C# 转换椭圆曲线参数（BC到MS）

我正在尝试生成ECDSA自签名证书，如中所述。将bartonjs答案中的所有部分放在一起，并使用

Net.Framework 4.7

（或

Net.Core 2.0

）以下代码似乎可以正常工作，尽管还存在一些歧义（至少一个）：

我不知道如何正确地将私钥（'D'参数）从

BC biginger

转换为

MS byte[]

。使用

BigInteger.ToByteArray（）

会引发异常：

加密异常：指定的密钥参数无效。 Q.X和Q.Y是必填字段。Q.X，Q.Y的长度必须相同。如果 如果指定了D，则其长度必须与命名的Q.X和Q.Y的长度相同 曲线或与显式曲线的顺序相同的长度

验证ECParameters时（方法

ECParameters.Validate（）

）。使用

biginger.ToByteArrayUnsigned（）

可以提供更好的结果（数百个生成的密钥对中有一个失败），但仍然

使用

ToByteArray（）

时，转换后的“D”通常长一个字节（“D”有33个字节，而D.X和D.Y有32个字节）。使用

ToByteArrayUnsigned（）

D有时短一个字节

因此，我的问题是是否可以使用

ToByteArrayUnsigned（）

---

提前感谢

当您获得的字节太多（本例中为33个）时，第一个字节应为

0x00

，您需要将其删除。当得到的数据太少时（从技术上讲，D=1是有效的），需要插入零来填充数组

原因是.NET的结构期望D与底层的Windows CNG导入API类似，这意味着D是一个固定的无符号大端大整数。BouncyCastle为您提供了BER整数编码，当最高有效字节（字节[0]，big-endian）的高位设置为应被视为正数时，需要插入一个

0x00

字节

BER还有一个规则，即使用的最小字节数，这就是为什么有时BouncyCastle给出的数字太小的原因

Q.X和Q.Y是可以的，因为ECPoint编码规则指定了一个固定大小的大端整数，其大小由曲线决定；这就是为什么BouncyCastle使用了

GetEncoded

方法，而不仅仅是

ToByteArrayUnsigned

private const string NCryptExportPolicyProperty = "Export Policy";
private const string SignatureAlgorithm = "Sha256WithECDSA";
private static readonly ECCurve MsCurve = ECCurve.NamedCurves.nistP256;
private static readonly DerObjectIdentifier BcCurve = SecObjectIdentifiers.SecP256r1; // must correspond with MsCurve

public static X509Certificate2 Create()
{    
    // 1. generate keys:
    IAsymmetricCipherKeyPairGenerator bcKeyGen = GeneratorUtilities.GetKeyPairGenerator("ECDSA");
    bcKeyGen.Init(new ECKeyGenerationParameters(BcCurve, new SecureRandom()));

    ECPrivateKeyParameters bcPrivKey;
    ECPublicKeyParameters bcPublKey;

    bool validated;
    ECParameters msEcp;
    do
    {
        AsymmetricCipherKeyPair bcKeyPair = bcKeyGen.GenerateKeyPair();
        bcPrivKey = (ECPrivateKeyParameters)bcKeyPair.Private;
        bcPublKey = (ECPublicKeyParameters)bcKeyPair.Public;

        // 2. ensure generated bc-keys can be translated to cng (see exception below)
        msEcp = new ECParameters();
        msEcp.Curve = MsCurve;
        msEcp.D = bcPrivKey.D.ToByteArrayUnsigned(); // or bcPrivKey.D.ToByteArray() ??
        msEcp.Q.X = bcPublKey.Q.XCoord.GetEncoded();
        msEcp.Q.Y = bcPublKey.Q.YCoord.GetEncoded();

        try
        {
            msEcp.Validate();
            validated = true;
        }
        catch (Exception e)
        {
            // Validate() occasionally throws CryptographicException: 
            // The specified key parameters are not valid. Q.X and Q.Y are required fields. Q.X, Q.Y must be the same length. If D is specified it must be the same length as Q.X and Q.Y for named curves or the same length as Order for explicit curves.
            // e.g.: D = 31, Q.X = 32, Q.Y = 32.
            validated = false;
            Console.WriteLine("D = {0}, Q.X = {1}, Q.Y = {2}. {3}: {4}", msEcp.D.Length, msEcp.Q.X.Length, msEcp.Q.Y.Length, e.GetType().Name, e.Message);
        }
    } while (!validated);

