如何使用公钥加密openssl中的大文件答案

【问题标题】：How to encrypt a large file in openssl using public key如何使用公钥加密openssl中的大文件
【发布时间】：2011-10-31 21:25:29
【问题描述】：

我怎样才能用公钥加密一个大文件，这样除了拥有私钥的人之外，其他人都无法解密它？

我可以制作 RSA 公钥和私钥，但在使用此命令加密大文件时：

openssl rsautl -encrypt -pubin -inkey public.pem -in myLargeFile.xml -out myLargeFile_encrypted.xml

以及我如何也可以执行解密....

我通过以下命令创建我的私钥和公钥

openssl genrsa -out private.pem 1024
openssl rsa -in private.pem -out public.pem -outform PEM -pubout

我收到此错误：

RSA operation error
3020:error:0406D06E:rsa routines:RSA_padding_add_PKCS1_type_2:data too large for key size:.\crypto\rsa\rsa_pk1.c:151:

我尝试制作大小从 1024 到 1200 位的密钥，但没有运气，同样的错误

【问题讨论】：

标签： linux openssl

【解决方案1】：

公钥加密不适用于加密任意长的文件。一个使用对称密码（比如 AES）进行正常加密。每次生成、使用新的随机对称密钥，然后使用 RSA 密码（公钥）进行加密。密文与加密的对称密钥一起被传送给接收者。接收方使用自己的私钥解密对称密钥，然后使用对称密钥解密消息。

私钥永远不会共享，只有公钥用于加密随机对称密码。

【讨论】：

但是非对称加密的重点是防止共享私人秘密，这种方法会导致共享密钥，即使它是用非对称加密加密的。使用像 RSA 这样的非对称加密来加密有什么优势吗？共享密钥与对称算法
@techno：你没有分享任何秘密。您生成一次性随机密钥，使用它来加密单个消息，然后将其丢弃。您随消息发送的密钥仅对该消息有效。
是的，但是特定消息的一次性密钥是共享的，对吗？使用 RSA 等非对称加密技术来加密共享密钥与对称算法相比有什么优势
是的。您还共享消息本身。如果您害怕共享密钥，也不要共享消息。
@n.m. “公钥加密不用于加密任意长的文件。”，严格从性能的角度来看？使用 recipient（或应该读取文件的任何人）的公钥对整个文件进行 RSA 加密会带来其他缺点吗？

【解决方案2】：

在 OpenSSL 和命令行中安全和高度安全地编码任何文件的解决方案：

您应该准备好一些 X.509 证书来加密 PEM 格式的文件。

加密文件：

openssl smime -encrypt -binary -aes-256-cbc -in plainfile.zip -out encrypted.zip.enc -outform DER yourSslCertificate.pem

什么是什么：

smime - 用于 S/MIME 实用程序的 ssl 命令 (smime(1))
-encrypt - 选择的文件处理方法
-binary - 使用安全文件处理。通常，输入消息会按照 S/MIME 规范的要求转换为“规范”格式，此开关禁用它。所有二进制文件（如图像、声音、ZIP 档案）都需要它。
-aes-256-cbc - 选择 256 位密码 AES 进行加密（强）。如果未指定，则使用 40 位 RC2（非常弱）。 (Supported ciphers)
-in plainfile.zip - 输入文件名
-out encrypted.zip.enc - 输出文件名
-outform DER - 将输出文件编码为二进制。如果不指定，文件采用base64编码，文件大小增加30%。
yourSslCertificate.pem - 证书的文件名。应该是 PEM 格式。

该命令可以非常有效地对大文件进行强加密，无论其格式如何。
已知问题： 当您尝试加密大文件 (>600MB) 时发生错误。没有错误抛出，但加密文件将被损坏。始终验证每个文件！（或使用 PGP - 对使用公钥的文件加密有更大的支持）

解密文件：

openssl smime -decrypt -binary -in encrypted.zip.enc -inform DER -out decrypted.zip -inkey private.key -passin pass:your_password

什么是什么：

-inform DER - 与上面的 -outform 相同
-inkey private.key - 你的私钥的文件名。应该是 PEM 格式，并且可以通过密码加密。
-passin pass:your_password - 你的私钥加密密码。 (passphrase arguments)

