接触GMSSL一段时间了，总结一点点想法

证书：DER格式、PEM格式

.DER=DER扩展用于二进制DER编码证书。

.PEM=PEM扩展用于不同类型的X.509v3文件，是以“ - BEGIN ...”前缀的ASCII（Base64）数据。

DER格式是二进制的，PEM则是文本格式，

实际上，PEM格式的内容在去掉"---BEGIN"的内容，采取BASE64解码，得到的BLOG内容，就是DER格式的内容

DER的内容，实际上在GMSSL、OPENSSL中，都是以ASN.1格式进行编码的内存BLOB

查看GMSSL的代码，就可以看到公钥、私钥各自的ASN格式化支持代码

RSA的公钥、私钥支持代码如下：

对于BIGNUM，在格式化时，会先输出一个长度字节（1 byte），再依次输出内容

SM2只定义了密文中的ASN.1的格式化支持代码，如下：

?这儿实际定义了密文的三块C1/C2/C3，C1=(x+y)的内容，C2是ciphertext部分，C3是hash部分

至于ASN.1实际的BLOB内存编码，从RSA的公、私钥分析文件可以看出，链接：https://etherhack.co.uk/asymmetric/docs/rsa_key_breakdown.html

参考如下：

On Linux, using the following command generated this key:openssl genrsa -out rsa_1024_priv.pem 1024

To understand how the key is broken down into its respective components, execute the following additional command:openssl rsa -text -in rsa_1024_priv.pem

Alternatively, you can do what I did and breakdown the individual components by hand - in order to learn how the data structure actually works.

Firstly, the data block has to be decoded from it's standard Base64 format, so remove the "-----BEGIN..." lines at the start and end of the file and convert the data into Hexadecimal.

The data block is now in a format we can read (sort of).Using Abstract Syntax Notation 1 (or ASN.1), we can read and identify the Distinguished Encoding Rules (DER) encoded components contained within this data.Although the only data stored in this instance of the ASN format is of type Integer, other standard variable types are listed here for clarity. When the Integer type is used in this context, it is followed by the length in bytes for the following data object, and then the data itself, as can be seen below.

In this example, the Hexadecimal values have been paired for clarity, but in the other examples (see links at the top of this page) the values have not been separated.Parts highlighted below, in order:

