Java компактное представление ECC PublicKey

Question

Java компактное представление ECC PublicKey

java.security.PublicKey#getEncoded() возвращает представление ключа в X509, которое в случае ECC добавляет много служебной информации по сравнению с необработанными значениями ECC.

Я хотел бы иметь возможность преобразовывать PublicKey в байтовый массив (и наоборот) в наиболее компактном представлении (то есть как можно меньшем байтовом блоке).

KeyType (ECC) и тип конкретной кривой известны заранее, поэтому информацию о них не нужно кодировать.

Решение может использовать Java API, BouncyCastle или любой другой пользовательский код / библиотеку (если лицензия не требует открытого исходного кода, в котором он будет использоваться).

7

java encoding cryptography public-key elliptic-curve

Источник

user500103 27 янв '15 в 14:20

6 ответов

Другие вопросы по тегам java encoding cryptography public-key elliptic-curve

user589259 27 янв '15 в 20:02 2015-01-27 20:02 · Answer 1 · 2015-01-27 20:02

Эта функциональность также присутствует в Bouncy Castle, но я покажу, как пройти через это, используя только Java на случай, если кому-то это понадобится:

import java.math.BigInteger;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.interfaces.ECPublicKey;
import java.security.spec.ECParameterSpec;
import java.security.spec.ECPoint;
import java.security.spec.ECPublicKeySpec;
import java.util.Arrays;

public class Curvy {

    private static final byte UNCOMPRESSED_POINT_INDICATOR = 0x04;

    public static ECPublicKey fromUncompressedPoint(
            final byte[] uncompressedPoint, final ECParameterSpec params)
            throws Exception {

        int offset = 0;
        if (uncompressedPoint[offset++] != UNCOMPRESSED_POINT_INDICATOR) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "Invalid uncompressedPoint encoding, no uncompressed point indicator");
        }

        int keySizeBytes = (params.getOrder().bitLength() + Byte.SIZE - 1)
                / Byte.SIZE;

        if (uncompressedPoint.length != 1 + 2 * keySizeBytes) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "Invalid uncompressedPoint encoding, not the correct size");
        }

        final BigInteger x = new BigInteger(1, Arrays.copyOfRange(
                uncompressedPoint, offset, offset + keySizeBytes));
        offset += keySizeBytes;
        final BigInteger y = new BigInteger(1, Arrays.copyOfRange(
                uncompressedPoint, offset, offset + keySizeBytes));
        final ECPoint w = new ECPoint(x, y);
        final ECPublicKeySpec ecPublicKeySpec = new ECPublicKeySpec(w, params);
        final KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("EC");
        return (ECPublicKey) keyFactory.generatePublic(ecPublicKeySpec);
    }

    public static byte[] toUncompressedPoint(final ECPublicKey publicKey) {

        int keySizeBytes = (publicKey.getParams().getOrder().bitLength() + Byte.SIZE - 1)
                / Byte.SIZE;

        final byte[] uncompressedPoint = new byte[1 + 2 * keySizeBytes];
        int offset = 0;
        uncompressedPoint[offset++] = 0x04;

        final byte[] x = publicKey.getW().getAffineX().toByteArray();
        if (x.length <= keySizeBytes) {
            System.arraycopy(x, 0, uncompressedPoint, offset + keySizeBytes
                    - x.length, x.length);
        } else if (x.length == keySizeBytes + 1 && x[0] == 0) {
            System.arraycopy(x, 1, uncompressedPoint, offset, keySizeBytes);
        } else {
            throw new IllegalStateException("x value is too large");
        }
        offset += keySizeBytes;

        final byte[] y = publicKey.getW().getAffineY().toByteArray();
        if (y.length <= keySizeBytes) {
            System.arraycopy(y, 0, uncompressedPoint, offset + keySizeBytes
                    - y.length, y.length);
        } else if (y.length == keySizeBytes + 1 && y[0] == 0) {
            System.arraycopy(y, 1, uncompressedPoint, offset, keySizeBytes);
        } else {
            throw new IllegalStateException("y value is too large");
        }

        return uncompressedPoint;
    }

    public static void main(final String[] args) throws Exception {

        // just for testing

        final KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("EC");
        kpg.initialize(163);

        for (int i = 0; i < 1_000; i++) {
            final KeyPair ecKeyPair = kpg.generateKeyPair();

