Delphi+OpenSSL将PEM私钥转DER时与原文件不一致问题排查

背景 #

在墨西哥电子发票体系中，税务机关会向纳税人发放DER格式的数字签名证书/密钥对（.cer、.key文件），其中私钥采用des-ede3-cbc加密的PKCS8格式，用于签署发票XML并提交至PAC服务完成二次签名。我们基于Delphi 10和OpenSSL开发开票系统，用户上传.cer/.key文件后，系统会将其转换为PEM格式存储到数据库，不再保留原文件。

原转换代码 #

.cer转PEM代码 #

Var
 infile,
 outfile : pBIO;
 x       : pX509;
 n       : Integer;
 PEM,
 fn      : AnsiString; // 存储文件名

BIO_read_filename(infile,PansiChar(fn));
x := d2i_X509_bio(infile,Nil);
outfile := BIO_new(BIO_s_mem);
PEM_write_bio_X509(outfile,x);
n := BIO_pending(outfile);
SetLength(PEM,n);
BIO_read(outfile,@PEM[1],n)  // 将PEM内容保存到数据库

.key转PEM代码 #

Var
 infile,
 outfile   : pBIO;
 p8        : pX509_SIG;
 p8inf     : pPKCS8_Priv_Key_Info;
 n         : Integer;
 x         : pEVP_PKEY;
 PEM,
 fn        : AnsiString;

infile  := BIO_new(BIO_s_file);
BIO_read_filename(infile,PANSICHAR(fn));
p8 := d2i_PKCS8_bio(infile,Nil);
p8inf := PKCS8_decrypt(p8,_PCHAR(Password),Length(Password)); // Password为传入的参数
x := EVP_PKCS82PKEY(p8inf);
outfile := BIO_new(BIO_s_mem);
PEM_write_bio_PKCS8PrivateKey(outfile,x,Nil,_PCHAR(Password),Length(Password),Nil,Nil);

n := BIO_pending(outfile);
SetLength(PEM,n);
BIO_read(outfile,@PEM[1],n)  // 将PEM内容保存到数据库

问题场景 #

因新需求需要从数据库存储的PEM格式还原出原DER格式文件，.cer文件还原正常，但私钥还原出现异常。

私钥还原代码 #

Var
 infile,
 outfile   : pBIO;
 n         : Integer;
 pRSAKey   : pEVP_PKEY;
 DER       : TArray<Byte>;

infile := BIO_new(BIO_s_mem);
BIO_puts(infile,PAnsiChar(PEM_key_saved));
PEM_read_bio_PrivateKey(infile,pRSAKey,Nil,PAnsiChar(Password));

outfile := BIO_new(BIO_s_mem);
i2d_PKCS8PrivateKey_bio(outfile,pRSAKey,EVP_des_ede3_cbc(),Nil,0,Nil,PAnsiChar(Password));

n := BIO_pending(outfile);
SetLength(DER,n);
BIO_read(outfile,@DER[0],n)  // DER应与原.key文件字节完全一致

异常现象 #

• 还原后的new.key与原original.key文件大小相同，但内容不一致；
• 使用openssl pkcs8解析两者，输出的RSA私钥文本完全一致；
• 使用openssl asn1parse解析显示，两者的ASN.1结构（盐值、密文段）存在差异；
• 第三方PAC服务接受original.key，但拒绝new.key。

疑问 #

PEM转DER的过程是否遗漏了关键步骤？是否需要设置pRSAKey的特定字段才能还原出与原文件完全一致的DER格式私钥？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者alvaroc