【讨论】：

当我执行上面的命令时，我会得到一个带有所有 smime 选项的 Usage smime [options] yourSslCertificate.pem ...。
原来我必须做 -aes256 而不是 -aes-256-cbc
“该命令可以非常有效地加密任何文件，无论其大小或格式如何。”，但是在最后一段你承认它根本无法加密大文件......也许你应该当您的解决方案最终不适用于大文件时，不要对最终解决方案和所有文件做出如此自大的主张。您应该从解决方案的限制和范围开始，而不是结束。
是否有关于大于 600MB 文件的已知问题的错误报告？如果您只有可用的公钥，则无法验证加密文件。
我无法使用 public 密钥（如问题所要求的那样）使其工作。它需要证书。

【解决方案3】：

我发现http://www.czeskis.com/random/openssl-encrypt-file.html 的说明很有用。

用您的示例中的文件名解释链接的站点：

生成对称密钥，因为您可以用它加密大文件
openssl rand -base64 32 > key.bin
使用对称密钥加密大文件
openssl enc -aes-256-cbc -salt -in myLargeFile.xml \
  -out myLargeFile.xml.enc -pass file:./key.bin
加密对称密钥，以便您可以安全地将其发送给对方人
openssl rsautl -encrypt -inkey public.pem -pubin -in key.bin -out key.bin.enc
销毁未加密的对称密钥，以免无人发现
shred -u key.bin
此时，您发送加密的对称密钥 (key.bin.enc) 和加密的大文件（myLargeFile.xml.enc）到另一个人

然后其他人可以使用他们的私钥解密对称密钥键使用
openssl rsautl -decrypt -inkey private.pem -in key.bin.enc -out key.bin
现在他们可以使用对称密钥来解密文件
openssl enc -d -aes-256-cbc -in myLargeFile.xml.enc \
  -out myLargeFile.xml -pass file:./key.bin

你就完成了。其他人拥有解密文件，并且已安全发送。

【讨论】：

这是最好的解决方案。应该是排名靠前且被接受的答案

【解决方案4】：

您不能使用rsautl 直接加密大文件。相反，请执行以下操作：

使用openssl rand 生成密钥，例如。 openssl rand 32 -out keyfile
使用openssl rsautl加密密钥文件
使用openssl enc 加密数据，使用步骤 1 中生成的密钥。
将加密密钥文件与加密数据打包在一起。接收者需要使用他们的私钥解密密钥，然后使用生成的密钥解密数据。

【讨论】：

【解决方案5】：

不建议使用 smime 加密非常大的文件，因为您可以使用 -stream 选项加密大文件，但由于硬件限制see: problem decrypting big files

而无法解密生成的文件

如上所述，公钥加密不适用于加密任意长的文件。因此，以下命令将生成密码短语，使用对称加密加密文件，然后使用非对称（公钥）加密密码短语。注意：smime 包括使用主公钥和备用密钥来加密密码短语。备份公钥/私钥对将是谨慎的。

随机密码生成

将 RANDFILE 值设置为当前用户可访问的文件，生成 passwd.txt 文件并清理设置

export OLD_RANDFILE=$RANDFILE
RANDFILE=~/rand1
openssl rand -base64 2048 > passwd.txt
rm ~/rand1
export RANDFILE=$OLD_RANDFILE

加密

使用以下命令加密文件，使用 passwd.txt 内容作为密码和 AES256 到 base64（-a 选项）文件。使用非对称加密将 passwd.txt 加密到文件 XXLarge.crypt.pass 中，使用主公钥和备用密钥。

openssl enc -aes-256-cbc -a -salt -in XXLarge.data -out XXLarge.crypt -pass file:passwd.txt
openssl smime -encrypt -binary -in passwd.txt -out XXLarge.crypt.pass -aes256 PublicKey1.pem PublicBackupKey.pem
rm passwd.txt

解密

解密只是将 XXLarge.crypt.pass 解密为 passwd.tmp，将 XXLarge.crypt 解密为 XXLarge2.data，然后删除 passwd.tmp 文件。

openssl smime -decrypt -binary -in XXLarge.crypt.pass -out passwd.tmp -aes256 -recip PublicKey1.pem -inkey PublicKey1.key
openssl enc -d -aes-256-cbc -a -in XXLarge.crypt -out XXLarge2.data -pass file:passwd.tmp
rm passwd.tmp

已针对 >5GB 文件进行了测试..

