场景描述

1. 密钥库中的私钥可以用于保存密钥，在加解密过程中，开发者会因为没有校验密钥是否存在造成密钥出现变更或被删除，使得密钥失效，导致加解密过程出现问题。
2. SM2比较特殊，在交互过程会出现密钥和密文是否是ASN.1的格式问题，导致两端加解密出现解密失败。
3. 使用密钥库去做加解密和签名验签，生成密钥失败。
4. 在交互过程中，对于加解密的明文是有部分要求的。明文过长或者过短可能会造成加密失败。

方案描述

• 密钥库中密钥的创建和使用

1. 同时使用密钥库去做加解密和签名验签

   在同时做加解密和签名验签的情况下，创建密钥对的时候设置加解密和签名验签的属性，创建密钥失败。

   解决方案

   在创建密钥对的时候，密钥的目的属性必须是单一或者成对的，不能同时赋予加解密和签名验签的属性。

   需要调用两次huks.generateKeyItem方法，分别传入不同的密钥别名和密钥属性。

   核心代码

   如果涉及加解密和签名验签，这里是正确的示例代码：

   //调用两次huks.generateKeyItem方法，分别传入不同的密钥别名和密钥属性
   let encryptAndDecryptKeyAlia = '加解密的密钥别名';
   let signatureVeriftKeyAlia = '签名验签的密钥别名';
   huks.generateKeyItem(encryptAndDecryptKeyAlia, cryptAndDecryptproPertiesen);
   huks.generateKeyItem(signatureVeriftKeyAlia, signatureVerifProperties);
   //用于创建加解密的密钥属性
   let cryptAndDecryptproPertiesen: Array<huks.HuksParam> = [
     {
       tag: huks.HuksTag.HUKS_TAG_ALGORITHM,
       value: huks.HuksKeyAlg.HUKS_ALG_RSA
     },
     {
       tag: huks.HuksTag.HUKS_TAG_PURPOSE,
       value: huks.HuksKeyPurpose.HUKS_KEY_PURPOSE_ENCRYPT | huks.HuksKeyPurpose.HUKS_KEY_PURPOSE_DECRYPT
     },
     {
       tag: huks.HuksTag.HUKS_TAG_KEY_SIZE,
       value: huks.HuksKeySize.HUKS_RSA_KEY_SIZE_3072
     }
   ];
   let huksOptions: huks.HuksOptions = {
     properties: cryptAndDecryptproPertiesen,
     inData: new Uint8Array(new Array())
   }
   //用于创建签名验签的密钥属性
   let signatureVerifProperties: Array<huks.HuksParam> = [
     {
       tag: huks.HuksTag.HUKS_TAG_ALGORITHM,
       value: huks.HuksKeyAlg.HUKS_ALG_RSA
     },
     {
       tag: huks.HuksTag.HUKS_TAG_PURPOSE,
       value: huks.HuksKeyPurpose.HUKS_KEY_PURPOSE_SIGN | huks.HuksKeyPurpose.HUKS_KEY_PURPOSE_VERIFY
     },
     {
       tag: huks.HuksTag.HUKS_TAG_KEY_SIZE,
       value: huks.HuksKeySize.HUKS_RSA_KEY_SIZE_3072
     }
   ];
   let huksOptions: huks.HuksOptions = {
     properties: signatureVerifProperties,
     inData: new Uint8Array(new Array())
   }复制

    

2. 密钥库公钥可导出，私钥不可见，如何与服务端交互使用同一套密钥
   1. 服务端使用客户端传入的公钥做加密，客户端使用对应私钥做解密；客户端解密失败。

      

   2. 服务端生成密钥对，导出公钥给客户端，客户端加密后密文传递给服务端，服务端解密失败。

      

   3. 客户端使用本端生成的公私钥做加解密；解密失败

      

