如何用Elixir生成GPG兼容的PEM编码密钥并实现加解密签名功能

你当前的实现存在两个核心问题，导致导出的公钥无法被GnuPG识别：

1. 格式不兼容：你导出的是原始RSA公钥的X.509 PEM格式，和GnuPG使用的OpenPGP协议密钥格式完全不属于一套标准。OpenPGP密钥除了基础RSA参数外，还要求包含密钥创建时间、用户身份标识、密钥自签名、用途标记等元数据，缺少这些元数据的裸RSA密钥GPG无法解析。
2. 公钥提取逻辑错误：你写的public_key_from_private_key函数存在bug，将RSA公钥的指数字段错误赋值为和模数相同的值，你输出的公钥内容前后两段完全重复就是这个问题导致的，生成的公钥本身就是无效的。

要生成GnuPG兼容的密钥，你需要补充以下实现逻辑：

1. 先修正公钥提取的基础错误 #

Erlang的RSAPrivateKey结构体中，第2位是RSA模数n，第3位才是公钥指数e，修正后的代码如下：

defp public_key_from_private_key(private_key) do
  # 正确提取模数和公钥指数
  {:RSAPublicKey, elem(private_key, 2), elem(private_key, 3)}
end

2. 封装为OpenPGP格式 #

裸RSA密钥必须按OpenPGP标准封装后才能被GPG识别，推荐两种实现方案：

• 快速实现方案：调用系统GPG命令
  直接通过System.cmd调用本地安装的gpg工具完成密钥生成、导出、加解密操作，不需要自己实现OpenPGP协议逻辑，示例逻辑：

  # 生成GPG密钥的示例
  def generate_gpg_key(user_id, passphrase \\ "") do
    batch_config = """
    %echo Generating GPG key
    Key-Type: RSA
    Key-Length: 2048
    Subkey-Type: RSA
    Subkey-Length: 2048
    Name-Real: #{user_id}
    Expire-Date: 0
    Passphrase: #{passphrase}
    %commit
    %echo done
    """
    System.cmd("gpg", ["--batch", "--gen-key"], input: batch_config)
  end
  
  # 导出GPG兼容的ASCII格式公钥
  def export_gpg_public_key(user_id) do
    {pub_key, 0} = System.cmd("gpg", ["--export", "-a", user_id])
    pub_key
  end
  

  导出的公钥头部为-----BEGIN PGP PUBLIC KEY BLOCK-----，直接保存即可被gpg --show-keys识别。

• 纯Elixir实现方案：自行封装OpenPGP结构
  如果不想依赖系统GPG工具，需要按OpenPGP v4标准组装以下数据包后再导出为ASCII装甲格式：

  • 公钥数据包：包含密钥版本、创建时间、RSA参数（n、e）
  • 用户ID数据包：包含密钥持有者的姓名、邮箱信息
  • 自签名数据包：用私钥对上述公钥和用户ID信息签名，证明密钥归属
    组装完成后按OpenPGP ASCII装甲格式编码，头部替换为PGP专用的标记即可。

3. 格式区分 #

如果需要同时支持导出通用RSA PEM和GPG兼容格式，要做明确的功能拆分：

• 通用RSA PEM用于非GPG场景的加解密，不要给GPG工具使用
• GPG专用格式仅用于和GnuPG生态交互，不要作为通用RSA密钥使用

内容的提问来源于stack exchange，提问作者fschuindt