非对称密钥生成和转换规格详解

当前章节将说明系统目前支持的算法及其对应的规格。密钥生成有两种指定规格的方式，分别是：

• 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。

说明：生成RSA非对称密钥时，默认素数为2，PRIMES_2参数可省略。

[tr]RSA密钥类型素数个数字符串参数API版本[/tr]

RSA512	2	RSA512|PRIMES_2	9+
RSA768	2	RSA768|PRIMES_2	9+
RSA1024	2	RSA1024|PRIMES_2	9+
RSA1024	3	RSA1024|PRIMES_3	9+
RSA2048	2	RSA2048|PRIMES_2	9+
RSA2048	3	RSA2048|PRIMES_3	9+
RSA3072	2	RSA3072|PRIMES_2	9+
RSA3072	3	RSA3072|PRIMES_3	9+
RSA4096	2	RSA4096|PRIMES_2	9+
RSA4096	3	RSA4096|PRIMES_3	9+
RSA4096	4	RSA4096|PRIMES_4	9+
RSA8192	2	RSA8192|PRIMES_2	9+
RSA8192	3	RSA8192|PRIMES_3	9+
RSA8192	4	RSA8192|PRIMES_4	9+
RSA8192	5	RSA8192|PRIMES_5	9+

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。
  

当创建非对称密钥生成器时，对于指定公/私钥参数生成RSA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。
  
• ×：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。
  

[tr]公共参数公钥参数私钥参数公私钥对参数[/tr]

n	×	√	×	√
pk	-	√	-	√
sk	-	-	×	√

由上表可知：

• 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。
当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成ECC密钥，且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。
[tr]非对称密钥算法密钥长度（bit）曲线名字符串参数API版本[/tr]

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+

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。
  

当创建非对称密钥生成器时，对于指定公/私钥参数生成ECC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。
  

[tr]公共参数公钥参数私钥参数公私钥对参数[/tr]

fieldType	√	√	√	√
p	√	√	√	√
a	√	√	√	√
b	√	√	√	√
g	√	√	√	√
n	√	√	√	√
h	√	√	√	√
pk	-	√	-	√
sk	-	-	√	√

说明：

• 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，使用曲线名来生成ECC公共密钥参数。

说明：

• 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。
  

DSA

DSA（Digital Signature Algorithm），是一种基于模算数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。
使用字符串参数生成

以字符串参数生成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。
[tr]非对称密钥算法密钥长度（bit）字符串参数API版本[/tr]

DSA	1024	DSA1024	10+
DSA	2048	DSA2048	10+
DSA	3072	DSA3072	10+

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，对于指定公/私钥参数生成DSA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。
  
• ×：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。
  

[tr]公共参数公钥参数私钥参数公私钥对参数[/tr]

p	√	√	×	√
q	√	√	×	√
g	√	√	×	√
pk	-	√	-	√
sk	-	-	×	√

说明：

• 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。采用的Fp域上的椭圆曲线。
当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成SM2密钥，且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。
[tr]非对称密钥算法密钥长度（bit）曲线名字符串参数API版本[/tr]

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，对于指定公/私钥参数生成SM2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。
  

[tr]公共参数公钥参数私钥参数公私钥对参数[/tr]

fieldType	√	√	√	√
p	√	√	√	√
a	√	√	√	√
b	√	√	√	√
g	√	√	√	√
n	√	√	√	√
h	√	√	√	√
pk	-	√	-	√
sk	-	-	√	√

说明：

• 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，使用曲线名来生成SM2公共密钥参数。

说明：

• 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算法是一个基于 EdDSA 算法的数字签名算法，密钥长度为256位，使用 Edwards 曲线来实现，不能用于加解密，一般用于数字签名和验签。
当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成Ed25519密钥。
使用字符串参数生成

以字符串参数生成Ed25519密钥，用于在创建非对称密钥生成器时，指定密钥规格。
[tr]非对称密钥算法字符串参数API版本[/tr]

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。
Ed22519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，对于指定公/私钥参数生成Ed25519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。
  

[tr]公钥参数私钥参数公私钥对参数[/tr]

pk	√	-	√
sk	-	√	√

说明：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。
当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成X25519密钥。
使用字符串参数生成

以字符串参数生成X25519密钥，用于在创建非对称密钥生成器时，指定密钥规格。
[tr]非对称密钥算法字符串参数API版本[/tr]

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。
X22519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，对于指定公/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。
  

[tr]公钥参数私钥参数公私钥对参数[/tr]

pk	√	-	√
sk	-	√	√

说明：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。
当前支持使用字符串参数和密钥参数两种方式生成DH密钥，且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。
[tr]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[/tr]

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+

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。
  

[tr]公共参数公钥参数私钥参数公私钥对参数[/tr]

p	√	√	√	√
g	√	√	√	√
l	√	√	√	√
pk	-	√	-	√
sk	-	-	√	√

使用素数长度和私钥长度生成公共密钥参数

从API版本11开始支持，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：
[tr]素数长度（bit）知名安全素数群[/tr]

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，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。
  
• 生成非知名群的密钥参数较为耗时，建议优先选用知名安全素数群。