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----30 82 02 5e?02 01?00?02 81 81?00 c7 8a 46 ac b5 cf 3e 23 cd 73 0a0f ea 59 6f 1d 32 bf 26 aa f5 d0 de a6 cf 02 6b b4 46 3c 68 65 5238 ee db ec 91 89 45 01 73 9f d2 c3 eb 84 ed a7 52 ea 28 26 78 271d 5d 3a df d8 93 4c 46 06 d6 f7 24 35 a5 b6 47 a5 39 41 37 50 e51a b9 bb eb 95 de 93 24 ef 0e d5 b3 89 f7 ba b4 3a 8e 7a ad da b4d7 6c 2d 43 35 af cf 15 e0 19 6a d6 df ed f7 c1 07 2d 08 18 ed 3373 5d bc 22 c8 58 73?02 03?01 00 01?02 81 81?00 b4 cd 97 62 71 4efa b8 48 35 bf dd 51 f4 7d 99 10 5d 61 f5 30 cd 74 a1 e3 1b 07 6a8e e5 b7 96 6f 5d 45 19 a3 8e ef b9 c6 29 f5 9c 6d 88 1f a7 93 a0ae a9 78 ca 10 6f 2c 05 e7 c4 7f 1b 72 aa b0 39 1b 45 86 5c 95 ebc5 35 cb 84 7e f1 6c 43 36 1d 1a 7a fc 47 f2 14 52 ff 55 f9 d3 7d43 26 6d 49 95 4d 04 fa f4 ad 8a 4b 4d d2 d0 b7 79 b1 f9 84 4f b53b 16 c8 1d 26 7e 58 e5 8b 61 7e c9?02 41?00 e6 e8 a0 46 02 a9 f127 06 6a e5 22 8e f7 4e 2d 92 21 1d 6a bb cb 95 b3 fa 73 87 52 e0f0 f0 fe f0 39 32 94 df 84 09 02 85 84 7b be f5 a7 d3 df fc 64 c0fe 4a f4 05 09 cf 42 f5 94 0f 11 b3 27?02 41?00 dd 39 0b a9 2b c0f7 ab c8 52 ab 2a d8 ce 18 92 27 88 8a 18 ef 6c 11 9e 83 5c 74 412c dc 70 d1 85 fe 3c 61 61 68 ae 24 5b 67 29 73 cf 33 45 cb f8 26cd 3e 97 25 04 df 92 d1 aa ab e1 59 0f d5?02 40?62 09 68 6a f1 1c98 1f 9a 90 ee 02 13 33 1a c5 2c 62 d4 eb 89 1a 31 d0 3d 48 a9 aedd 84 4e bd de de 5a 04 6d 35 d0 e1 7a 30 ba 9d 64 0d 42 5e b9 f949 1b 6e 55 56 82 48 b6 44 2f fd 89 e5 47?02 41?00 c0 77 73 17 b9c3 67 37 83 4f b9 2f cb f4 73 18 25 60 fb 94 fa 28 b1 a3 91 72 0c8a ef b6 d2 48 d8 24 fa ef 56 4a 36 c7 d6 e6 08 00 83 d2 7d f5 196e d8 be 8d cd 5d 52 0e 70 6f e6 9e 66 58 09?02 41?00 ba ba e9 9a9a a3 e6 f8 34 f3 b6 67 80 a7 c5 19 1e 6b a3 30 e2 4e c2 b9 0d c793 57 de ca 6b 76 3e 37 39 7e 5d 64 f1 0c 15 a4 e1 83 e1 d9 99 4abf 8d 36 85 91 1f 58 16 31 50 39 f9 66 41 ff 6f-----END RSA PRIVATE KEY-----

Private-Key:?header:30 82 02 5e?(0x3082==ASN.1 Sequence)

separator:02 01 (0x02==Integer and 0x01==1 byte long)

algorithm version:00?(0x00==version zero)

separator:?02 81 81 (0x02==Integer and 0x81==129 bytes long)

modulus:?(129 bytes - starts with a null (0x00), remove this.)00 c7 8a 46 ac b5 cf 3e 23 cd 73 0a 0f ea 59?6f 1d 32 bf 26 aa f5 d0 de a6 cf 02 6b b4 46?3c 68 65 52 38 ee db ec 91 89 45 01 73 9f d2?c3 eb 84 ed a7 52 ea 28 26 78 27 1d 5d 3a df?d8 93 4c 46 06 d6 f7 24 35 a5 b6 47 a5 39 41?37 50 e5 1a b9 bb eb 95 de 93 24 ef 0e d5 b3?89 f7 ba b4 3a 8e 7a ad da b4 d7 6c 2d 43 35?af cf 15 e0 19 6a d6 df ed f7 c1 07 2d 08 18?ed 33 73 5d bc 22 c8 58 73

separator:?02 03 (0x02==Integer and 0x03==3 bytes long)

public exponent:?(3 bytes)01 00 01?(Integer value 65537, Fermat Number F4)

separator:02 81 81 (0x02==Integer and 0x81==129 bytes long)

private exponent:?(129 bytes - starts with a null, remove this)00 b4 cd 97 62 71 4e fa b8 48 35 bf dd 51 f4?7d 99 10 5d 61 f5 30 cd 74 a1 e3 1b 07 6a 8e?e5 b7 96 6f 5d 45 19 a3 8e ef b9 c6 29 f5 9c?6d 88 1f a7 93 a0 ae a9 78 ca 10 6f 2c 05 e7?c4 7f 1b 72 aa b0 39 1b 45 86 5c 95 eb c5 35?cb 84 7e f1 6c 43 36 1d 1a 7a fc 47 f2 14 52?ff 55 f9 d3 7d 43 26 6d 49 95 4d 04 fa f4 ad?8a 4b 4d d2 d0 b7 79 b1 f9 84 4f b5 3b 16 c8?1d 26 7e 58 e5 8b 61 7e c9

