为什么 nodejs 加密签名功能只接受 privateKey pem 格式？

Question

首先，我们使用椭圆加密包。符号函数如下所示：

signByPriv = function (privKeyData, text) {
    let msgHash = getmsgHash(text, "SHA-384");
    let key = ec.keyFromPrivate(Buffer.from(privKeyData,'base64').toString('hex'), 'hex')
    let signature = key.sign(msgHash);
    return signature
}

然后我们想把它改成 nodejs 版本，因为 nodejs 在引擎盖下使用 openssl？所以它会更快

首先我的符号功能如下：

signByPriv = function (privKeyData, text) {
    const sign1 = crypto.createSign('SHA384');  //hash do inside
    sign1.write(text);
    sign1.end();
    const signature = sign1.sign(privKeyData, 'hex');
    return signature;
}

它会抱怨错误：

internal/crypto/sig.js:86 const ret = this[kHandle].sign(data, format, type, passphrase, rsaPadding,

错误：错误：0909006C：PEM 例程：get_name：无起始行

所以我检查了nodejs docs，发现它需要以pem格式传递privKey？

signByPriv = function (privKeyData, text) {
    let key = turnBase64PrivToPemKey(privKeyData) //base64 => pem
    const sign1 = crypto.createSign('SHA384');  //hash do inside
    sign1.write(text);
    sign1.end();
    const signature = sign1.sign(privKeyData, 'hex');
    return signature;
}
turnBase64PrivToPemKey = function (base64Priv) {
    var key_hex = Buffer.from(base64Priv, 'base64').toString('hex');
    ecdh.setPrivateKey(key_hex, 'hex')
    var pubKey_hex = ecdh.getPublicKey().toString('hex');
    //pem???????????????????????==????????????
    var mykey = '308187020100301306072a8648ce3d020106082a8648ce3d030107046d306b0201010420' + key_hex + 'a144034200' + pubKey_hex;
    privKey = '-----BEGIN PRIVATE KEY-----\n' + Buffer.from(mykey, 'hex').toString('base64') + '\n-----END PRIVATE KEY-----';
    pubKey = crypto.createPublicKey(privKey); //???????
    let Key = {
        privKey,
        pubKey
    }
    return Key;
}

太好了，签名和验证功能都完美无缺？

但后端可能会做同样愚蠢的事情......

我们选择的曲线是 prime256v1

const ecdh = crypto.createECDH('prime256v1')

所以，我想知道为什么 nodejs sign func 不能只接受 base64 priv？

因为pem格式只由私钥、公钥等固定字符串组成。

Answer 1

Sign并且Verify不只是支持PEM格式，而且还DER格式（以两者中描述的答案@Maarten Bodewes的）。此外，Pkcs8-（RFC 5208和此处）和 Sec1-EC-keys（SECG SEC1，C.4 节和此处）都可以使用。但是，不直接支持原始EC 密钥。因此，如果密钥仅可用作原始密钥，则始终需要进行转换。但是这种转换比发布的代码更容易实现，因此（在我看来）没有显着的额外工作，例如签名：

var buf1 = Buffer.from('308141020100301306072a8648ce3d020106082a8648ce3d030107042730250201010420', 'hex'); // specific byte-sequence for curve prime256v1
var buf2 = Buffer.from('<Raw private key as hex string>', 'hex'); // raw private key (32 bytes)
var privateKeyPkcs8Der = Buffer.concat([buf1, buf2], buf1.length + buf2.length);
var sign = crypto.createSign('SHA384');
sign.write(<data to sign>);
sign.end();
var signature = sign.sign({ key: privateKeyPkcs8Der, format: 'der', type: 'pkcs8' }); // specify format and type

用于签名privateKeyPkcs8Der的密钥是 DER 格式的 Pkcs8 密钥（没有原始公钥）。

与发布的代码相反：

• 使用 DER 格式而不是 PEM 格式。
• 只有原始私钥嵌入到 Pkcs8 容器中，而不是原始公钥。
• buf1包含属于 prime256v1 (secp256r1) 的字节序列和没有原始公钥的 Pkcs8 容器。 注意：字节序列与发布代码中使用的字节序列略有不同。这是因为字节序列还包含长度信息，这取决于是否嵌入了原始公钥。

这同样适用于验证：

var buf1 = Buffer.from('3059301306072a8648ce3d020106082a8648ce3d030107034200', 'hex'); // specific byte-sequence for curve prime256v1
var buf2 = Buffer.from('<Raw public key as hex string>', 'hex'); // raw public key (uncompressed, 65 bytes, startting with 04)
var publicKeyX509Der = Buffer.concat([buf1, buf2], buf1.length + buf2.length);
var verify = crypto.createVerify('SHA384');    
verify.write(<data to sign>);
verify.end();
var verified = verify.verify({ key: publicKeyX509Der, format: 'der', type: 'spki' }, signature); // specify format and type

用于验证的密钥publicKeyX509Der是DER 格式的 X.509-SubjectPublicKeyInfo 密钥（SECG SEC1，C.3 节）。

与签名一样：

• 使用 DER 格式而不是 PEM 格式。
• buf1 包含属于 prime256v1 的字节序列。

在发布的代码中，ECDH-class的方法用于从原始私钥派生原始公钥。相反，createPublicKey- 和export- 方法可用于从 Pkcs8 密钥派生 X.509-SubjectPublicKeyInfo 密钥：

var publicKey = crypto.createPublicKey({ key: privKeyPkcs8DER, type: 'pkcs8', format: 'der' });
var publicKeyX509Der = publicKey.export({type: 'spki', format: 'der'})

这privateKeyPkcs8Der是一个 Pkcs8 密钥（带有或不带有原始公钥）和publicKeyX509Der一个 X.509-SubjectPublicKeyInfo 密钥，均为 DER 格式。

注意：也可以使用 Sec1 容器代替 Pkcs8 容器。但是，密钥的结构和字节序列必须相应地进行调整。此处描述了 Sec1 容器的使用，但对于不同的曲线 (secp256 k 1)，因此不能简单地复制字节序列。