Ruby on Rails中用OpenSSL v3通过模和指数创建RSA密钥失败

环境版本 #

ruby 3.2.1 (2023-02-08 revision 31819e82c8) [arm64-darwin22]
Rails 7.0.8
OpenSSL 3.1.2 1 Aug 2023

三种尝试的错误分析 #

第一种尝试 #

执行代码：

modulus = k['n']
exponent= k['e']
rsa = OpenSSL::PKey::RSA.new
rsa.set_key_rsa(k['n'], k['e'], 2)

报错信息：

undefined method `set_key_rsa' for #<OpenSSL::PKey::RSA:0x000000010a1468a0 oid=rsaEncryption>

错误原因：set_key_rsa并非OpenSSL::PKey::RSA的有效方法，属于方法名称误用。

第二种尝试 #

执行代码：

modulus = k['n']
exponent= k['e']
rsa = OpenSSL::PKey::RSA.new
rsa.set_key(k['n'], k['e'], 2)

报错信息：

rsa#set_key= is incompatible with OpenSSL 3.0

错误原因：set_key方法在OpenSSL 3.0及以上版本已被废弃，不再支持调用。

第三种尝试 #

执行代码：

rsa = OpenSSL::PKey::RSA.new
rsa.n = OpenSSL::BN.new(Base64.urlsafe_decode64(k['n']), 2)
rsa.e = OpenSSL::BN.new(Base64.urlsafe_decode64(k['e']), 2)

报错信息：

undefined method `n=' for #<OpenSSL::PKey::RSA:0x000000010ab56e08 oid=rsaEncryption>

错误原因：Ruby与OpenSSL 3.x的绑定版本移除了直接修改n、e实例属性的赋值方法，无法通过这种方式设置密钥参数。

正确解决方法 #

针对OpenSSL 3.x和Ruby 3.2+的版本特性，推荐以下两种有效创建RSA公钥实例的方式：

方式一：哈希参数直接初始化 #

1. 将Base64 URL安全编码的模和指数解码为二进制，转换为OpenSSL::BN对象；
2. 用哈希传入n（模）和e（指数）参数，直接初始化OpenSSL::PKey::RSA实例。

示例代码：

require 'base64'
require 'openssl'

# 假设k是包含n和e的目标哈希
n_bn = OpenSSL::BN.new(Base64.urlsafe_decode64(k['n']), 2)
e_bn = OpenSSL::BN.new(Base64.urlsafe_decode64(k['e']), 2)

# 创建RSA实例
rsa = OpenSSL::PKey::RSA.new(n: n_bn, e: e_bn)

# 验证实例有效性
puts rsa.public_key.to_pem

方式二：构建DER编码创建实例 #

通过构建RSA公钥的ASN.1结构，转换为DER编码后初始化实例：

require 'base64'
require 'openssl'

n_bin = Base64.urlsafe_decode64(k['n'])
e_bin = Base64.urlsafe_decode64(k['e'])

# 构建RSA公钥的ASN.1序列
pub_key_seq = OpenSSL::ASN1::Sequence.new([
  OpenSSL::ASN1::Integer.new(OpenSSL::BN.new(n_bin, 2)),
  OpenSSL::ASN1::Integer.new(OpenSSL::BN.new(e_bin, 2))
])

# 转换为DER编码并创建RSA实例
rsa = OpenSSL::PKey::RSA.new(pub_key_seq.to_der)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dugong