separator:02 41 (0x02==Integer and 0x41==65 bytes long)

prime1:?(65 bytes - starts with a null, remove this)00 e6 e8 a0 46 02 a9 f1 27 06 6a e5 22 8e f7?4e 2d 92 21 1d 6a bb cb 95 b3 fa 73 87 52 e0?f0 f0 fe f0 39 32 94 df 84 09 02 85 84 7b be?f5 a7 d3 df fc 64 c0 fe 4a f4 05 09 cf 42 f5?94 0f 11 b3 27

separator:02 41 (0x02==Integer and 0x41==65 bytes long)

prime2:?(65 bytes - starts with a null, remove this)00 dd 39 0b a9 2b c0 f7 ab c8 52 ab 2a d8 ce?18 92 27 88 8a 18 ef 6c 11 9e 83 5c 74 41 2c?dc 70 d1 85 fe 3c 61 61 68 ae 24 5b 67 29 73?cf 33 45 cb f8 26 cd 3e 97 25 04 df 92 d1 aa?ab e1 59 0f d5

separator:02 40 (0x02==Integer and 0x40==64 bytes long)

exponent1:?(64 bytes)62 09 68 6a f1 1c 98 1f 9a 90 ee 02 13 33 1a?c5 2c 62 d4 eb 89 1a 31 d0 3d 48 a9 ae dd 84?4e bd de de 5a 04 6d 35 d0 e1 7a 30 ba 9d 64?0d 42 5e b9 f9 49 1b 6e 55 56 82 48 b6 44 2f?fd 89 e5 47

separator:02 41 (0x02==Integer and 0x41==65 bytes long)

exponent2:?(65 bytes - starts with a null, remove this)00 c0 77 73 17 b9 c3 67 37 83 4f b9 2f cb f4?73 18 25 60 fb 94 fa 28 b1 a3 91 72 0c 8a ef?b6 d2 48 d8 24 fa ef 56 4a 36 c7 d6 e6 08 00?83 d2 7d f5 19 6e d8 be 8d cd 5d 52 0e 70 6f?e6 9e 66 58 09

separator:02 41 (0x02==Integer and 0x41==65 bytes long)

coefficient:?(65 bytes - always starts with a null)00 ba ba e9 9a 9a a3 e6 f8 34 f3 b6 67 80 a7?c5 19 1e 6b a3 30 e2 4e c2 b9 0d c7 93 57 de?ca 6b 76 3e 37 39 7e 5d 64 f1 0c 15 a4 e1 83?e1 d9 99 4a bf 8d 36 85 91 1f 58 16 31 50 39?f9 66 41 ff 6f

Using Linux, the following command generated this public key:openssl rsa -pubout -in rsa_1024_priv.pem -out rsa_1024_pub.pem

Parts in bold, in order:

-----BEGIN PUBLIC KEY-----30 81 9f 30 0d 06 09 2a 86 48 86 f7 0d 01 01 01 05 00 03 81 8d 00?30 81 89?02 81 81?00 c7 8a 46 ac b5 cf 3e 23 cd 73 0a 0f ea 59 6f?1d 32 bf 26 aa f5 d0 de a6 cf 02 6b b4 46 3c 68 65 52 38 ee db ec?91 89 45 01 73 9f d2 c3 eb 84 ed a7 52 ea 28 26 78 27 1d 5d 3a df?d8 93 4c 46 06 d6 f7 24 35 a5 b6 47 a5 39 41 37 50 e5 1a b9 bb eb?95 de 93 24 ef 0e d5 b3 89 f7 ba b4 3a 8e 7a ad da b4 d7 6c 2d 43?35 af cf 15 e0 19 6a d6 df ed f7 c1 07 2d 08 18 ed 33 73 5d bc 22?c8 58 73?02 03?01 00 01-----END PUBLIC KEY-----