            final ECPublicKey ecPublicKey = (ECPublicKey) ecKeyPair.getPublic();
            final ECPublicKey retrievedEcPublicKey = fromUncompressedPoint(
                    toUncompressedPoint(ecPublicKey), ecPublicKey.getParams());
            if (!Arrays.equals(retrievedEcPublicKey.getEncoded(),
                    ecPublicKey.getEncoded())) {
                throw new IllegalArgumentException("Whoops");
            }
        }
    }
}

user27408 12 ноя '15 в 13:03 2015-11-12 13:03 · Answer 2 · 2015-11-12 13:03

Попытка создать несжатое представление в Java почти убила меня! Жаль, что я нашел бы это (особенно превосходный ответ Мартена Бодьюса) ранее. Я хотел бы указать на проблему в ответе и предложить улучшение:

if (x.length <= keySizeBytes) {
        System.arraycopy(x, 0, uncompressedPoint, offset + keySizeBytes
                - x.length, x.length);
    } else if (x.length == keySizeBytes + 1 && x[0] == 0) {
        System.arraycopy(x, 1, uncompressedPoint, offset, keySizeBytes);
    } else {
        throw new IllegalStateException("x value is too large");
    }

Этот уродливый бит необходим из-за способа BigInteger выплевывает представления массива байтов: "Массив будет содержать минимальное количество байтов, необходимое для представления этогоBigInteger, включая, по крайней мере, один бит знака "( toByteArray javadoc). Это означает, что.) если старший бит x или же y установлен, 0x00 будет добавлен к массиву и б.) ведущий 0x00будет урезан. Первая ветка занимается обрезкой 0x00и второй с префендом 0x00,

"Обрезанный ведущий ноль" приводит к проблеме в коде, определяющем ожидаемую длину x а также y:

int keySizeBytes = (publicKey.getParams().getOrder().bitLength() + Byte.SIZE - 1)
            / Byte.SIZE;

Если order кривой имеет ведущий 0x00 оно усекается и не рассматривается bitLength, Полученная длина ключа слишком коротка. Невероятно запутанный (но правильный?) Способ добраться до битов p было бы:

int keySizeBits = publicKey.getParams().getCurve().getField().getFieldSize();
int keySizeBytes = (keySizeBits + 7) >>> 3;

(The +7 должен компенсировать битовые длины, которые не являются степенями 2.)

Эта проблема затрагивает как минимум одну кривую, поставляемую со стандартным JCA (X9_62_c2tnb431r1) который имеет порядок с ведущим нулем:

000340340340340 34034034034034034
034034034034034 0340340340323c313
fab50589703b5ec 68d3587fec60d161c
c149c1ad4a91

user3904872 09 окт '17 в 15:13 2017-10-09 15:13 · Answer 3 · 2017-10-09 15:13

Вот подход BouncyCastle, который я использовал для распаковки открытого ключа:

public static byte[] extractData(final @NonNull PublicKey publicKey) {
    final SubjectPublicKeyInfo subjectPublicKeyInfo =
            SubjectPublicKeyInfo.getInstance(publicKey.getEncoded());
    final byte[] encodedBytes = subjectPublicKeyInfo.getPublicKeyData().getBytes();
    final byte[] publicKeyData = new byte[encodedBytes.length - 1];

    System.arraycopy(encodedBytes, 1, publicKeyData, 0, encodedBytes.length - 1);

    return publicKeyData;
}

user5116581 08 ноя '17 в 21:14 2017-11-08 21:14 · Answer 4 · 2017-11-08 21:14

С BouncyCastle, ECPoint.getEncoded(true) возвращает сжатое представление точки. В основном, аффинная X-координата со знаковым битом для аффинного Y.

1

Источник

user5116581 08 ноя '17 в 21:14

user3351474 25 дек '22 в 04:14 2022-12-25 04:14 · Answer 5 · 2022-12-25 04:14

Однострочный подход BC:

      EC5Util.convertPoint(ecPublicKey.getParams(), ecPublicKey.getW()).getEncoded(true);

ecPublicKeyэто JavaECPublicKey.

Примечание. Использование сжатых точек в 2022 году совершенно нормально. Срок действия забавных патентов истек. См. раздел Криптография StackExchange .

1

Источник

user3351474 25 дек '22 в 04:14

user192453 24 май '21 в 12:19 2021-05-24 12:19 · Answer 6 · 2021-05-24 12:19

В 2021 году просто воспользуйтесь библиотекой Tink

      public static byte[] pointEncode(EllipticCurves.CurveType curveType,
                                 EllipticCurves.PointFormatType format,
                                 ECPoint point)
                          throws GeneralSecurityException

0

Источник

user192453 24 май '21 в 12:19