HarmonyOS鸿蒙Next中如何解决DH公钥在服务端协商报参数不兼容的问题

【问题现象】

HarmonyOS使用ArkTs生成的DH公钥，在服务端协商失败，报错Incompatible parameters。

class TestDh {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 生成并初始化DH密钥
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
        keyPairGenerator.initialize(512);
        /* 服务端公私钥 */
        KeyPair keyPair= keyPairGenerator.generateKeyPair();
        DHPublicKey publicKey = (DHPublicKey) keyPair.getPublic();
        String serverPuk = Base64.getEncoder().encodeToString(publicKey.getEncoded());
        System.out.println("serverPuk服务端公钥 = " + serverPuk);
        // HarmonyOS公钥
        String pukClient = "替换为HarmonyOS的公钥";
        X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(pukClient));
        // 根据DH算法获取KeyFactory
        KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("DH");
        // 通过KeyFactory创建公钥
        PublicKey receivedPublicKey = kf.generatePublic(keySpec);
        // 创建KeyAgreement对象
        KeyAgreement keyAgreement = KeyAgreement.getInstance("DH");
        // 初始化协议，设置我方密钥
        DHPrivateKey privateKey = (DHPrivateKey) keyPair.getPrivate();
        keyAgreement.init(privateKey);
        // 添加对方的公钥
        keyAgreement.doPhase((DHPublicKey)receivedPublicKey, true);
        // 生成协商密钥
        byte[] sharedSecret = keyAgreement.generateSecret();
        // 输出协商的密钥
        System.out.println("协商密钥: " + sharedSecret);
    }
}

【背景知识】

DH密钥协商算法流程如下：

【定位思路】

1. 检查公钥

从DH算法的生成流程看，最关键的核心是密钥对的生成和交换，首先检查公钥的解析是否正确，核心代码：

// 来自服务端的公钥serverPubString
let serverPubString ='替换下xxx';
const serverPubArray: Uint8Array = new util.Base64Helper().decodeSync(serverPubString);

检查方法：查看serverPubArray的值是否成功生成。

2. 检查公钥

检查密钥生成器的配置参数是否正确，即参数要写成“DH_modp1536”。

let keyGen = cryptoFramework.createAsyKeyGenerator('DH_modp1536');

3. 检查密钥协商传参是否传错

公钥和私钥的前后顺序不能错。

keyAgreement.generateSecret(clientPair.priKey, serverPubKey.pubKey)

通过以上步骤分析，发现服务端代码，密钥位数为512，而HarmonyOS侧提高了安全性，要求最低秘钥长度为1536，导致协商失败。

【解决方案】

将服务端代码密钥长度设置为1536后重新协商。

核心代码：

class TestDh{
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 生成并初始化DH密钥
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
        // 这里把密钥生成器的初始化位数改为1536即可
        keyPairGenerator.initialize(1536);
        /*服务端公私钥*/
        KeyPair keyPair= keyPairGenerator.generateKeyPair();
        DHPublicKey publicKey = (DHPublicKey) keyPair.getPublic();
        //....
    }
}

协商成功的截图：

【总结】

DH密钥交换算法，务必按照定位思路中的三个步骤，逐个检查是否合法，如果参数不合法，将出现协商失败的情况。这里提供密钥协商的正确代码：

async function dhCreate() {
   // 生成客户端公私钥对
   let keyGen = cryptoFramework.createAsyKeyGenerator('DH_modp1536');
   let clientPair = await keyGen.generateKeyPair();
   let clientPub = clientPair.pubKey.getEncoded()
   let base64Helper = new util.Base64Helper();
   // 传给服务端的公钥: toServerPuk
   let toServerPuk = base64Helper.encodeToStringSync(clientPub.data);

   // 来自服务端的公钥serverPubString
   let serverPubString = '替换下xxx';
   const serverPubArray: Uint8Array = new util.Base64Helper().decodeSync(serverPubString);
   try {
     let serverPubKey = keyGen.convertKeySync({ data: serverPubArray }, null);
     let keyAgreement = cryptoFramework.createKeyAgreement('DH_modp1536');
     // 使用服务端的公钥和客户端的私钥进行密钥协商
     keyAgreement.generateSecret(clientPair.priKey, serverPubKey.pubKey).then((reslove) => {
       let strBase = new util.Base64Helper().encodeToStringSync(reslove.data);
       console.log("DH 密钥协商结果：" + strBase)
     }).catch((err: BusinessError) => {
       console.log('DH generateSecret错误，error = ' + err)
     });
   } catch (err) {
     console.log('DH错误，error = ' + err)
   }
}