RSA公開鍵とRubyで暗号化し秘密鍵とElixirで復号化する
RSA 秘密鍵、公開鍵のペアを用いた暗号化と復号化について調べた。特に Ruby で暗号化し Elixir で復号化するような、言語を跨いだ処理でも問題なく行えることを確認した。
手順
RSA 秘密鍵、公開鍵
RSA 秘密鍵の生成
openssl のサブコマンド genrsa を使うと RSA 鍵が作れる。引数によってビット数なども変えられるが今回はデフォルトのまま生成している。
$ openssl genrsa > private.pem
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
.............................................................................................................................................................................................................................................+++
...............+++
e is 65537 (0x10001)
$ ls
private.pem
RSA 公開鍵の生成
RSA 秘密鍵があれば、対になる公開鍵を生成できる。openssl のサブコマンド rsa を使う。
$ openssl rsa -in private.pem -pubout -out public.pem
writing RSA key
$ ls
private.pem public.pem
Ruby
$ ruby --version
ruby 2.7.0dev (2019-06-04 trunk 14b5ccf91b) [x86_64-darwin18]
RSA 公開鍵を使って Ruby で暗号化
OpenSSL::PKey::RSA.new と public_encrypt を利用して、RSA 公開鍵を使った暗号化が行える。
public_encrypt の第二引数にあたるパディングのデフォルト値は互換性のためにセキュアでないものに設定されている。
良くわからない(=特に制約がない)場合は OpenSSL::PKey::RSA::PKCS1_OAEP_PADDING を設定することが望ましいとドキュメントに書いてあったので従う。
以下のコードを encrypt.rb として保存する。標準入力から文字を受けとって暗号化、Base64 化、結果を標準出力から出力するコードだ。
#!/usr/bin/env ruby
require "openssl"
require "base64"
string = ARGF.read
public_key_file = "public.pem"
public_key = OpenSSL::PKey::RSA.new(File.read(public_key_file))
puts Base64.encode64(public_key.public_encrypt(string, OpenSSL::PKey::RSA::PKCS1_OAEP_PADDING))
以下のように利用する。
$ echo "hellllllllllllllloooooooooooooo" | ruby encrypt.rb > encrypted.txt
$ cat encrypted.txt
xhxN+YQslh6hA53VoWWtcI73W7+I8pgty6NeM/2Sa+o9/AaQk/pQdnFkt39l
9twKi5BRIVWrzkul5Yb1XcGWpxNQ5/lNNPcdD161f/39ETpJOcc8WHYofZAD
YsxxxlW0bemJBqxRF7QB/fQoe8BhFF5lIlNsQOya7sqWfB8dHtBETgSeKMmd
FtSEkdVznkynhJJ3CKQeSfy08ALcOhVBTcpWJ237e3Ihdnv2hb22wxaPvK2X
UEC5yrh1NHnPsxZ+nu4lhILfOV/3HTUt3aheeJ4Tmb4iZzr6847ENTpf1dPY
Z5p8TT8GyVV1fMqRGqYA3DkhSWtFUfYrS4AD2fDHaQ==
RSA 秘密鍵を使って Ruby で復号化
OpenSSL::PKey::RSA.new と private_decrypt を利用して、RSA 暗号鍵を使った復号化が行える。
private_decrypt の第二引数は public_decrypt で設定したものと同じにしなければ復号化できない。
以下のコードを decrypt.rb として保存する。標準入力から Base64 化した暗号文字を受けとって、Base64 化を解き、復号化し、結果を標準出力から出力するコードだ。
#!/usr/bin/env ruby
require "openssl"
require "base64"
encrypted_string = ARGF.read
private_key_file = "private.pem"
private_key = OpenSSL::PKey::RSA.new(File.read(private_key_file))
puts private_key.private_decrypt(Base64.decode64(encrypted_string), OpenSSL::PKey::RSA::PKCS1_OAEP_PADDING)