5365295400 Nov 17 10:07 XXLarge.data
7265504220 Nov 17 10:03 XXLarge.crypt
      5673 Nov 17 10:03 XXLarge.crypt.pass
5365295400 Nov 17 10:07 XXLarge2.data

【讨论】：

只是我的两分钱：我会放弃 -a 以保持加密文件大小更小（无 Base64 编码）并添加 -pbkdf2 以获得更好的密钥派生（2021 年 openssl enc 抱怨关于简单-pass)
smime 不是已经用对称密码加密，然后用 RSA 加密密钥吗？单独加密是否只是 smime 子命令对大文件无法正常工作的一种解决方法？

【解决方案6】：

更多解释n. 'pronouns' m.的回答，

公钥加密不适用于加密任意长的文件。一使用对称密码（比如 AES）进行正常加密。每个生成、使用和加密新的随机对称密钥的时间使用 RSA 密码（公钥）。密文连同加密的对称密钥被传输给接收者。收件人使用他的私钥解密对称密钥，然后使用用于解密消息的对称密钥。

有加密的流程：

+---------------------+      +--------------------+
|                     |      |                    |
| generate random key |      |   the large file   |
|        (R)          |      |        (F)         |
|                     |      |                    |
+--------+--------+---+      +----------+---------+
         |        |                     |
         |        +------------------+  |
         |                           |  |
         v                           v  v
+--------+------------+     +--------+--+------------+
|                     |     |                        |
| encrypt (R) with    |     | encrypt (F)            |
| your RSA public key |     | with symmetric key (R) |
|                     |     |                        |
|  ASym(PublicKey, R) |     |     EF = Sym(F, R)     |
|                     |     |                        |
+----------+----------+     +------------+-----------+
           |                             |
           +------------+ +--------------+
                        | |
                        v v
         +--------------+-+---------------+
         |                                |
         |   send this files to the peer  |
         |                                |
         |     ASym(PublicKey, R) + EF    |
         |                                |
         +--------------------------------+

以及解密流程：

   +----------------+        +--------------------+
   |                |        |                    |
   | EF = Sym(F, R) |        | ASym(PublicKey, R) |
   |                |        |                    |
   +-----+----------+        +---------+----------+
         |                             |
         |                             |
         |                             v
         |   +-------------------------+-----------------+
         |   |                                           |
         |   |             restore key (R)               |
         |   |                                           |
         |   | R <= ASym(PrivateKey, ASym(PublicKey, R)) |
         |   |                                           |
         |   +---------------------+---------------------+
         |                         |
         v                         v
     +---+-------------------------+---+
     |                                 |
     |       restore the file (F)      |
     |                                 |
     |      F <= Sym(Sym(F, R), R)     |
     |                                 |
     +---------------------------------+

此外，您还可以使用以下命令：

# generate random symmetric key
openssl rand -base64 32 > /config/key.bin

# encryption
openssl rsautl -encrypt -pubin -inkey /config/public_key.pem -in /config/key.bin -out /config/key.bin.enc
openssl aes-256-cbc -a -pbkdf2 -salt -in  $file_name -out $file_name.enc -kfile /config/key.bin

# now you can send these files: $file_name.enc + /config/key.bin.enc

# decryption
openssl rsautl -decrypt -inkey /config/private_key.pem -in /config/key.bin.enc -out /config/key.bin
openssl aes-256-cbc -d -a -pbkdf2 -in $file_name.enc -out $file_name -kfile /config/key.bin

【讨论】：

最好使用-kfile /config/key.bin 而不是-k $(cat /config/key.bin)，否则密码会在进程列表（任务管理器）中泄漏。

【解决方案7】：

要使用openssl smime 安全地加密大文件 (>600MB)，您必须将每个文件分成小块：

# Splits large file into 500MB pieces
split -b 500M -d -a 4 INPUT_FILE_NAME input.part.

# Encrypts each piece
find -maxdepth 1 -type f -name 'input.part.*' | sort | xargs -I % openssl smime -encrypt -binary -aes-256-cbc -in % -out %.enc -outform DER PUBLIC_PEM_FILE

为方便起见，以下是如何解密并将所有部分放在一起：

# Decrypts each piece
find -maxdepth 1 -type f -name 'input.part.*.enc' | sort | xargs -I % openssl smime -decrypt -in % -binary -inform DEM -inkey PRIVATE_PEM_FILE -out %.dec

# Puts all together again
find -maxdepth 1 -type f -name 'input.part.*.dec' | sort | xargs cat > RESTORED_FILE_NAME

【讨论】：

【解决方案8】：

也许您应该查看这个 (How to encrypt data in php using Public/Private keys?) 问题的已接受答案。

它展示了如何使用 OpenSSL 的 S/mime 功能来做同样的事情而不需要手动处理对称密钥，而不是手动解决 RSA 的消息大小限制（或者可能是一个特征）。

【讨论】：