于PemReader的东西，可以自己计算这些值，或者至少有一些解释。 - Ernis

1

在密码应用程序块下检查http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd203099.aspx。

不知道你是否能得到答案，但值得一试。

评论后编辑。

那么，请检查此代码。

using System.Security.Cryptography;


public static string DecryptEncryptedData(stringBase64EncryptedData, stringPathToPrivateKeyFile) { 
    X509Certificate2 myCertificate; 
    try{ 
        myCertificate = new X509Certificate2(PathToPrivateKeyFile); 
    } catch{ 
        throw new CryptographicException("Unable to open key file."); 
    } 

    RSACryptoServiceProvider rsaObj; 
    if(myCertificate.HasPrivateKey) { 
         rsaObj = (RSACryptoServiceProvider)myCertificate.PrivateKey; 
    } else 
        throw new CryptographicException("Private key not contained within certificate."); 

    if(rsaObj == null) 
        return String.Empty; 

    byte[] decryptedBytes; 
    try{ 
        decryptedBytes = rsaObj.Decrypt(Convert.FromBase64String(Base64EncryptedData), false); 
    } catch { 
        throw new CryptographicException("Unable to decrypt data."); 
    } 

    //    Check to make sure we decrpyted the string 
   if(decryptedBytes.Length == 0) 
        return String.Empty; 
    else 
        return System.Text.Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes); 
}

- João Augusto

不，它不支持任何非对称算法。 - Simone

3

这段代码无法加载PEM格式的RSA私钥，它需要一个基于该私钥的证书文件，虽然可以生成该文件，但我希望避免这一步骤。 - Simone

好的，那告诉我你的私钥在哪里？ - João Augusto

如果你看了我对之前回答的回复，你会发现我已经尝试过了，但是没有成功。 - Simone

没有注意到，我删除了最后一部分，因为它与第一个答案相同。 - João Augusto

-1

private static PrivateKey getPrivateKey(String privateKeyPath) throws IOException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {
        KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("RSA");

        try (FileReader keyReader = new FileReader(privateKeyPath);
             PemReader pemReader = new PemReader(keyReader)) {

            PemObject pemObject = pemReader.readPemObject();
            byte[] content = pemObject.getContent();
            PKCS8EncodedKeySpec privKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(content);
            return (PrivateKey) factory.generatePrivate(privKeySpec);

        }
    }

- Omotayo Peter

1

感谢您对Stack Overflow社区做出贡献的兴趣。这个问题已经有很多答案了，其中一个答案已经得到社区广泛验证。您确定您的方法之前没有被提到过吗？如果是这样的话，能否解释一下您的方法与众不同的地方，在什么情况下您的方法可能更好，并且为什么您认为之前的答案不够满意。您可以编辑您的回答并提供解释吗？ - Jeremy Caney

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Simone · Accepted Answer

2021年3月3日更新

.NET 5现在原生支持此功能。

要尝试下面的代码片段，请在http://travistidwell.com/jsencrypt/demo/上生成密钥对并加密一些文本。

var privateKey = @"-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
{ the full PEM private key } 
-----END RSA PRIVATE KEY-----";

var rsa = RSA.Create();
rsa.ImportFromPem(privateKey.ToCharArray());

var decryptedBytes = rsa.Decrypt(
    Convert.FromBase64String("{ base64-encoded encrypted string }"), 
    RSAEncryptionPadding.Pkcs1
);

// this will print the original unencrypted string
Console.WriteLine(Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes));

原始回答

我解决了，谢谢。如果有人感兴趣，bouncycastle 就是解决方案，只是由于我的知识不足和文档缺乏而花费了我一些时间。这是代码：

var bytesToDecrypt = Convert.FromBase64String("la0Cz.....D43g=="); // string to decrypt, base64 encoded
 
AsymmetricCipherKeyPair keyPair; 
 
using (var reader = File.OpenText(@"c:\myprivatekey.pem")) // file containing RSA PKCS1 private key
    keyPair = (AsymmetricCipherKeyPair) new PemReader(reader).ReadObject(); 
 
var decryptEngine = new Pkcs1Encoding(new RsaEngine());
decryptEngine.Init(false, keyPair.Private); 
 
var decrypted = Encoding.UTF8.GetString(decryptEngine.ProcessBlock(bytesToDecrypt, 0, bytesToDecrypt.Length));