header:30 81 9f 30 0d 06 09 2a 86 48 86 f7 0d 01 0101 05 00 03 81 8d 00 30 81 89separator:02 81 81

modulus:00 c7 8a 46 ac b5 cf 3e 23 cd 73 0a 0f ea 59?6f 1d 32 bf 26 aa f5 d0 de a6 cf 02 6b b4 46?3c 68 65 52 38 ee db ec 91 89 45 01 73 9f d2?c3 eb 84 ed a7 52 ea 28 26 78 27 1d 5d 3a df?d8 93 4c 46 06 d6 f7 24 35 a5 b6 47 a5 39 41?37 50 e5 1a b9 bb eb 95 de 93 24 ef 0e d5 b3?89 f7 ba b4 3a 8e 7a ad da b4 d7 6c 2d 43 35?af cf 15 e0 19 6a d6 df ed f7 c1 07 2d 08 18?ed 33 73 5d bc 22 c8 58 73separator:02 03

public exponent:01 00 01

[W3C Valid CSS 2][W3C Valid XHTML 1.1]

?

另外，参考学习此链接：https://tls.mbed.org/kb/cryptography/asn1-key-structures-in-der-and-pem

快速翻译版本如下：

每个人都喜欢PEM和用于以便携式格式保存加密密钥和证书的ASN.1结构。好吧..如果他们真的被记录下来，每个人都会这样做。但是，找到每个DER或PEM格式文件中的结构是一个很大的壮举。

由于我们需要这些信息，我们也会在这里分享，以帮助他人寻求知识和理解;）

在RSA，PKCS＃1和SSL / TLS社区内，ASN.1的可分辨编码规则（DER）编码用于以便携式格式表示密钥，证书等。尽管ASN.1不是最容易理解的表示格式并且带来了很多复杂性，但它确实有其优点。证书或密钥信息存储在ASN.1的二进制DER中，提供RSA，SSL和TLS的应用程序应处理DER编码以读取信息。

由于DER编码导致编码数据的真正二进制表示，因此设计了一种格式，以便能够以可打印字符的编码方式发送这些格式，以便您可以实际邮寄这些内容。我现在关注的格式是PEM格式。

我们将看到的大多数PEM格式的文件是由OpenSSL在生成或导出RSA私钥或公钥和X509证书时生成的。

本质上，PEM文件只是DER编码数据的base64编码版本。为了区分外部DER编码字符串中的数据类型，数据周围存在页眉和页脚。PEM编码文件的示例是：

第一行和最后一行表示内部应该预期的DER格式。里面的数据是DER编码信息的base64编码版本。

所以这一切都很好。但是在每个不同的文件中你应该期待什么结构？请看下面的不同格式的解释。

RSA公钥PEM文件特定于RSA密钥。

它以标签开头和结尾：

在base64编码数据中，存在以下DER结构：

由于RSA不是专门用于X509和SSL / TLS，因此PKCS＃8形式提供了更通用的密钥格式，它标识了公钥的类型并包含相关数据。

它以标签开头和结尾：

在base64编码数据中，存在以下DER结构：

因此，对于RSA公钥，OID是1.2.840.113549.1.1.1，并且有一个RSAPublicKey作为PublicKey密钥数据bitstring。

RSA私钥PEM文件特定于RSA密钥。

它以标签开头和结尾：

在base64编码数据中，存在以下DER结构：

由于RSA不是专门用于X509和SSL / TLS，因此PKCS＃8形式的更通用密钥格式可用于标识私钥的类型并包含相关数据。

未加密的PKCS＃8编码数据以标签开头和结尾：

在base64编码数据中，存在以下DER结构：

因此对于RSA私钥，OID是1.2.840.113549.1.1.1并且存在RSAPrivateKey作为PrivateKey密钥数据八位字节串。

加密的PKCS＃8编码数据以标签开头和结尾：

在base64编码数据中，存在以下DER结构：

EncryptedData OCTET STRING是PKCS＃8 PrivateKeyInfo（见上文）。

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