从密码中派生公钥/密钥对

Question

按照此处提供的答案：https://crypto.stackexchange.com/questions/1662/how-can-one-securely-generate-an-asymmetric-key-pair-from-a-short-passphrase

我已经开始了以下路径：

public static void DeriveKeyPair(string pass, byte[] salt)
{
    using (var derived = new Rfc2898DeriveBytes(pass, salt, 10000))
    {
        var randomNum = new Random(BitConverter.ToInt32(derived.GetBytes(4), 0));
        // Can't seem to find an asymmetric implementation that I can supply the seed to
    }
}

忽略返回类型不会做任何有用的事实，我遇到的一个大问题是我似乎无法找到一个非对称加密提供程序，我既可以播种，也可以提供播种号码生成器。

我这样做是为了不必将私钥存储在任何地方，这是出于安全考虑并有助于便携性，因为密钥可以在任何提供相同密码（和盐 - 最初是独特且随机）。

Answer 1

经过一番摸索，我决定生成一个随机的 RSA 密钥对，然后使用 AES 对称加密私钥。

这导致我采用以下两种方法：

public static byte[] EncryptData(string pass, byte[] salt, byte[] encryptedPrivateKey, byte[] targetPublicKey,
    byte[] iv, byte[] data)
{
    using (var rfc = new Rfc2898DeriveBytes(pass, salt, IterationCount))
    {
        using (var aes = new AesCryptoServiceProvider())
        {
            aes.KeySize = AesKeySize;
            aes.Key = rfc.GetBytes(aes.KeySize / 8);
            aes.IV = iv;

            using (var dec = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV))
            {
                using (var ms = new MemoryStream(encryptedPrivateKey))
                {
                    using (var cs = new CryptoStream(ms, dec, CryptoStreamMode.Read))
                    {
                        var privKey = new byte[RsaKeySize];
                        cs.Read(privKey, 0, privKey.Length);
                        return RsaEncrypt(targetPublicKey, data);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

public static byte[] DecryptData(string pass, byte[] salt, byte[] encryptedPrivateKey, byte[] iv, byte[] data)
{
    using (var rfc = new Rfc2898DeriveBytes(pass, salt, IterationCount))
    {
        using (var aes = new AesCryptoServiceProvider())
        {
            aes.KeySize = AesKeySize;
            aes.Key = rfc.GetBytes(aes.KeySize/8);
            aes.IV = iv;

            using (var dec = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV))
            {
                using (var ms = new MemoryStream(encryptedPrivateKey))
                {
                    using (var cs = new CryptoStream(ms, dec, CryptoStreamMode.Read))
                    {
                        var privKey = new byte[RsaKeySize];
                        cs.Read(privKey, 0, privKey.Length);
                        return RsaDecrypt(privKey, data);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

---

RSA 还不够。

本质上，RSA 只能加密较小的数据than the key size

在我的新方案中：

1. 用户身份是 RSA 公钥和 RSA 私钥，通过使用密码和 salt 派生 AES 密钥，使用 AES 加密
2. 加密数据涉及：
   1. 生成随机 AES 密钥
   2. 使用该 AES 密钥加密数据
   3. 使用发起者的 RSA 私钥生成加密数据的 RSA 签名
   4. 通过 RSA 使用目标的公共 RSA 密钥加密随机 AES 密钥来授予对数据的访问权限

这让我可以存储所有核心信息：

1. 公钥
2. 盐
3. 初始化向量
4. 加密的私钥

几乎在我想要的地方，因为实际破解私钥需要密码。

解密也比较简单：

1. 接收传入数据
2. RSA 根据声称的发件人的 RSA 公钥对其进行验证
3. 从派生密码 + salt AES 密钥中解密接收方的 RSA 私钥
4. 解密访问密钥（嵌入式/托管 AES 密钥）
5. 使用提供的密钥解密接收到的数据