非对称密钥生成和转换规格

当前章节说明系统支持的算法及其对应规格。密钥生成指定规格的方式有两种：

• 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。

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
RSA768	2	RSA768	PRIMES_2
RSA1024	2	RSA1024	PRIMES_2
RSA1024	3	RSA1024	PRIMES_3
RSA2048	2	RSA2048	PRIMES_2
RSA2048	3	RSA2048	PRIMES_3
RSA3072	2	RSA3072	PRIMES_2
RSA3072	3	RSA3072	PRIMES_3
RSA4096	2	RSA4096	PRIMES_2
RSA4096	3	RSA4096	PRIMES_3
RSA4096	4	RSA4096	PRIMES_4
RSA8192	2	RSA8192	PRIMES_2
RSA8192	3	RSA8192	PRIMES_3
RSA8192	4	RSA8192	PRIMES_4
RSA8192	5	RSA8192	PRIMES_5

使用同步接口生成RSA2048、RSA3072、RSA4096和RSA8192非对称密钥会增加耗时。

系统对主线程有时间限制，耗时较长会导致失败。建议生成大位数密钥时，使用异步接口或使用多线程并发能力。

创建RSA非对称密钥生成器时，若用于随机生成密钥，生成的RSA密钥规格与创建时指定的密钥规格一致；若用于密钥转换，生成的RSA密钥规格与转换时指定的密钥数据规格一致。

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。

创建非对称密钥生成器时，支持根据指定的公钥和私钥参数生成RSA密钥，具体情况见下表：

• √：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。

参数名	公共参数	公钥参数	私钥参数	公私钥对参数
n	×	√	×	√
pk	N/A	√	N/A	√
sk	N/A	N/A	×	√

根据上表：

• 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。

支持使用字符串参数和密钥参数生成ECC密钥，还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+
ECC	256	NID_secp256k1	ECC_Secp256k1	14+

创建ECC非对称密钥生成器时，如果用于随机生成密钥，生成的ECC密钥规格与创建密钥生成器时指定的密钥规格一致。如果用于密钥转换，生成的ECC密钥规格与密钥转换时指定的密钥数据规格一致。

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。

创建非对称密钥生成器时，支持使用指定的公钥和私钥参数生成ECC密钥，具体情况见下表：

• √：表示需要指定这一列中的具体属性，来构成密钥参数。

参数名	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	N/A	√	N/A	√
sk	N/A	N/A	√	√

• 当前ECC只支持Fp域，因此fieldType固定为"Fp"。fieldType和p构成了属性field，当前field只支持ECFieldFp。
• g和pk为ECC曲线上的点，属于Point类型，需要指定具体的X和Y坐标。

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。

• 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用于随机生成公私钥，也可用于构造公钥、私钥及公私钥对密钥参数。

DSA

DSA（Digital Signature Algorithm），是一种基于模运算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。

约束与限制

使用同步接口生成DSA2048或DSA3072非对称密钥，或者处理明文长度超过2048位，会导致耗时增加。

系统对主线程有时间限制，耗时较长会导致失败。建议生成大位数密钥时，使用异步接口或使用多线程并发能力。

使用字符串参数生成

使用字符串参数生成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+

使用同步接口生成DSA2048、DSA3072非对称密钥或明文长度超过2048位会导致耗时增加。

系统对主线程有时间限制，耗时较长会导致失败。建议生成大位数密钥时，使用异步接口或使用多线程并发能力。

创建的DSA非对称密钥生成器用于随机生成密钥时，生成的密钥规格与创建时指定的密钥规格一致。用于密钥转换时，生成的密钥规格与转换时指定的密钥数据规格一致。

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，支持根据指定的公钥和私钥参数生成DSA密钥，具体情况参见下表：

• √：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。

参数名	公共参数	公钥参数	私钥参数	公私钥对参数
p	√	√	×	√
q	√	√	×	√
g	√	√	×	√
pk	N/A	√	N/A	√
sk	N/A	N/A	×	√

• 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Fp域上的椭圆曲线。

当前支持使用字符串参数和密钥参数生成SM2密钥，并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，支持根据指定的公钥和私钥参数生成SM2密钥，具体支持情况如表所示：

• √：表示需要指定这一列中的具体属性，来构成密钥参数。

参数名	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	N/A	√	N/A	√
sk	N/A	N/A	√	√

• 当前SM2只支持Fp域，因此fieldType固定为"Fp"。fieldType和p构成了属性field，当前field只支持ECFieldFp。
• g和pk为SM2曲线上的点，属于Point类型，需要指定具体X，Y坐标。

使用曲线名生成密钥参数

从API版本11开始，支持使用曲线名称生成SM2公钥参数。

• 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算法是基于EdDSA算法的数字签名算法，密钥长度为256位，采用Edwards曲线实现。该算法不支持加解密，主要用于数字签名和验证。

当前支持使用字符串参数和密钥参数生成Ed25519密钥。

使用字符串参数生成

使用字符串参数生成 Ed25519 密钥，以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。

Ed25519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，支持根据指定的公钥和私钥参数生成Ed25519密钥，具体情况见下表：

• √：表示需要指定这一列中的具体属性，来构成密钥参数。

参数名	公钥参数	私钥参数	公私钥对参数
pk	√	N/A	√
sk	N/A	√	√

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。

支持使用字符串参数和密钥参数生成X25519密钥。

使用字符串参数生成

使用字符串参数生成X25519密钥，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。

X25519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，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。

参数名	公钥参数	私钥参数	公私钥对参数
pk	√	N/A	√
sk	N/A	√	√

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。

支持使用字符串参数和密钥参数生成DH密钥，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+

创建DH非对称密钥生成器时，如果用于随机生成密钥，生成的DH密钥规格与创建密钥生成器时指定的密钥规格一致；如果用于密钥转换，生成的DH密钥规格与密钥转换时指定的密钥数据规格一致。

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。

参数名	公共参数	公钥参数	私钥参数	公私钥对参数
p	√	√	√	√
g	√	√	√	√
l	√	√	√	√
pk	N/A	√	N/A	√
sk	N/A	N/A	√	√

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，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的素数长度一致，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且小于等于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用于随机生成公私钥，也可以用于构造公钥、私钥或公私钥对。
• 生成非知名群的密钥参数耗时较长，建议优先选用知名安全素数群。