非对称密钥生成和转换规格
当前章节将说明系统目前支持的算法及其对应的规格。密钥生成有两种指定规格的方式,分别是:
-
字符串参数:以字符串的形式描述开发者需要生成的密钥规格。
-
密钥参数:使用密钥的详细密码学信息,构造密钥对象。
对于每种算法采用哪种方式,将会在具体的每个算法规格中介绍。
RSA
RSA(Rivest–Shamir–Adleman),当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成RSA密钥。
使用字符串参数生成
以字符串参数生成RSA密钥,具体的“字符串参数”由“RSA密钥类型”和“素数个数”使用符号“|”拼接而成,用于在创建非对称密钥生成器时,指定密钥规格。
说明: 生成RSA非对称密钥时,默认素数为2,PRIMES_2参数可省略。
RSA密钥类型 | 素数个数 | 字符串参数 | API版本 |
---|---|---|---|
RSA512 | 2 | RSA512|PRIMES_2 | 9+ |
RSA768 | 2 | RSA768|PRIMES_2 | 9+ |
RSA1024 | 2 | RSA1024|PRIMES_2 | 9+ |
RSA1024 | 3 | RSA1024|PRIMES_3 | 9+ |
RSA2048 | 2 | RSA2048|PRIMES_2 | 9+ |
RSA2048 | 3 | RSA2048|PRIMES_3 | 9+ |
RSA3072 | 2 | RSA3072|PRIMES_2 | 9+ |
RSA3072 | 3 | RSA3072|PRIMES_3 | 9+ |
RSA4096 | 2 | RSA4096|PRIMES_2 | 9+ |
RSA4096 | 3 | RSA4096|PRIMES_3 | 9+ |
RSA4096 | 4 | RSA4096|PRIMES_4 | 9+ |
RSA8192 | 2 | RSA8192|PRIMES_2 | 9+ |
RSA8192 | 3 | RSA8192|PRIMES_3 | 9+ |
RSA8192 | 4 | RSA8192|PRIMES_4 | 9+ |
RSA8192 | 5 | RSA8192|PRIMES_5 | 9+ |
使用密钥参数生成
从API版本10开始支持,使用密钥参数生成RSA密钥。
RSA密钥参数,涉及三个整数,包括:
-
n:模数(Modulus),是私钥和公钥的公共参数。
-
sk:私钥指数(privateExponent),公式中常写作d。
-
pk:公钥指数(publicExponent),公式中常写作e。
当创建非对称密钥生成器时,对于指定公/私钥参数生成RSA密钥的支持情况如表所示:
-
√:表示需要指定这一列中的具体属性,来构成密钥参数。
-
×:表示这一列中的具体属性对应某种密钥参数,但是当前不支持通过该密钥参数生成密钥。
公共参数 | 公钥参数 | 私钥参数 | 公私钥对参数 | |
---|---|---|---|---|
n | × | √ | × | √ |
pk | - | √ | - | √ |
sk | - | - | × | √ |
由上表可知:
-
RSA不支持通过指定公共参数(n)来随机生成密钥。
-
RSA不支持通过指定私钥参数(n, sk)来生成私钥。
ECC
ECC(Elliptic Curve Cryptography),是一种基于椭圆曲线数学的公钥密码算法。
椭圆曲线算法可以看作是定义在特殊集合下数的运算,当前算法库支持的ECC密钥均为Fp域的椭圆曲线,p为素数,Fp域也称素数域。
当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成ECC密钥,且支持通过曲线名生成公共密钥参数。
使用字符串参数生成
以字符串参数生成ECC密钥,具体的“字符串参数”由“非对称密钥算法”和“密钥长度”拼接而成,用于在创建非对称密钥生成器时,指定密钥规格。
非对称密钥算法 | 密钥长度(bit) | 曲线名 | 字符串参数 | API版本 |
---|---|---|---|---|
ECC | 224 | NID_secp224r1 | ECC224 | 9+ |
ECC | 256 | NID_X9_62_prime256v1 | ECC256 | 9+ |
ECC | 384 | NID_secp384r1 | ECC384 | 9+ |
ECC | 521 | NID_secp521r1 | ECC521 | 9+ |
ECC | 160 | NID_brainpoolP160r1 | ECC_BrainPoolP160r1 | 11+ |