解决方案

密钥是有时效性的，如果应用卸载之后密钥是会失效的。

1. 不管是在客户端还是服务端，在生成密钥之前，首先需要校验密钥是否存在，如果密钥本身就存在，就不需要再次创建导致密钥被覆盖。
2. 再导入密钥的时候要根据对应的算法去使用对应的格式去导入公钥，可以参考支持的导入的算法密钥以及对应的导入格式。
3. 在涉及两端交互的过程中，需要判断客户端传出和服务器端接收的公钥别名和数据是否一致，避免因为request请求导致base64字符串特殊字符发生改变。

   处理方法：

   1. 在交互过程中使用十六进制字符串；
   2. 使用base64传递的时候，使用baseurl传递，即在转成字符串的时候把类型设置为BASIC_URL_SAFE。

      new util.Base64Helper().encodeToStringSync(data,util.Type.BASIC_URL_SAFE)复制

4. 因为密钥不可见，所以使用huks.generateKeyItem()没有捕获到异常，既代表密钥生成成功，也可以通过 huks.hasKeyItem() 接口查询是否生成成功。

效果图

有无校验密钥存在功能对比：

请求是否使用baseurl对比：

核心代码

/* 创建密钥对 */
async function generateKey(KeyAlias: string, purpose: huks.HuksKeyPurpose, IsAuth: boolean) {
  //getGenerateProperties是密钥创建的属性，开发者可以根据自己的需求去选择使用什么样的密钥算法以及作用
  let genProperties = getGenerateProperties(purpose, IsAuth);
  let options: huks.HuksOptions = {
    properties: genProperties
  }
  await huks.generateKeyItem(KeyAlias, options).then((data) => {
    //生成的data是null是正常的，这里是因为密钥在密钥库是不可见的，返回error为null即为生成成功
    console.info(`huks callback: generate Key success, data = ${JSON.stringify(data)}`);
  }).catch((error: BusinessError) => {
    console.error(`huks callback: generate Key failed`);
  })
}复制

/* 校验密钥是否存在 */
async function checkHuksKey(keyAlias: string) {
  //在做密钥校验的时候，huksOptions只需要传入算法名称即可判断密钥是否存在，其他的可以设置为空
  let keyProperties: Array<huks.HuksParam> = new Array();
  let index = 0;
  keyProperties[index++] = {
    tag: huks.HuksTag.HUKS_TAG_ALGORITHM,
    value: huks.HuksKeyAlg.HUKS_ALG_AES
  };
  let huksOptions: huks.HuksOptions = {
    properties: keyProperties,
    inData: new Uint8Array()
  }
  //这里用return的方法返回校验结果的时候要注意：该接口是异步的，如果直接赋值然后返回就会导致结果不同步，所以这个地方需要在前面加await，等返回结果之后在返回校验结果
  return await huks.isKeyItemExist(keyAlias, huksOptions);
}复制

• 密钥库中加解密常见问题

1. SM2比较特殊，如何在交互过程将两端的密钥和密文统一为序列化(ASN.1)和未序列化(裸密文/钥)的数据格式

   解决方案

   1. 将huks的公钥通过huks.exportKeyItem()接口导出后，因为密钥库没有提供格式转换的接口，需要使用到加解密算法框架中的 getAsyKeySpec 接口去获取公钥中的x和y的值，进而解析出公钥ASN.1格式为裸密钥。
   2. 如果服务端传入的密文是裸密文，需要通过SM2_Ciphertext工具类中的i2d_SM2_Ciphertext方法（附件）转成ASN.1格式的数据，如果已经是ASN.1格式，直接传入解密方法

   效果图

   