    // 3. create x509 certificate:
    X509V3CertificateGenerator bcCertGen = new X509V3CertificateGenerator();
    bcCertGen.SetPublicKey(bcPublKey);
    // .. set subject, validity period etc
    ISignatureFactory sigFac = new Asn1SignatureFactory(SignatureAlgorithm, bcPrivKey);
    Org.BouncyCastle.X509.X509Certificate bcX509Cert = bcCertGen.Generate(sigFac);
    byte[] x509CertEncoded = bcX509Cert.GetEncoded();

    X509Certificate2 msNewCert;

    // 4. use translated (and validated) parameters:
    using (ECDsaCng msEcdsa = new ECDsaCng())
    {
        msEcdsa.ImportParameters(msEcp);

        CngKey msPrivateKey = msEcdsa.Key;

        // 5. make private key exportable:
        byte[] bytes = BitConverter.GetBytes((int)(CngExportPolicies.AllowExport | CngExportPolicies.AllowPlaintextExport));
        CngProperty pty = new CngProperty(NCryptExportPolicyProperty, bytes, CngPropertyOptions.Persist);
        msPrivateKey.SetProperty(pty);

        // 6. tie keys together:
        using (X509Certificate2 msPubCertOnly = new X509Certificate2(x509CertEncoded))
        {
            msNewCert = MateECDsaPrivateKey(msPubCertOnly, msPrivateKey); // method from bartonjs's answer
        }
    }

    return msNewCert;
}

private static byte[] FixSize(byte[] input, int expectedSize)
{
    if (input.Length == expectedSize)
    {
        return input;
    }

    byte[] tmp;

    if (input.Length < expectedSize)
    {
        tmp = new byte[expectedSize];
        Buffer.BlockCopy(input, 0, tmp, expectedSize - input.Length, input.Length);
        return tmp;
    }

    if (input.Length > expectedSize + 1 || input[0] != 0)
    {
        throw new InvalidOperationException();
    }

    tmp = new byte[expectedSize];
    Buffer.BlockCopy(input, 1, tmp, 0, expectedSize);
    return tmp;
}

...

msEcp = new ECParameters();
msEcp.Curve = MsCurve;
msEcp.Q.X = bcPublKey.Q.XCoord.GetEncoded();
msEcp.Q.Y = bcPublKey.Q.YCoord.GetEncoded();
msEcp.D = FixSize(bcPrivKey.D.ToByteArrayUnsigned(), msEcp.Q.X.Length);

private static byte[]FixSize（byte[]input，int expectedSize）
{
if（input.Length==expectedSize）
{
返回输入；
}
字节[]tmp；
if（input.LengthexpectedSize+1 | | input[0]！=0）
{
抛出新的InvalidOperationException（）；
}
tmp=新字节[expectedSize]；
Buffer.BlockCopy（输入，1，tmp，0，expectedSize）；
返回tmp；
}
...
msEcp=新的ECParameters（）；
msEcp.Curve=MsCurve；
msEcp.Q.X=bcPublKey.Q.XCoord.GetEncoded（）；
msEcp.Q.Y=bcPublKey.Q.YCoord.GetEncoded（）；
msEcp.D=固定大小（bcPrivKey.D.ToByteArrayUnsigned（），msEcp.Q.X.Length）；

当您获取的字节太多（本例中为33个）时，第一个字节应为

0x00

，您需要将其删除。当得到的数据太少时（从技术上讲，D=1是有效的），需要插入零来填充数组

原因是.NET的结构期望D与底层的Windows CNG导入API类似，这意味着D是一个固定的无符号大端大整数。BouncyCastle为您提供了BER整数编码，当最高有效字节（字节[0]，big-endian）的高位设置为应被视为正数时，需要插入一个

