偶尔从 X509Certificate2 获取私钥时出现异常“指定的提供程序类型无效”或“密钥不存在”答案

【问题标题】：Getting Exception "Invalid Provider type specified" or "Key does not exist" while getting Private key from X509Certificate2 Occasionally偶尔从 X509Certificate2 获取私钥时出现异常“指定的提供程序类型无效”或“密钥不存在”
【发布时间】：2018-01-08 14:31:42
【问题描述】：

我在尝试从 X509Certificate2 证书获取私钥时遇到以下异常之一：

System.Security.Cryptography.CryptographicException：指定的提供程序类型无效。

或

System.Security.Cryptography.CryptographicException：以下代码行中不存在密钥：RSACryptoServiceProvider rsaKey = (RSACryptoServiceProvider)digiSignCert.PrivateKey;

堆栈跟踪：

System.Security.Cryptography.CryptographicException：密钥不存在。在 System.Security.Cryptography.Utils.GetKeyPairHelper(CspAlgorithmType keyType, CspParameters 参数, Boolean randomKeyContainer, Int32 dwKeySize, SafeProvHandle& safeProvHandle, SafeKeyHandle& safeKeyHandle) 在 System.Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider.GetKeyPair() 在 System.Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider。 .ctor(Int32 dwKeySize, CspParameters parameters, Boolean useDefaultKeySize) at System.Security.Cryptography.X509Certificates.X509Certificate2.get_PrivateKey() at Api.CertificateUtil.GetSignedXml(String xml, X509Certificate2 privateCert)

代码：

public static RSACryptoServiceProvider rsaKey = null;
public X509Certificate2 _PrivateCert;

public APISearch()
{
    byte[] privateCert = null;//We get the actual certificate file data here
    GetPrivateCerificate(privateCert, "abc@123");
    GetSignedXml(_PrivateCert);
}

public void GetPrivateCerificate(byte[] privateCert, string pwd)
{
    _PrivateCert = new X509Certificate2(privateCert, pwd, X509KeyStorageFlags.MachineKeySet | X509KeyStorageFlags.PersistKeySet | X509KeyStorageFlags.Exportable);
}

public void GetSignedXml(X509Certificate2 privateCert)
{
    rsaKey = (RSACryptoServiceProvider)privateCert.PrivateKey; //Occassional Exception
}

预期结果：(RSACryptoServiceProvider)privateCert.PrivateKey 应始终生成私钥。

实际结果：有时会在这一行抛出上述异常：

rsaKey = (RSACryptoServiceProvider)privateCert.PrivateKey;

有时会从证书文件中成功获取私钥。截至目前，我们无法追踪此问题的模式。

【问题讨论】：

标签： c# cryptography x509certificate x509certificate2 rsacryptoserviceprovider

【解决方案1】：

RSACryptoServiceProvider 是一种通过 Window Cryptographic API (CAPI) 库执行 RSA 的类型。当 .NET 首次创建时，CAPI 是新的并且始终是正确的答案（在 Windows 上）。从 Windows Vista 开始，有一个新库：密码学：下一代 (CNG)。为了兼容性，CNG 了解如何使用 CAPI。但CAPI不能“成为CAPI”和“懂CNG”。您看到的例外情况是 PFX 指示私钥应通过 CNG 存储（或店内证书指示其私钥通过 CNG 存储）。

当 .NET Framework 添加RSACng 时，它决定已经有太多人编写了(RSACryptoServiceProvider)cert.PrivateKey 行，因此该属性永远无法返回RSACng 实例。相反，在 .NET 4.6 中创建了新的（扩展）方法：cert.GetRSAPublicKey() 和 cert.GetRSAPrivateKey()，它们返回 RSA 而不是 AsymmetricAlgorithm。同样在 .NET 4.6 中，RSA 基类得到了增强，将签名/验证和加密/解密操作向下移动（尽管签名不同，因为自 CAPI 编写以来 RSA 获得了新的选项）。

预期结果：(RSACryptoServiceProvider)privateCert.PrivateKey 应始终生成私钥。

实际情况是cert.PrivateKey（和cert.PublicKey.Key）已被软弃用。你不应该再叫它/他们了。 RSA (4.6)、ECDSA (4.6.1) 和 DSA (4.6.2) 都有 Get[Algorithm]{Public|Private}Key 方法。

(RSACryptoServiceProvider)cert.PrivateKey => cert.GetRSAPrivateKey()
rsaCSP.Encrypt(data, false) => rsa.Encrypt(data, RSAEncryptionPadding.Pkcs1)
rsaCSP.Encrypt(data, true) => rsa.Encrypt(data, RSAEncryptionPadding.OaepSHA1)
rsaCSP.SignData(data, "SHA256") => rsa.SignData(data, HashAlgorithmName.SHA256, RSASignaturePadding.Pkcs1)

与Decrypt、SignHash、VerifyData、VerifyHash 类似； ECDsa 和 DSA 也类似。

最后，请不要硬转换这些方法的返回值，它会根据需要更改...在 Windows 上它可以返回 RSACng 或 RSACryptoServiceProvider，在 Linux（.NET Core）上它当前返回 RSAOpenSsl，在 macOS (.NET Core) 上，它返回一个不可转换的对象。

【讨论】：