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Befehlszeilenoperationen für elliptische Kurven

OpenSSL® stellt die folgenden Befehlszeilentools bereit, um mit Schlüsseln zu arbeiten, die für Elliptic Curve (EC) Cryptography-Algorithmen geeignet sind:

openssl ecparam
openssl ec

Derzeit unterstützt OpenSSL die folgenden EC-Algorithmen:

Elliptische Kurve Diffie Hellman (ECDH) für Schlüsselübereinstimmung
Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) zum Signieren und Verifizieren

ecparams und ec unterstützen nicht den x25519 , ed25519 , und ed448 Kurven. Siehe genpkey Unterbefehl für Informationen über diese Kurven.

EC-Dateiformate für private Schlüssel

OpenSSL verwendet standardmäßig Privacy Enhanced Mail (PEM)-Dateien, um private EC-Schlüssel zu speichern. Diese Dateien enthalten Base-64-codierte Daten und verwenden die Datei .pem Verlängerung. Das folgende Beispiel zeigt eine private Schlüsseldatei im PEM-Format.

Das folgende Beispiel zeigt eine verschlüsselte private Schlüsseldatei im PEM-Format.

Das folgende Beispiel zeigt eine private Schlüsseldatei, die den PublicKey Cryptography Standard 8 (PKCS8) im PEM-Format verwendet.

Das folgende Beispiel zeigt eine verschlüsselte private PKCS8-Schlüsseldatei im PEM-Format:

Private PKCS8-Schlüsseldateien unterstützen neben den EC-Schlüsseln verschiedene private Schlüsseltypen. Sie können die Dateien konvertieren, um andere private Schlüsseltypen zu verwenden, und sie als verschlüsselt festlegen oder unverschlüsselt .

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um eine PKCS8-Datei in eine herkömmliche verschlüsselte EC-Schlüsseldatei zu konvertieren:

openssl ec -aes-128-cbc -in p8file.pem -out tradfile.pem

Ersetzen Sie das Argument -aes-128-cbc mit jedem anderen gültigen OpenSSL-Verschlüsselungsnamen. (Eine Liste gültiger Verschlüsselungsnamen finden Sie in der OpenSSL-Dokumentation.)

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um eine PKCS8-Datei in eine herkömmliche unverschlüsselte EC-Schlüsseldatei zu konvertieren:

openssl ec -in p8file.pem -out tradfile.pem

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um eine EC-Schlüsseldatei in das verschlüsselte PKCS8-Format zu konvertieren:

openssl pkcs8 -topk8 -in tradfile.pem -out p8file.pem

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um eine EC-Schlüsseldatei in das unverschlüsselte PKCS8-Format zu konvertieren:

openssl pkcs8 -topk8 -nocrypt -in tradfile.pem -out p8file.pem

Hinweis :Die privaten EC-Schlüsseldateien sind standardmäßig nicht verschlüsselt. Sie müssen die Datei explizit auf verschlüsselt setzen und den Verschlüsselungsalgorithmus angeben. Die PKCS8-Dateien sind standardmäßig verschlüsselt. Verwenden Sie den -nocrypt Option, um die Datei auf unverschlüsselt zu setzen.

Eine PEM-Datei sind DER-Daten, die unter Verwendung von Base-64-Codierungsregeln mit einer Kopf- und Fußzeile codiert sind. PEM-Dateien sind für Menschen lesbar und daher bequemer zu verwenden. Sie können jedoch alle oben gezeigten Dateien im DER-Format speichern. DER-Format ist ein Binärformat und im Gegensatz zu einer PEM-Datei nicht für Menschen lesbar.

Die meisten openssl Befehle haben Optionen -inform DER und -outform DER .-inform DER gibt an, dass die Eingabedatei DER und -outform DER ist gibt an, dass die Ausgabedatei DER.

ist

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um das PKCS8-Format in einen herkömmlichen verschlüsselten EC-Schlüssel im DER-Format zu konvertieren.

openssl ec -in p8file.pem -outform DER -out tradfile.der

Sie können eine herkömmliche private EC-Schlüsseldatei nicht im DER-Format verschlüsseln. Wenn Sie dies versuchen, ignoriert der Befehl das Argument stillschweigend. Sie können jedoch PKS8-Dateien im DER-Format verschlüsseln.

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um eine herkömmliche EC-Schlüsseldatei in verschlüsseltes PKCS8 im DER-Format zu konvertieren:

openssl pkcs8 -topk8 -in tradfile.pem -outform DER -out p8file.der

EC-Dateiformate für öffentliche Schlüssel

Das PEM-Format unterstützt mehrere Arten von öffentlichen Schlüsseln in OpenSSL. Die folgende Datei zeigt öffentliche EC-Schlüssel im PEM-Format.

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MEkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQMDMgAE+Y+qPqI3geo2hQH8eK7Rn+YWG09T
ejZ5QFoj9fmxFrUyYhFap6XmTdJtEi8myBmW
-----END PUBLIC KEY-----

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um eine öffentliche Schlüsseldatei aus einer privaten Schlüsseldatei im PEM-Format zu erstellen. Beachten Sie, dass es nicht möglich ist, eine private Schlüsseldatei aus einer öffentlichen Schlüsseldatei zu erstellen.

openssl ec -in ecprivkey.pem -pubout -out ecpubkey.pem

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um eine öffentliche Schlüsseldatei aus einer privaten Schlüsseldatei im DER-Format zu erstellen:

openssl ec -in ecprivkey.pem -pubout -outform DER -out ecpubkey.der

Generieren von EC-Schlüsseln und -Parametern

Die EC-Parameterdatei enthält alle Informationen, die zum Definieren einer elliptischen Kurve für kryptografische Operationen erforderlich sind. OpenSSL verwendet ECDH- und ECDSA-Algorithmen. Verwenden Sie den folgenden Befehl, um eine Liste der integrierten Kurven zu erhalten:

openssl ecparam -list_curves

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um eine EC-Parameterdatei der Kurve secp256k1 zu generieren :

openssl ecparam -name secp256k1 -out secp256k1.pem

Ersetzen Sie secp256k1 mit jedem anderen Namen aus openssl ecparam -list_curves Befehl.