ECC | 160 | NID_brainpoolP160t1 | ECC_BrainPoolP160t1 | 11+ |
ECC | 192 | NID_brainpoolP192r1 | ECC_BrainPoolP192r1 | 11+ |
ECC | 192 | NID_brainpoolP192t1 | ECC_BrainPoolP192t1 | 11+ |
ECC | 224 | NID_brainpoolP224r1 | ECC_BrainPoolP224r1 | 11+ |
ECC | 224 | NID_brainpoolP224t1 | ECC_BrainPoolP224t1 | 11+ |
ECC | 256 | NID_brainpoolP256r1 | ECC_BrainPoolP256r1 | 11+ |
ECC | 256 | NID_brainpoolP256t1 | ECC_BrainPoolP256t1 | 11+ |
ECC | 320 | NID_brainpoolP320r1 | ECC_BrainPoolP320r1 | 11+ |
ECC | 320 | NID_brainpoolP320t1 | ECC_BrainPoolP320t1 | 11+ |
ECC | 384 | NID_brainpoolP384r1 | ECC_BrainPoolP384r1 | 11+ |
ECC | 384 | NID_brainpoolP384t1 | ECC_BrainPoolP384t1 | 11+ |
ECC | 512 | NID_brainpoolP512r1 | ECC_BrainPoolP512r1 | 11+ |
ECC | 512 | NID_brainpoolP512t1 | ECC_BrainPoolP512t1 | 11+ |
使用密钥参数生成
从API版本10开始支持,使用密钥参数生成ECC密钥。
Fp域下的ECC密钥参数,包括:
-
p:素数,用于确定Fp。
-
a, b:确定椭圆曲线的方程。
-
g:椭圆曲线的一个基点(base point),可由gx,gy表示。
-
n:基点g的阶(order)。
-
h:余因子(cofactor)。
-
sk:私钥,是一个随机整数,小于n。
-
pk:公钥,是椭圆曲线上的一个点, pk = sk * g。
当创建非对称密钥生成器时,对于指定公/私钥参数生成ECC密钥的支持情况如表所示:
- √:表示需要指定这一列中的具体属性,来构成密钥参数。
公共参数 | 公钥参数 | 私钥参数 | 公私钥对参数 | |
---|---|---|---|---|
fieldType | √ | √ | √ | √ |
p | √ | √ | √ | √ |
a | √ | √ | √ | √ |
b | √ | √ | √ | √ |
g | √ | √ | √ | √ |
n | √ | √ | √ | √ |
h | √ | √ | √ | √ |
pk | - | √ | - | √ |
sk | - | - | √ | √ |
说明:
使用曲线名生成密钥参数
从API版本11开始支持,使用曲线名来生成ECC公共密钥参数。
说明:
曲线名为要求输入的字符串参数,支持的曲线名请参考ECC密钥字符串参数表中的“曲线名”一列。
生成的公共密钥参数可以直接随机生成公私钥,也可用于构造公、私以及公私钥对密钥参数。
DSA
DSA(Digital Signature Algorithm),是一种基于模算数和整数有限域离散对数难题的一种公钥密码算法,常用于数字签名和验签,不能用于加解密。
当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成DSA密钥。
使用字符串参数生成
以字符串参数生成DSA密钥,具体的“字符串参数”由“非对称密钥算法”和“密钥长度”拼接而成,用于在创建非对称密钥生成器时,指定密钥规格。
非对称密钥算法 | 密钥长度(bit) | 字符串参数 | API版本 |
---|---|---|---|
DSA | 1024 | DSA1024 | 10+ |
DSA | 2048 | DSA2048 | 10+ |
DSA | 3072 | DSA3072 | 10+ |
使用密钥参数生成
从API版本10开始支持,使用密钥参数生成DSA密钥。
DSA密钥参数,包括:
-
p:一个素模数,比特长度为64的整数倍。
-
q:p-1的素因子,长度与p的长度有关。
-
g:g = (h ^ ((p - 1) / q)) mod p,h为满足1 < h < p -1的任意整数。
-
sk:私钥,为随机生成的整数,满足0 < sk < q。
-
pk:公钥,pk = (g ^ sk) mod p。
