TPM与TSS.NET密钥管理问题咨询：持久化与格式转换

1. 重启后按名称获取TPM中的指定密钥 #

TPM本身不支持“按名称直接检索密钥”的原生功能，临时TpmHandle在系统重启后会失效。解决方案是通过密钥持久化结合本地元数据存储实现：

实现步骤： #

• 创建密钥时，将其持久化到TPM的持久化Handle范围（0x81000000 - 0x81FFFFFF，这部分Handle重启后保留）：

  // 假设keyHandle是临时密钥Handle，ownerAuth是TPM所有者授权
  var persistentHandle = new TpmHandle(0x81000001); // 自定义未被占用的持久化Handle
  tpm.EvictControl(AuthSession.FromOwnerAuth(ownerAuth), TpmHandle.RhOwner, keyHandle, persistentHandle);
  

• 同时在本地安全存储（如Windows注册表、Credential Manager）中保存该密钥的名称哈希（keyPublic.Name.Hash）和对应的持久化Handle。
• 重启后，遍历TPM中的持久化密钥，通过名称哈希匹配找到目标密钥，直接使用持久化Handle访问；或者直接通过保存的持久化Handle调用tpm.Load（如果密钥仍存在于TPM中）。

原理： #

TPM的持久化Handle会在系统重启后保留，而每个TPM对象的Name是其唯一标识（由对象类型、属性和公共部分哈希生成），通过名称哈希可以精准匹配到目标密钥。

2. 将TPMPublic/TSSObject转换为服务器可用格式（XML/PEM） #

TPMPublic包含标准RSA公钥的核心参数（模数、公钥指数），可以提取这些参数并转换为.NET原生支持的格式：

转换为XML： #

// 假设tpmPublic是目标密钥的TPMPublic对象
var rsaPublic = tpmPublic.Parameters as RsaPublic;
var rsaParams = new RSAParameters
{
    Modulus = rsaPublic.Modulus,
    Exponent = rsaPublic.Exponent
};

using var rsa = RSA.Create();
rsa.ImportParameters(rsaParams);
string xmlString = rsa.ToXmlString(includePrivateParameters: false);

转换为PEM： #

.NET原生没有直接导出PEM的API，可借助BouncyCastle库实现：

using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
using Org.BouncyCastle.OpenSsl;

var rsaParams = new RsaKeyParameters(false, 
    new Org.BouncyCastle.Math.BigInteger(1, rsaPublic.Modulus), 
    new Org.BouncyCastle.Math.BigInteger(1, rsaPublic.Exponent));
using var writer = new StringWriter();
var pemWriter = new PemWriter(writer);
pemWriter.WriteObject(rsaParams);
string pemString = writer.ToString();

原理： #

TPM的RSA公钥结构完全符合标准RSA公钥规范，提取模数和指数后，可直接映射到.NET的RSAParameters或BouncyCastle的密钥参数对象，进而转换为通用格式。

3. Import与Load中断后的密钥恢复 #

在Import和Load之间中断时，关键是保存Import操作返回的核心数据：

实现步骤： #

• 执行tpm.Import时，会返回ImportResponse对象，其中包含PrivateBlob（加密后的密钥材料，由父密钥保护）和Public（密钥的公共部分）。
• 立即将PrivateBlob和Public序列化为字节流，存储到本地安全位置（如Windows Credential Manager），同时记录父密钥的持久化Handle或名称。
• 恢复时，读取保存的PrivateBlob和Public，使用父密钥的Handle调用tpm.Load：

  // parentHandle是父密钥的持久化Handle，privateBlob是保存的字节流
  var loadResponse = tpm.Load(parentHandle, privateBlob);
  var restoredKeyHandle = loadResponse.ObjectHandle;
  

原理： #

Import操作的本质是将外部密钥材料用父密钥的公钥加密，生成仅能由该父密钥解密的PrivateBlob。TPM不会自动保存这个Blob，必须由应用自行存储。只要拥有PrivateBlob和对应的父密钥，就能通过Load操作重新将密钥加载到TPM中，恢复临时Handle。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Michael R.