Sie können Schlüssel generieren, indem Sie ecparam verwenden entweder durch Verwendung einer bereits vorhandenen Parameterdatei oder durch Verwendung des Namens der Kurve. Verwenden Sie den folgenden Befehl, um ein privates/öffentliches Schlüsselpaar aus einer Parameterdatei zu generieren:

openssl ecparam -in secp256k1.pem -genkey -noout -out secp256k1-key.pem

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um ein privates/öffentliches Schlüsselpaar aus dem Namen der Kurve zu generieren:

openssl ecparam -name secp256k1 -genkey -noout -out secp256k1-key.pem

Die Schlüsseldatei enthält die Informationen der Parameter, die zum Generieren des eingebetteten Schlüssels verwendet werden. OpenSSL speichert den Namen der Kurve in der Parameterdatei oder der Schlüsseldatei. Es speichert standardmäßig nicht explizit den vollständigen Satz von Parametern, die dem Namen zugeordnet sind. Verwenden Sie den folgenden Befehl, um den Namen der Kurve in der Parameterdatei zu bestätigen:

openssl ecparam -in secp256k1.pem -text -noout

Beispielausgabe:

ASN1 OID: secp256k1

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um Parameterdetails aus einer Parameterdatei aufzulisten:

openssl ecparam -in secp256k1.pem -text -param_enc explicit -noout

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um Parameterdetails aus dem Namen einer Kurve aufzulisten, und ersetzen Sie den Namen der Kurve entsprechend:

openssl ecparam -name secp256k1 -text -param_enc explicit -noout

Beispielausgabe:

Field Type: prime-field
Prime:
    00:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:
    ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:fe:ff:
    ff:fc:2f
A:    0
B:    7 (0x7)
Generator (uncompressed):
    04:79:be:66:7e:f9:dc:bb:ac:55:a0:62:95:ce:87:
    0b:07:02:9b:fc:db:2d:ce:28:d9:59:f2:81:5b:16:
    f8:17:98:48:3a:da:77:26:a3:c4:65:5d:a4:fb:fc:
    0e:11:08:a8:fd:17:b4:48:a6:85:54:19:9c:47:d0:
    8f:fb:10:d4:b8
Order:
    00:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:
    ff:fe:ba:ae:dc:e6:af:48:a0:3b:bf:d2:5e:8c:d0:
    36:41:41
Cofactor:  1 (0x1)

Sie können Parameterdateien und Schlüsseldateien generieren, die explizit den vollständigen Satz von Parametern statt nur den Namen der Kurve enthalten. Dies ist wichtig, wenn einige Zielsysteme nicht wissen die Details der Kurve. OpenSSL Version 1.0.2 hat neue Kurven hinzugefügt, wie z. B. brainpool512t1 . Frühere Versionen von OpenSSL, die eine mit brainpool512t1 konfigurierte Parameterdatei oder Schlüsseldatei verwenden führt zu folgendem Fehler:

bash$ openssl ecparam -in brainpoolP512t1.pem -text -noout
unable to load elliptic curve parameters
140138321110720:error:1009E077:elliptic curve routines:EC_ASN1_PKPARAMETERS2GROUP:ec group new by name failure:ec_asn1.c:1035:
140138321110720:error:1009107F:elliptic curve routines:d2i_ECPKParameters:pkparameters2group failure:ec_asn1.c:1080:
140138321110720:error:0906700D:PEM routines:PEM_ASN1_read_bio:ASN1 lib:pem_oth.c:83:

Verwenden Sie explizite Parameter, um dieses Problem zu vermeiden, wie im folgenden Befehl mit OpenSSL 1.0.2 gezeigt:

openssl ecparam -name brainpoolP512t1 -out brainpoolP512t1.pem -param_enc explicit

Der Befehl liefert eine längere Parameterdatei mit allen Parametern.

Frühere Versionen von OpenSSL können die Parameterdatei verarbeiten. Verwenden Sie den folgenden Befehl in OpenSSL Version 1.0.1:

openssl ecparam -in brainpoolP512t1.pem -text -noout

OpenSSL-Version 1.0.1. zeigt die Parameter an, auch wenn die Kurve nicht bekannt ist.

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um eine Schlüsseldatei mit expliziten Parametern zu generieren:

openssl ecparam -name brainpoolP512t1 -genkey -noout -out brainpoolP512t1-key.pem -param_enc explicit

Frühere Versionen von OpenSSL können die erhaltene Schlüsseldatei verarbeiten.

Hinweis :Nachdem sich die Parameter in explizite Parameter geändert haben, die Änderungen nicht rückgängig machen. Es ist nicht hilfreich herauszufinden, welche expliziten Parameter einer Kurve entsprechen.

Referenzen

Elliptische-Kurven-Kryptographie
Elliptische Kurve Diffie Hellman
Befehlszeilenprogramme

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