0x00

字节

BER还有一个规则，即使用的最小字节数，这就是为什么有时BouncyCastle给出的数字太小的原因

Q.X和Q.Y是可以的，因为ECPoint编码规则指定了一个固定大小的大端整数，其大小由曲线决定；这就是为什么BouncyCastle使用了

GetEncoded

方法，而不仅仅是

ToByteArrayUnsigned

private const string NCryptExportPolicyProperty = "Export Policy";
private const string SignatureAlgorithm = "Sha256WithECDSA";
private static readonly ECCurve MsCurve = ECCurve.NamedCurves.nistP256;
private static readonly DerObjectIdentifier BcCurve = SecObjectIdentifiers.SecP256r1; // must correspond with MsCurve

public static X509Certificate2 Create()
{    
    // 1. generate keys:
    IAsymmetricCipherKeyPairGenerator bcKeyGen = GeneratorUtilities.GetKeyPairGenerator("ECDSA");
    bcKeyGen.Init(new ECKeyGenerationParameters(BcCurve, new SecureRandom()));

    ECPrivateKeyParameters bcPrivKey;
    ECPublicKeyParameters bcPublKey;

    bool validated;
    ECParameters msEcp;
    do
    {
        AsymmetricCipherKeyPair bcKeyPair = bcKeyGen.GenerateKeyPair();
        bcPrivKey = (ECPrivateKeyParameters)bcKeyPair.Private;
        bcPublKey = (ECPublicKeyParameters)bcKeyPair.Public;

        // 2. ensure generated bc-keys can be translated to cng (see exception below)
        msEcp = new ECParameters();
        msEcp.Curve = MsCurve;
        msEcp.D = bcPrivKey.D.ToByteArrayUnsigned(); // or bcPrivKey.D.ToByteArray() ??
        msEcp.Q.X = bcPublKey.Q.XCoord.GetEncoded();
        msEcp.Q.Y = bcPublKey.Q.YCoord.GetEncoded();

        try
        {
            msEcp.Validate();
            validated = true;
        }
        catch (Exception e)
        {
            // Validate() occasionally throws CryptographicException: 
            // The specified key parameters are not valid. Q.X and Q.Y are required fields. Q.X, Q.Y must be the same length. If D is specified it must be the same length as Q.X and Q.Y for named curves or the same length as Order for explicit curves.
            // e.g.: D = 31, Q.X = 32, Q.Y = 32.
            validated = false;
            Console.WriteLine("D = {0}, Q.X = {1}, Q.Y = {2}. {3}: {4}", msEcp.D.Length, msEcp.Q.X.Length, msEcp.Q.Y.Length, e.GetType().Name, e.Message);
        }
    } while (!validated);

    // 3. create x509 certificate:
    X509V3CertificateGenerator bcCertGen = new X509V3CertificateGenerator();
    bcCertGen.SetPublicKey(bcPublKey);
    // .. set subject, validity period etc
    ISignatureFactory sigFac = new Asn1SignatureFactory(SignatureAlgorithm, bcPrivKey);
    Org.BouncyCastle.X509.X509Certificate bcX509Cert = bcCertGen.Generate(sigFac);
    byte[] x509CertEncoded = bcX509Cert.GetEncoded();

    X509Certificate2 msNewCert;

    // 4. use translated (and validated) parameters:
    using (ECDsaCng msEcdsa = new ECDsaCng())
    {
        msEcdsa.ImportParameters(msEcp);

        CngKey msPrivateKey = msEcdsa.Key;

        // 5. make private key exportable:
        byte[] bytes = BitConverter.GetBytes((int)(CngExportPolicies.AllowExport | CngExportPolicies.AllowPlaintextExport));
        CngProperty pty = new CngProperty(NCryptExportPolicyProperty, bytes, CngPropertyOptions.Persist);
        msPrivateKey.SetProperty(pty);

