使用 ED25519 密钥和 Bouncy Castle (Java) 签署/验证 Json

编程问答 2022-05-22

问题描述

我使用 ssh-keygen -t ed25519 生成了以下密钥：

PRIVATE KEY:
-----BEGIN OPENSSH PRIVATE KEY-----
b3BlbnNzaC1r.....dFUQE=
-----END OPENSSH PRIVATE KEY-----

PUBLIC KEY:
ssh-ed25519 AAAAC3NzaC1lZDI1NTE5AAAAIGWZbgFOWl97YZJ5Voljoz0f52jRO24jqLLcEhWtalo6 USER@LAPTOP

我正在尝试使用上述密钥对 json 字符串进行签名和验证，但是，verifySignature 总是返回 false。

    byte[] privateKeyBytes = Files.readAllBytes(Paths.get("C:\\workspace\\ssh\\ed25519"));
    Ed25519PrivateKeyParameters privateKey = new Ed25519PrivateKeyParameters(privateKeyBytes,0);

    byte[] publicKeyBytes = Files.readAllBytes(Paths.get("C:\\workspace\\ssh\\ed25519.pub"));
    Ed25519PublicKeyParameters publicKey = new Ed25519PublicKeyParameters(publicKeyBytes,0);

    byte[] message = "Json String".getBytes("utf-8");

    // create the signature
    Signer signer = new Ed25519Signer();
    signer.init(true,privateKey);
    signer.update(message,message.length);
    byte[] signature = signer.generateSignature();

    // verify the signature
    Signer verifier = new Ed25519Signer();
    verifier.init(false,publicKey);
    verifier.update(message,message.length);
    boolean verified = verifier.verifySignature(signature);

这个验证总是错误的。任何想法...

尝试关注Rebuild of ED25519 keys with Bouncy Castle (Java)

解决方法

私钥和公钥 Ed25519 密钥的大小各为 32 字节。它们可以封装成不同的格式。 ssh-keygen 使用所使用的语句以 OpenSSH 格式生成两个 Ed25519 密钥。此格式无法直接导入。但是，BouncyCastle 为此提供了帮助类。

私钥可以使用 PemReader 加载并使用 Ed25519PrivateKeyParameters 导入到 OpenSSHPrivateKeyUtil.parsePrivateKeyBlob() 实例中。 OpenSSHPublicKeyUtil.parsePublicKey() 允许将公钥的 Base64 解码主体导入到 Ed25519PublicKeyParameters 实例中。

使用 ssh-keygen -t ed25519 创建的密钥对看起来例如如下：

-----BEGIN OPENSSH PRIVATE KEY-----
b3BlbnNzaC1rZXktdjEAAAAABG5vbmUAAAAEbm9uZQAAAAAAAAABAAAAMwAAAAtzc2gtZW
QyNTUxOQAAACDbBP+5jmEtjh1JvhzVQsvvTC2IQrX6P68XzrV7ZbnGsQAAAKBgtw9/YLcP
fwAAAAtzc2gtZWQyNTUxOQAAACDbBP+5jmEtjh1JvhzVQsvvTC2IQrX6P68XzrV7ZbnGsQ
AAAEAaKYn22N1O78HfdG22C7hcG2HiezKMzlq4JTdgYG1DstsE/7mOYS2OHUm+HNVCy+9M
LYhCtfo/rxfOtXtlucaxAAAAHHRmbG9yZXNfZHQwMUB0ZmxvcmVzX2R0MDEtUEMB
-----END OPENSSH PRIVATE KEY-----

和

ssh-ed25519 AAAAC3NzaC1lZDI1NTE5AAAAINsE/7mOYS2OHUm+HNVCy+9MLYhCtfo/rxfOtXtlucax whatever

两个密钥都可以导入并用于签名和验证，如下所示：

import java.io.FileReader;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.util.Base64;
import org.bouncycastle.crypto.Signer;
import org.bouncycastle.crypto.params.AsymmetricKeyParameter;
import org.bouncycastle.crypto.signers.Ed25519Signer;
import org.bouncycastle.crypto.util.OpenSSHPrivateKeyUtil;
import org.bouncycastle.crypto.util.OpenSSHPublicKeyUtil;
import org.bouncycastle.util.io.pem.PemReader;

...

byte[] message = "Json String".getBytes("utf-8");

// Load private key
AsymmetricKeyParameter privateKeyParameters = null;
String pathPrivateKey = "<path to private key>";
try (FileReader fileReader = new FileReader(pathPrivateKey);
     PemReader pemReader = new PemReader(fileReader)) {     
    byte[] privateKeyContent = pemReader.readPemObject().getContent();
    privateKeyParameters = OpenSSHPrivateKeyUtil.parsePrivateKeyBlob(privateKeyContent);
}
    
// Load public key  
String pathPublicKey = "<path to public key>";      
String publicKeyBody = new String(Files.readAllBytes(Paths.get(pathPublicKey)),StandardCharsets.UTF_8).split(" ")[1];
AsymmetricKeyParameter publicKeyParameters = OpenSSHPublicKeyUtil.parsePublicKey(Base64.getDecoder().decode(publicKeyBody));

// Sign
Signer signer = new Ed25519Signer();
signer.init(true,privateKeyParameters);
signer.update(message,message.length);
byte[] signature = signer.generateSignature();

// Verify
Signer verifier = new Ed25519Signer();
verifier.init(false,publicKeyParameters);
verifier.update(message,message.length);
boolean verified = verifier.verifySignature(signature);

System.out.println("Verification: " + verified); // Verification: true

请注意，您可以使用 Ed25519PrivateKeyParameters 或 Ed25519PublicKeyParameters直接导入原始密钥，即 32 字节的密钥。因此，另一种解决方案是从 OpenSSH 格式的密钥中获取原始密钥并使用它们。

bouncycastleencryption-asymmetricjavajavasignsign