Java: AES / RSA Keys lesen und schreiben (Datei)

Gestern Vormittag hat Bastian, ein AxxG Blog Leser, einen sehr interessanten Kommentar unter meinen Beitrag „Java: Verschlüsselung mit Beispiel (Quickstart)“ hinterlassen. Darin fragt er, wie man einen Schlüssel einer AES- oder RSA-Verschlüsselung sichern bzw. für andere Systeme verwenden kann.
Da die Antwort sehr umfangreich wurde, habe ich mich kurzerhand dazu entschlossen einen Beitrag, zu diesem Thema, zu verfassen.

AES Key in eine Datei schreiben

Als erstes ist es wichtig seinen genertierten oder erstellten Key zu speichern.

// Datei
File datei = new File("AES.key");

// zufaelligen Key erzeugen
KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance("AES");
keygen.init(128);
Key key = keygen.generateKey();

// Key in die Datei schreiben
byte[] bytes = key.getEncoded();
FileOutputStream keyfos = new FileOutputStream(datei);
keyfos.write(bytes);
keyfos.close();

RSA Keys in zwei Dateien schreiben

Etwas komplizierter geht es bei RSA:

// Datei
File dir = new File("keys");

// Verzeichnis anlegen
dir.mkdirs();

// zufaelligen Key erzeugen
KeyPairGenerator keygen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
keygen.initialize(1024);
KeyPair keyPair = keygen.genKeyPair();

// schluessel lesen
PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();

// Public Key sichern
X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKey.getEncoded());
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dir.getAbsoluteFile() + "/public.key");
fos.write(x509EncodedKeySpec.getEncoded());
fos.close();

// Private Key sichern
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey.getEncoded());
fos = new FileOutputStream(dir.getAbsoluteFile() + "/private.key");
fos.write(pkcs8EncodedKeySpec.getEncoded());
fos.close();

Wechsel

AES Key aus einer Datei lesen

// Datei
File datei = new File("AES.key");

// Key lesen
FileInputStream fis = new FileInputStream(datei);
byte[] encodedKey = new byte[(int) datei.length()];
fis.read(encodedKey);
fis.close();
		
// generiere Key
SecretKey key = new SecretKeySpec(encodedKey, "AES");		

RSA Keys auslesen

//+++++++++++++++++++++++++++++++++
// Private key
//+++++++++++++++++++++++++++++++++
// Datei
File dateiPriK = new File("keys/private.key");

// Private Key lesen
FileInputStream fis = new FileInputStream(dateiPriK);
byte[] encodedPrivateKey = new byte[(int) dateiPriK.length()];
fis.read(encodedPrivateKey);
fis.close();
		
// generiere Key
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
PKCS8EncodedKeySpec privateKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(encodedPrivateKey);
PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(privateKeySpec);	

//+++++++++++++++++++++++++++++++++
// Public key
//+++++++++++++++++++++++++++++++++
// Datei
File dateiPubK = new File("keys/public.key");

// Public key lesen
fis = new FileInputStream(dateiPubK);
byte[] encodedPublicKey = new byte[(int) dateiPubK.length()];
fis.read(encodedPublicKey);
fis.close();
		
// generiere Key
keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
X509EncodedKeySpec publicKeySpec = new X509EncodedKeySpec(encodedPublicKey);
PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(publicKeySpec);

Antwort zu der Frage

Wie du sehen kannst, gibt es verschiedene Arten Keys in einer Datei zu speichern. Noch mal zusammengefasst:

• plain
• X509Encoded
• PKCS8Encoded

Mit der Datei(der Key) und dem Wissen, welche Kodierung verwendet wurde, kann man die Verschlüsselung auf anderen Systemen oder in einer anderen Programmiersprache einsetzen. Oftmals bieten die Programmiersprachen schon Klassen zum einlesen des Keys an. Andere wiederum verlangen das Konvertieren des Key’s in ein anderes Format. Wie zum Beispiel PHP:

	function pkcs8_to_pem($der) {

	    static $BEGIN_MARKER = "-----BEGIN PRIVATE KEY-----";
	    static $END_MARKER = "-----END PRIVATE KEY-----";

	    $value = base64_encode($der);

	    $pem = $BEGIN_MARKER . "\n";
	    $pem .= chunk_split($value, 64, "\n");
	    $pem .= $END_MARKER . "\n";

	    return $pem;

	function x509_to_pem($der) {

	    static $BEGIN_MARKER = "-----BEGIN PUBLIC KEY-----";
	    static $END_MARKER = "-----END PUBLIC KEY-----";

	    $value = base64_encode($der);

	    $pem = $BEGIN_MARKER . "\n";
	    $pem .= chunk_split($value, 64, "\n");
	    $pem .= $END_MARKER . "\n";

	    return $pem;

Diese brauch den Key als PEM BASE64 verschlüsselt. Andere Programmiersprachen brauchen ggf. andere Formate, je nach Anwendungsfall.
Ich hoffe, dass ich damit deine Frage beantworten konnte:-)

Die Quellen

• http://de.wikipedia.org/wiki/Base64
• Torsten Horn
• http://openbook.galileocomputing.de/java7/1507_22_006.html

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