   核心代码

   /* 导出密钥对中的公钥并转成裸密文 */
   async function exportPublicKeyTonakedCiphertext(keyAlias: string): Promise<string> {
     let pk = '';
     let emptyOptions: huks.HuksOptions = {
       properties: [];
     };
     try {
       //huks导出的公钥
       let puk = await huks.exportKeyItem(keyAlias, emptyOptions);
       //使用加解密算法框架的接口去转换 ；sm2公钥对应的字符串参数为 X+Y
       let keypairGenerator = cryptoFramework.createAsyKeyGenerator('SM2_256')
       let key = await keypairGenerator.convertKeySync({ data: puk.outData }, null);
       //获取公钥中x的参数值
       let x = key.pubKey.getAsyKeySpec(cryptoFramework.AsyKeySpecItem.ECC_PK_X_BN);
       //获取公钥中y的参数值
       let y = key.pubKey.getAsyKeySpec(cryptoFramework.AsyKeySpecItem.ECC_PK_Y_BN);
       //将转换后的x 和 y拼接即可得到完整的十六进制字的裸密钥
       pk = x.toString(16) + y.toString(16);
     } catch (err) {
       console.error('huks callback: exportPublicKey failed');
     }
     return pk;
   }复制

   /**
    * i2d_SM2_Ciphertext用于将SM2裸密文数据序列化,传入的是SM2裸密钥数据，长度为96+明文长度（字节），输入格式为C1C3C2的Hex字符串
    * ciphertextASN1为转换后封装的ASN.1格式的密文数据
    * C1是由x、y组成，均为固定的64位长度的十六进制字符串
    * C2是密文数据
    * C3是SM3的摘要值
    * 返回序列化后的标准密文数据，输出格式为Hex字符串ciphertextASN1
    */
   let ciphertextASN1 = new SM2_Ciphertext().i2d_SM2_Ciphertext(ciphertext);复制

2. 在交互过程中，对于加解密的明文是有部分要求的。如何根据加密方式处理明文

   在使用密钥库加解密的时候，因为使用的填充方式或者分组模式，会对可加密的明文有一定的限制条件，如果不满足，就会导致加密失败。即使使用分段加解密要求也是一致

   解决方案

   具体的限制请参考下面的表格数据，其中：

   原始数据长度 => 指的是明文的字节长度。

   密钥长度 => 指的是密钥的位数除以8，例如使用的AES256，密钥位数为256，那密钥的长度为256/8 = 32 字节。

   摘要长度 => 指的是摘要的位数除以8，例如使用的是SHA256摘要，位数为256，那摘要长度为256/8 = 32字节。

   未压缩密文 => 指的是04+C1+C2+C3，由于各算法库差异，04可以视情况省略。

   压缩 => 指的是c1(03+x) + c3(32字节) + c2或c1(02+x) + c3(32字节) + c2。
   • c1是椭圆曲线点，长度为64字节。
   • c3是摘要值，长度为32字节。
   • c2是密文数据，长度与明文等长。

   加解密算法	分组模式	填充方式	原始数据长度	加密后的数据长度	备注
   AES/SM4	ECB/CBC	NoPadding	16字节整数倍	和原始数据长度一致	如果加密的数据不满足16的整数倍，可以通过填补固定字符串的方式凑齐16整数倍的数据去加密。
   		PKCS7	无要求	(原始数据长度+1)/16*16
   	CFB/GCM/CCM	NoPadding/PKCS7/PKCS5	无要求	和原始数据长度一致
   RSA	默认ECB	NoPadding	和密钥长度一致	和密钥长度一致	如果加密的数据过大，可以使用分段加解密实现，分段的长度根据要求设置即可。
   		PKCSV1.5	小于等于密钥长度-11字节	和密钥长度一致
   		OAEPPadding	小于等于密钥长度-2*摘要长度-2	和密钥长度一致	如果涉及RSA|OAEP加解密，需要两个摘要算法，只给了对应的一个摘要，那么另外一个摘要是默认使用SHA1的。
   SM2	\	\	无要求	len(C1) + 消息长度 + 摘要长度 len(C1) = 密钥长度+1(有压缩) 或 2倍密钥长度+1(无压缩)	huks当前仅SM2加密密文不涉及压缩和非压缩，输出为DER格式数据。

FAQ：

Q：在密钥库使用RSA1024|PKCS1创建密钥对的时候会出现创建失败。

A：加解密算法框架可以使用RSA1024|PKCS1创建密钥，但并不推荐使用，对于安全性的考虑，密钥库不会支持RSA2048以下的密钥长度。建议在密钥库中使用RSA2048及以上的密钥。

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