        // 6. tie keys together:
        using (X509Certificate2 msPubCertOnly = new X509Certificate2(x509CertEncoded))
        {
            msNewCert = MateECDsaPrivateKey(msPubCertOnly, msPrivateKey); // method from bartonjs's answer
        }
    }

    return msNewCert;
}

private static byte[] FixSize(byte[] input, int expectedSize)
{
    if (input.Length == expectedSize)
    {
        return input;
    }

    byte[] tmp;

    if (input.Length < expectedSize)
    {
        tmp = new byte[expectedSize];
        Buffer.BlockCopy(input, 0, tmp, expectedSize - input.Length, input.Length);
        return tmp;
    }

    if (input.Length > expectedSize + 1 || input[0] != 0)
    {
        throw new InvalidOperationException();
    }

    tmp = new byte[expectedSize];
    Buffer.BlockCopy(input, 1, tmp, 0, expectedSize);
    return tmp;
}

...

msEcp = new ECParameters();
msEcp.Curve = MsCurve;
msEcp.Q.X = bcPublKey.Q.XCoord.GetEncoded();
msEcp.Q.Y = bcPublKey.Q.YCoord.GetEncoded();
msEcp.D = FixSize(bcPrivKey.D.ToByteArrayUnsigned(), msEcp.Q.X.Length);

private static byte[]FixSize（byte[]input，int expectedSize）
{
if（input.Length==expectedSize）
{
返回输入；
}
字节[]tmp；
if（input.LengthexpectedSize+1 | | input[0]！=0）
{
抛出新的InvalidOperationException（）；
}
tmp=新字节[expectedSize]；
Buffer.BlockCopy（输入，1，tmp，0，expectedSize）；
返回tmp；
}
...
msEcp=新的ECParameters（）；
msEcp.Curve=MsCurve；
msEcp.Q.X=bcPublKey.Q.XCoord.GetEncoded（）；
msEcp.Q.Y=bcPublKey.Q.YCoord.GetEncoded（）；
msEcp.D=固定大小（bcPrivKey.D.ToByteArrayUnsigned（），msEcp.Q.X.Length）；

以下代码将帮助您，您可以使用bouncy castle库生成算法：

private static ECDsa GetEllipticCurveAlgorithm(string privateKey)
    {
        var keyParams = (ECPrivateKeyParameters)PrivateKeyFactory
            .CreateKey(Convert.FromBase64String(privateKey));

        var normalizedECPoint = keyParams.Parameters.G.Multiply(keyParams.D).Normalize();

        return ECDsa.Create(new ECParameters
        {
            Curve = ECCurve.CreateFromValue(keyParams.PublicKeyParamSet.Id),
            D = keyParams.D.ToByteArrayUnsigned(),
            Q =
        {
            X = normalizedECPoint.XCoord.GetEncoded(),
            Y = normalizedECPoint.YCoord.GetEncoded()
        }
        });
    }

并按以下方式生成令牌：

var signatureAlgorithm = GetEllipticCurveAlgorithm(privateKey);

            ECDsaSecurityKey eCDsaSecurityKey = new ECDsaSecurityKey(signatureAlgorithm)
            {
                KeyId = settings.Apple.KeyId
            };

            var handler = new JwtSecurityTokenHandler();   
            var token = handler.CreateJwtSecurityToken(
                issuer: iss,
                audience: AUD,
                subject: new ClaimsIdentity(new List<Claim> { new Claim("sub", sub) }),
                expires: DateTime.UtcNow.AddMinutes(5), 
                issuedAt: DateTime.UtcNow,
                notBefore: DateTime.UtcNow,
                signingCredentials: new SigningCredentials(eCDsaSecurityKey, SecurityAlgorithms.EcdsaSha256));

var-signatureAlgorithm=GetEllipticCurveAlgorithm（privateKey）；
ECDsaSecurityKey ECDsaSecurityKey=新的ECDsaSecurityKey（签名算法）
{
KeyId=settings.Apple.KeyId
};
var handler=新的JwtSecurityTokenHandler（）；
var token=handler.CreateJwtSecurityToken(
发行人：国际空间站，
观众：澳元，
主题：新的索赔实体（新的清单{新的索赔（“sub”，sub）}），
过期：DateTime.UtcNow.AddMinutes（5），
发布日期：DateTime.UtcNow，
notBefore:DateTime.UtcNow，
签名凭证：新的签名凭证（eCDsaSecurityKey，SecurityAlgorithms.EcdsaSha256））；

以下内容