当创建非对称密钥生成器时,对于指定公/私钥参数生成DSA密钥的支持情况如表所示:
-
√:表示需要指定这一列中的具体属性,来构成密钥参数。
-
×:表示这一列中的具体属性对应某种密钥参数,但是当前不支持通过该密钥参数生成密钥。
公共参数 | 公钥参数 | 私钥参数 | 公私钥对参数 | |
---|---|---|---|---|
p | √ | √ | × | √ |
q | √ | √ | × | √ |
g | √ | √ | × | √ |
pk | - | √ | - | √ |
sk | - | - | × | √ |
说明:
DSA不支持通过指定私钥参数(p, q, g, sk)来生成私钥。
当使用公共参数(p, q, g)来生成DSA密钥对时,DSA密钥长度至少需要1024位。
SM2
SM2,是一种基于椭圆曲线的公钥密码算法。采用的Fp域上的椭圆曲线。
当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成SM2密钥,且支持通过曲线名生成公共密钥参数。
使用字符串参数生成
当前支持以字符串参数生成SM2密钥,具体的“字符串参数”由“非对称密钥算法”和“密钥长度”使用符号“_”拼接而成,用于在创建非对称密钥生成器时,指定密钥规格。
非对称密钥算法 | 密钥长度(bit) | 曲线名 | 字符串参数 | API版本 |
---|---|---|---|---|
SM2 | 256 | NID_sm2 | SM2_256 | 10+ |
使用密钥参数生成
从API版本11开始支持,使用密钥参数生成SM2密钥。
Fp域下的SM2密钥参数,包括:
-
p:素数,用于确定Fp。
-
a, b:确定椭圆曲线的方程。
-
g:椭圆曲线的一个基点(base point),可由gx,gy表示。
-
n:基点g的阶(order)。
-
h:余因子(cofactor)。
-
sk:私钥,是一个随机整数,小于n。
-
pk:公钥,是椭圆曲线上的一个点, pk = sk * g。
当创建非对称密钥生成器时,对于指定公/私钥参数生成SM2密钥的支持情况如表所示:
- √:表示需要指定这一列中的具体属性,来构成密钥参数。
公共参数 | 公钥参数 | 私钥参数 | 公私钥对参数 | |
---|---|---|---|---|
fieldType | √ | √ | √ | √ |
p | √ | √ | √ | √ |
a | √ | √ | √ | √ |
b | √ | √ | √ | √ |
g | √ | √ | √ | √ |
n | √ | √ | √ | √ |
h | √ | √ | √ | √ |
pk | - | √ | - | √ |
sk | - | - | √ | √ |
说明:
使用曲线名生成密钥参数
从API版本11开始支持,使用曲线名来生成SM2公共密钥参数。
说明:
曲线名为要求输入的字符串参数,支持的曲线名为"NID_sm2"。
生成的公共密钥参数可以直接随机生成公私钥,也可用于构造公、私以及公私钥对密钥参数。
Ed25519
Ed25519算法是一个基于 EdDSA 算法的数字签名算法,密钥长度为256位,使用 Edwards 曲线来实现,不能用于加解密,一般用于数字签名和验签。
当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成Ed25519密钥。
使用字符串参数生成
以字符串参数生成Ed25519密钥,用于在创建非对称密钥生成器时,指定密钥规格。
非对称密钥算法 | 字符串参数 | API版本 |
---|---|---|
Ed25519 | Ed25519 | 11+ |
使用密钥参数生成
从API版本11开始支持,使用密钥参数生成Ed25519密钥。
Ed22519密钥参数,包括:
-
sk:私钥,一个 32 字节的随机值。
-
pk:公钥,一个 32 字节的值,从私钥派生而来。
当创建非对称密钥生成器时,对于指定公/私钥参数生成Ed25519密钥的支持情况如表所示:
- √:表示需要指定这一列中的具体属性,来构成密钥参数。
公钥参数 | 私钥参数 | 公私钥对参数 | |
---|---|---|---|
pk | √ | - | √ |
sk | - | √ | √ |
说明: Ed25519密钥参数没有公共参数,不支持通过公共参数生成密钥。
X25519
X25519算法是一种 Diffie-Hellman 密钥交换算法,用于密钥协商。
当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成X25519密钥。
使用字符串参数生成
