Java加载加密私钥报错：无法验证加密私钥及DerValue异常

背景 #

• 执行命令生成未加密的RSA密钥对与证书：

  openssl req -x509 -newkey rsa:4096 -keyout key.pem -out cert.pem -sha256 -days 365 -nodes
  

  此未加密私钥key.pem搭配代码可正常运行。
• 执行命令加密私钥：

  openssl pkcs8 -in key.pem -out key-encrypted.pem -topk8
  

  搭配加密后的key-encrypted.pem运行代码时，在生成私钥的步骤抛出错误：

  java.security.InvalidKeyException: IOException : DerValue.getBigIntegerInternal, not expected 48
  

现有代码 #

加载证书代码 #

byte[] certData = Files.readAllBytes(certPath);
InputStream st = new ByteArrayInputStream(certData);
CertificateFactory certFactory = CertificateFactory.getInstance("X.509");
certificate = (X509Certificate) certFactory.generateCertificate(st);

加载私钥代码 #

List<String> keys = Files.readAllLines(keyPath);
// 已移除首尾行：-----BEGIN PRIVATE KEY----- 和 -----END PRIVATE KEY-----
String key = String.join("", keys);

// 解析为PKCS8格式
byte[] decoded = Base64.decodeBase64(key);
KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
PKCS8EncodedKeySpec ks = new PKCS8EncodedKeySpec(decoded);

// 生成私钥
PrivateKey pk = kf.generatePrivate(ks);

// 验证代码
Signature s = Signature.getInstance("SHA256withRSA");
s.initSign(pk);

byte[] sign = s.sign();
s.initVerify(certificate.getPublicKey());
s.verify(sign);

问题原因 #

加密后的key-encrypted.pem是带口令保护的PKCS#8加密格式，而现有代码直接按照未加密的PKCS#8原始格式解析，忽略了加密层的处理，导致解析DER编码时格式不匹配，抛出异常。

解决方法 #

方案1：使用BouncyCastle库解析加密PKCS8私钥 #

1. 添加BouncyCastle依赖（以Maven为例）：

   <dependency>
       <groupId>org.bouncycastle</groupId>
       <artifactId>bcpkix-jdk15on</artifactId>
       <version>1.70</version>
   </dependency>
   

2. 修改私钥加载代码：

   import org.bouncycastle.openssl.PEMParser;
   import org.bouncycastle.openssl.jcajce.JcaPEMKeyConverter;
   import org.bouncycastle.openssl.jcajce.JceOpenSSLPKCS8DecryptorProviderBuilder;
   import org.bouncycastle.operator.InputDecryptorProvider;
   import org.bouncycastle.pkcs.PKCS8EncryptedPrivateKeyInfo;
   
   // 读取加密私钥文件
   PEMParser parser = new PEMParser(new FileReader(keyPath));
   Object obj = parser.readObject();
   parser.close();
   
   // 处理加密的PKCS8私钥
   PKCS8EncryptedPrivateKeyInfo encryptedKeyInfo = (PKCS8EncryptedPrivateKeyInfo) obj;
   char[] password = "你的私钥口令".toCharArray(); // 替换为加密时设置的口令
   
   // 构建解密器
   InputDecryptorProvider decryptorProvider = new JceOpenSSLPKCS8DecryptorProviderBuilder()
           .build(password);
   JcaPEMKeyConverter converter = new JcaPEMKeyConverter().setProvider("BC");
   
   // 解密得到私钥
   PrivateKey pk = converter.getPrivateKey(encryptedKeyInfo.decryptPrivateKeyInfo(decryptorProvider));
   

3. 注册BouncyCastle安全提供者（代码开头添加）：

   Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
   

方案2：将加密私钥转换为PKCS12格式后加载 #

1. 用OpenSSL将加密私钥和证书打包为PKCS12文件：

   openssl pkcs12 -export -in cert.pem -inkey key-encrypted.pem -out keystore.p12
   

   执行时需输入私钥口令，以及设置PKCS12文件的保护口令。
2. Java代码加载PKCS12密钥库获取私钥：

   KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance("PKCS12");
   char[] storePassword = "PKCS12文件口令".toCharArray(); // 替换为设置的PKCS12口令
   char[] keyPassword = "私钥口令".toCharArray(); // 替换为加密私钥的口令
   
   try (InputStream is = new FileInputStream("keystore.p12")) {
       keyStore.load(is, storePassword);
   }
   
   // 别名可通过keyStore.aliases()遍历获取
   PrivateKey pk = (PrivateKey) keyStore.getKey("别名", keyPassword);
   

内容的提问来源于stack exchange，提问作者SnakeWalking