以下のように利用する。復号もうまく機能しているようだ。
$ cat encrypted.txt | ruby decrypt.rb
hellllllllllllllloooooooooooooo
Elixir
$ elixir --version
Erlang/OTP 22 [erts-10.4] [source] [64-bit] [smp:8:8] [ds:8:8:10] [async-threads:1] [hipe]
Elixir 1.9.0-rc.0 (aad7aa4) (compiled with Erlang/OTP 20)
RSA 秘密鍵を使って Elixir で復号化
暗号化したものは当然別のプログラミング言語を使っても復号化可能だ。Elixir で復号化してみる。
鍵を扱う場合は Erlang の public_key というモジュールを使うとよい。
Ruby の場合と異なり pem を decode して pem_entry を取り出し、次に pem_entry を decode して key を取り出すという 2 手間必要であることに気をつければ、他はそれほど差異はない。
以下のコードを decrypt.exs として保存する。標準入力から Base64 化した暗号文字を受けとって、Base64 化を解き、復号化し、結果を標準出力から出力するコードだ。
#!/usr/bin/env elixir
encrypted_string = IO.read(:stdio, :all)
private_key_file = "private.pem"
[rsa_entry] = :public_key.pem_decode(File.read!(private_key_file))
private_key = :public_key.pem_entry_decode(rsa_entry)
IO.puts :public_key.decrypt_private(Base.decode64!(encrypted_string, ignore: :whitespace), private_key, rsa_pad: :rsa_pkcs1_oaep_padding)
以下のように利用する。Elixir による復号もうまく機能しているようだ。
$ cat encrypted.txt | elixir decrypt.exs
hellllllllllllllloooooooooooooo
RSA 公開鍵を使って Elixir で暗号化
以下のコードを encrypt.exs として保存する。標準入力から文字を受けとって暗号化、Base64 化、結果を標準出力から出力するコードだ。
#!/usr/bin/env elixir
string = IO.read(:stdio, :all)
public_key_file = "public.pem"
[rsa_entry] = :public_key.pem_decode(File.read!(public_key_file))
public_key = :public_key.pem_entry_decode(rsa_entry)
IO.puts Base.encode64!(:public_key.encrypt_public(string, public_key, rsa_pad: :rsa_pkcs1_oaep_padding))
以下のように利用する。Elixir の Base64 化はデフォルトでは改行を付与しない模様だ。しかし問題なく復号できた。
$ echo "hellllllllllllllloooooooooooooo" | elixir encrypt.exs > encrypted2.txt
$ cat encrypted2.txt
FCf12BTnonV5R8haK08E5zTd1ypsLkKdetjNtpw5xBJ7Jb1F3hJo1TWTKkiOHTZXKCx+LMOjF0BjjvsiK2irpQv8fr68HwHuEklGCxFlM3YuaCUo2zzfZFCSubpTNggf5HHp2CJurlTa4j5BdLqJb2geg0qGCnVWhfxvNH8orbTlXTMPV8+JuvthhL36fTKwURp/F+UPmyOoipJAaCSMqkbLloGJ39wj0ENZjLNf2hDlF2gvnICApcLj3NsqxhfSw7ieN+DWzrxIiZ38w1M4+GK2YQgp+/Or0sbx7gIcb6vaF7EkRB6SxTMh88Bu6FH38Un+Vyu89Qv/8qUmIa/Mug==
$ cat encrypted2.txt | ruby decrypt.rb
hellllllllllllllloooooooooooooo
まとめ
どの組み合わせでも RSA 秘密鍵、公開鍵を用いた暗号化復号化が行えるようになった。
$ echo "1234567" | ruby encrypt.rb | ruby decrypt.rb
1234567
$ echo "1234567" | ruby encrypt.rb | elixir decrypt.exs
1234567
$ echo "1234567" | elixir encrypt.exs | ruby decrypt.rb
1234567
$ echo "1234567" | elixir encrypt.exs | elixir decrypt.exs
1234567
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