一、格式

PEM（Privacy Enhanced Mail）是一种用于存储和传输加密对象的文件格式。

外观特征

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-----BEGIN <LABEL>-----
Base64 编码的数据（每行 64 字符）
-----END <LABEL>-----

常见类型

  • -----BEGIN PUBLIC KEY-----：公钥

包含：n、e

  • -----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----：RSA 公钥（较老格式，较少见）

包含：n、e

  • -----BEGIN PRIVATE KEY-----：PKCS#8 通用 私钥
  • -----BEGIN (RSA) PRIVATE KEY-----：PKCS#1 RSA 私钥
  • -----BEGIN CERTIFICATE-----：X.509 证书（其中包含公钥

生成公私钥：

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from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Util.number import *
p,q=getPrime(512),getPrime(512)
n=p*q
e=0x10001
pub=RSA.construct((n,e))
with open('out.pem','wb') as f:
    f.write(pub.exportKey('PEM'))
with open('out.pem','rb') as f:
    print(f.read().decode())
from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Util.number import *
p,q = getPrime(512),getPrime(512)
n = p * q
e = 0x10001
d = inverse(e,(p - 1) * (q - 1))
pub = RSA.construct((n,e,d,p,q))
with open('out.pem','wb') as f:
    f.write(pub.exportKey('PEM'))
with open('out.pem','rb') as f:
    print(f.read().decode())

在python中利用公私钥文件，通过PKCS1_OAEP算法填充实现加解密

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from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP
from Crypto.Util.number import *
flag = b'This_is_a_message_qwer'

key = RSA.generate(1024)
pub = key.publickey().exportKey()
public_key = RSA.importKey(pub)
pk = PKCS1_OAEP.new(public_key)
enc = pk.encrypt(flag)
print(enc)

priv = key.exportKey()
priv_key = RSA.importKey(priv)
sk = PKCS1_OAEP.new(priv_key)
msg = sk.decrypt(enc)
print(msg)

二、OpenSSL

公钥文件

由私钥生成公钥：

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openssl rsa -in private.pem -pubout -out public.pem
openssl rsa -in private.pem -RSAPublicKey_out -out public_rsa.pem

解析公钥文件：

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openssl rsa -pubin -in public.pem -text -noout

只提取n:

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openssl rsa -pubin -in public.pem -modulus -noout

转换为十进制：

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print(int('ABCD',16))

私钥文件

生成传统的 PKCS#1 RSA 私钥文件：

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openssl genrsa -out private.pem 2048
openssl genrsa -aes256 -out private_enc.pem 2048

生成 PKCS#8 通用 私钥文件：

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openssl genpkey -algorithm RSA -out private.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048

解析私钥文件：

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openssl rsa -in private.pem -text -noout
  • modulus (n)
  • publicExponent (e)
  • privateExponent (d)
  • prime1 (p)
  • prime2 (q)
  • exponent1 (d mod (p-1))
  • exponent2 (d mod (q-1))
  • coefficient (q^{-1} mod p)

给私钥文件加密：

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openssl rsa -aes256 -in private.pem -out encrypted_private.pem

执行后提示输入两次密码，生成的 encrypted_private.pem 文件头部会多出Proc-Type: 4,ENCRYPTED 和加密参数

证书

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openssl x509 -in cert.pem -text -noout

内容：

  • 版本号、序列号
  • 签名算法
  • 颁发者 (Issuer)
  • 有效期 (Validity)
  • 主体 (Subject) —— 这就是证书持有者
  • 公钥信息 (Subject Public Key Info) ——RSA中的n和e

提取公钥：

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openssl x509 -in cert.pem -pubkey -noout > public.pem

格式转换

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openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -in private_pkcs1.pem -outform PEM -out private_pkcs8.pem -nocrypt
openssl rsa -in private_pkcs8.pem -out private_pkcs1.pem
openssl rsa -pubin -in public_pkcs8.pem -RSAPublicKey_out -out public_pkcs1.pem

加密与解密

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openssl pkeyutl -encrypt -pubin -inkey public.pem -in plain.txt -out cipher.bin
openssl pkeyutl -decrypt -inkey private.pem -in cipher.bin -out plain.txt

签名与验证

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openssl dgst -sha256 -sign private.pem -out signature.bin data.txt
openssl dgst -sha256 -verify public.pem -signature signature.bin data.txt

常见问题

  • “Can’t open file”：检查路径，避免中文或空格，可用双引号包裹。

  • “RSA operation error”：可能填充方式不匹配，或私钥/公钥不对应，或密文损坏。

  • “Expecting: RSA PRIVATE KEY”：私钥格式不兼容，可使用 openssl rsa -in key.pem -check 查看，必要时转换格式

三、损坏的pem文件

标记错误

当报错时：

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unable to load Public Key

判断正确格式：

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openssl asn1parse -inform PEM -in public.pem

观察 ASN.1 结构：

  • PKCS#1 公钥：一个 SEQUENCE，包含两个 INTEGER（n, e）。
  • PKCS#8 公钥：SEQUENCE 包含算法 OID 和 BIT STRING，BIT STRING 内部是 PKCS#1 公钥。
  • PKCS#1 私钥：包含 version, n, e, d, p, q 等。
  • PKCS#8 私钥：包含 version, algorithm, 私钥数据（OCTET STRING 内嵌 PKCS#1 私钥）。

如果报错，可以先去掉头尾，只保留 Base64 部分，然后用 openssl asn1parse -inform DER -in data.bin 查看

Base64编码错误

包含多余空格、不规则换行、非法字符

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# 去除所有空白字符（包括换行、空格、制表符），但保留字母数字+/=
tr -d ' \t\n\r' < broken.pem > cleaned.b64

私钥加密

文件头有Proc-Type: 4,ENCRYPTED 和 DEK-Info: AES-256-CBC,<IV>

如果密码比较弱(简单单子数字)，字典爆破：

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openssl rsa -in encrypted.pem -passin pass:password -out decrypted.pem

部分参数泄露

手动提取

常见ASN.1类型标签

十六进制 类型 含义
02 INTEGER 整数
03 BIT SRING 位串（公钥嵌套公钥）
04 OCTET STRING 字节串（私钥中包裹私钥数据）
30 SEQUENCE 序列（容器，组合多个字段）
31 SET 集合

INTEGER字段：标签+长度+值

  • 标签：02
  • 长度：
  1. 短格式：长度小于128：用一个字节表示，该字节最高位为0
  2. 长格式：长度大于等于128：第一个字节的最高位设为1，低7位表示后续用于表示长度的字节数，后接长度值（大端序）

eg.02 81 81：129 02 82 0100：256

  • 值

四、例题

未完待续

参考

https://www.cnblogs.com/JustGo12/p/17725443.html

感谢