RSA私钥的PKCS#1和PKCS#8格式

Question

RSA私钥的PKCS#1和PKCS#8格式

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有人能帮我理解RSA密钥是如何以这些格式存储的吗？我想知道PKCS格式与编码（DER、PEM）之间的区别。据我所知，PEM更易读懂。PEM/DER对于密钥/证书是否类似于UTF-8/16对于字符？DER/PEM的重要性是什么？抱歉问题太多，但已经厌倦了搜索到模糊的答案。谢谢。

- akd

请查看我之前回答类似问题的答案，以获得更直观的解释。 - jariq

2个回答

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PKCS#1和PKCS#8（公钥密码学标准）是规范，用于管理特定的加密原语、填充等。两者都定义了用于存储密钥、证书和其他相关信息的文件格式。

PEM（隐私增强电子邮件）和DER（专有编码规则）更有趣一些。DER是用于键和证书等的ASN.1编码，您可以在Google上找到很多相关信息。私钥和证书使用DER编码并可以直接保存。然而，这些文件是二进制的，不易复制和粘贴，因此许多（如果不是大多数）实现也接受PEM编码的文件。PEM基本上是base64编码的DER：我们添加一个标题、可选的元数据和base64编码的DER数据，就得到了一个PEM文件。

- Luke Joshua Park

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“which you'll be able to Google plenty about” 是我在 StackOverflow 的答案中最喜欢看到的短语之一，现在已成为谷歌搜索结果中排名靠前的答案之一。 - JamesTheAwesomeDude

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

- dave_thompson_085 · Accepted Answer

(扩展超出我认为适合编辑的范围。)

PKCS1，以rfcs 2313、2437、3447和8017等多个版本提供，主要涉及使用RSA算法进行加密、解密、签名和验证。但由于加密技术通常用于系统之间或至少是程序之间，因此具有定义明确、可互操作的密钥格式非常方便，PKCS1在附录A.1中定义了RSA公钥和私钥的相当简单的格式。正如卢克所暗示的，这使用DER编码的ASN.1，它是一种用于互操作地编码几乎任何类型数据的标准。

PKCS8则作为rfc5208提供，是处理所有算法的私钥的标准，而不仅限于RSA。它也使用ASN.1 DER，并从简单地将AlgorithmIdentifier与OCTET STRING组合开始，其中AlgorithmIdentifier是X.509首先定义的ASN.1结构，其预测性地标识了一个算法，并且OCTET STRING包含表示密钥的编码方式，这取决于算法。对于RSA算法，通过包含意味着rsaEncryption的OID的AlgorithmIdentifier进行标识，OCTET STRING包含PKCS1私钥编码。PKCS8还允许添加任意“属性”，但很少使用。(例如：无法将.jks转换为.pkcs12：超出私钥)

PKCS8还提供了加密私钥的选项，使用基于密码的加密(尽管没有明确要求)。这很常见，特别是当PKCS8用作PKCS12/PFX的私钥部分时，尽管不是普遍适用的。由于大多数系统今天需要支持多种算法，并希望能够适应开发出的新算法，因此PKCS8被优先用于私钥，而X.509定义了类似的任意算法方案用于公钥。虽然PKCS12/PFX通常比两者都更受欢迎。

这两个标准都与证书或其他PKI对象如CSR、CRL、OCSP、SCT等无关。它们由其他标准定义，包括PKCS系列的其他成员——尽管它们可能使用这些标准定义的密钥。

PEM格式（正如Luke所说）是一种编码方式，可以使得几乎任何二进制/DER数据更加方便地进行编码。它源于上个世纪90年代的一次安全电子邮件尝试，名为Privacy-Enhanced Mail (PEM)。在那个时候，电子邮件系统通常只能传输或至少可靠地传输可打印的文本，并且通常只有有限的字符集和有限的行长度，因此PEM将二进制数据编码为行长为64的base64格式。PEM本身并不十分成功，已被PGP和S/MIME等其他格式取代，但其定义的格式仍然在使用中。现在的电子邮件系统通常可以传输二进制数据，但是像Luke所说的那样，复制和粘贴通常只能处理显示字符，所以PEM仍然有用，并且更容易被人类识别。

更确切地说，PEM将某些数据编码为例如PKCS1或PKCS8密钥、证书、CSR等形式:

由5个连字符、单词BEGIN、一个或几个（以空格分隔的）单词定义数据类型和5个连字符组成的行
一个可选的（很少见到的）rfc822风格的头，以空行结尾
数据的base64格式，分为64个字符的行（除了最后一行）；有些程序使用稍新的MIME限制76个字符
类似于BEGIN行但带有END而不是BEGIN的行

有些阅读器检查/强制执行行长度和END行，有些则不会，因此如果您犯了错误，则可能会创建有时有效有时无效的文件，这很麻烦。

例如，PEM中的PKCS1私钥（未加密）如下所示:

PKCS8中未加密的同一密钥：

并且进行了PKCS8加密：

可以从BEGIN/END行中轻松识别每个文件(或其他数据单元)中数据类型。虽然只有第三个需要加密的密码，但数据中实际的关键值在没有工具的情况下不容易阅读。