implementing-rsa-key-pair-management

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description	RSA（Rivest-Shamir-Adleman）是应用最广泛的非对称密码算法，用于数字签名、密钥交换和加密。本技能涵盖遵循 NIST SP 800-57 密钥管理指南生成、存储、轮换和管理 RSA 密钥对，包括密钥序列化格式（PEM、DER、PKCS#8）、密码保护和密钥强度验证。
domain	cybersecurity
subdomain	cryptography
tags	["cryptography","rsa","key-management","pki","asymmetric-encryption"]
version	1.0
author	mahipal
license	Apache-2.0

实现 RSA 密钥对管理

概述

RSA（Rivest-Shamir-Adleman）是应用最广泛的非对称（asymmetric）密码算法，用于数字签名、密钥交换和加密。本技能涵盖遵循 NIST SP 800-57 密钥管理指南生成、存储、轮换和管理 RSA 密钥对，包括密钥序列化格式（PEM、DER、PKCS#8）、密码保护和密钥强度验证。

目标

• 生成适当密钥大小（2048、3072、4096 位）的 RSA 密钥对
• 使用 PKCS#8 以 PEM 和 DER 格式序列化密钥
• 使用强密码加密保护私钥
• 实现带版本控制的密钥轮换
• 提取公钥组件和指纹
• 验证密钥强度并检测弱密钥
• 使用 RSA-PSS 签名和验证数据

核心概念

RSA 密钥大小与安全强度

密钥大小（位）	安全强度（位）	推荐使用至
2048	112	2030 年
3072	128	2030 年以后
4096	~140	2030 年以后

RSA 填充方案

方案	使用场景	标准
OAEP	加密	PKCS#1 v2.2（RFC 8017）
PSS	签名	PKCS#1 v2.2（RFC 8017）
PKCS#1 v1.5	仅遗留系统	新系统已弃用

密钥存储格式

• PEM：带头部的 Base64 编码，人类可读
• DER：二进制 ASN.1 编码，紧凑
• PKCS#8：私钥封装标准
• PKCS#12/PFX：密钥 + 证书捆绑，密码保护

安全注意事项

• 新部署最少使用 3072 位密钥（NIST 推荐）
• 始终使用 AES-256-CBC 密码加密保护私钥
• 使用 RSA-PSS 签名（不要使用 PKCS#1 v1.5）
• 使用 RSA-OAEP 加密（不要使用 PKCS#1 v1.5）
• 以限制性文件权限（0600）存储私钥
• 至少每年实施一次密钥轮换

验证标准

• 密钥生成产生有效的 RSA 密钥对
• 可以从私钥中提取公钥
• 私钥受密码保护
• RSA-PSS 签名验证成功
• 篡改后的签名验证失败
• 密钥指纹计算正确
• 密钥轮换保留对旧密钥的访问以供验证