以字符串参数生成X25519密钥,用于在创建非对称密钥生成器时,指定密钥规格。
非对称密钥算法 | 字符串参数 | API版本 |
---|---|---|
X25519 | X25519 | 11+ |
使用密钥参数生成
从API版本11开始支持,使用密钥参数生成X25519密钥。
X22519密钥参数,包括:
-
sk:私钥,一个 32 字节的随机值。
-
pk:公钥,一个 32 字节的值,从私钥派生而来。
当创建非对称密钥生成器时,对于指定公/私钥参数生成X25519密钥的支持情况如表所示:
- √:表示需要指定这一列中的具体属性,来构成密钥参数。
公钥参数 | 私钥参数 | 公私钥对参数 | |
---|---|---|---|
pk | √ | - | √ |
sk | - | √ | √ |
说明: X25519没有公共密钥参数,不支持通过公共参数生成密钥。
DH
DH(Diffie–Hellman key exchange),是一种密钥协商算法,只涉及公钥的交换,它可以提供前向安全性,即使在通信渠道被监听的情况下,也不会暴露双方的私钥。
当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成DH密钥,且支持根据素数长度和私钥长度生成公共密钥参数。
使用字符串参数生成
以字符串参数生成DH密钥,具体的“字符串参数”由“非对称密钥算法”和“知名安全素数群参数”使用符号“_”拼接而成,用于在创建非对称密钥生成器时,指定密钥规格。
非对称密钥算法 | 知名安全素数群参数 | 密钥长度(bit) | 字符串参数 | API版本 |
---|---|---|---|---|
DH | modp1536 | 1536 | DH_modp1536 | 11+ |
DH | modp2048 | 2048 | DH_modp2048 | 11+ |
DH | modp3072 | 3072 | DH_modp3072 | 11+ |
DH | modp4096 | 4096 | DH_modp4096 | 11+ |
DH | modp6144 | 6144 | DH_modp6144 | 11+ |
DH | modp8192 | 8192 | DH_modp8192 | 11+ |
DH | ffdhe2048 | 2048 | DH_ffdhe2048 | 11+ |
DH | ffdhe3072 | 3072 | DH_ffdhe3072 | 11+ |
DH | ffdhe4096 | 4096 | DH_ffdhe4096 | 11+ |
DH | ffdhe6144 | 6144 | DH_ffdhe6144 | 11+ |
DH | ffdhe8192 | 8192 | DH_ffdhe8192 | 11+ |
使用密钥参数生成
从API版本11开始支持,使用密钥参数生成DH密钥。
DH密钥参数,包括:
-
p:一个足够大的素数,用作有限域的模数。它被所有通信双方共享。
-
g:g是DH算法的生成元,是素数p的原根。它被所有通信双方共享。
-
l:length,表示私钥长度,以bit为单位。当l为0时,代表不指定私钥长度。
-
sk:私钥,一个随机生成的私钥值。
-
pk:公钥,通过使用公共参数(p 和 g)和私钥进行计算得到。
当创建非对称密钥生成器时,对于指定公/私钥参数生成DH密钥的支持情况如表所示:
- √:表示需要指定这一列中的具体属性,来构成密钥参数。
公共参数 | 公钥参数 | 私钥参数 | 公私钥对参数 | |
---|---|---|---|---|
p | √ | √ | √ | √ |
g | √ | √ | √ | √ |
l | √ | √ | √ | √ |
pk | - | √ | - | √ |
sk | - | - | √ | √ |
使用素数长度和私钥长度生成公共密钥参数
从API版本11开始支持,使用素数长度和私钥长度生成DH公共密钥参数。
如果素数长度与安全素数组素数长度一致,则选用对应的知名安全素数群,对应关系如表所示:
素数长度(bit) | 知名安全素数群 |
---|---|
2048 | ffdhe2048 |
3072 | ffdhe3072 |
4096 | ffdhe4096 |
6144 | ffdhe6144 |
8192 | ffdhe8192 |
-
素数p的比特长度必须大于等于512,小于等于10000。
-
私钥长度l为可选参数,默认为0,l值的设置范围需大于2*(96+(素数P位数-1)/1024*16)。
-
生成的公共密钥参数可以直接随机生成公私钥,也可用于构造公、私以及公私钥对密钥参数。
-
生成非知名群的密钥参数较为耗时,建议优先选用知名安全素数群。