Powershell 秘密鍵と公開鍵の生成しファイル出力するサンプル

セキュリティの勉強をしていると、秘密鍵と公開鍵、この鍵を利用した証明書の話がよく出てくるが、いまいちイメージがつきにくい。そこでポイントとなる秘密鍵と公開鍵の生成、ファイル出力させるサンプルを作成した。Powershellでは、RSAクラスを使うと簡単に実装が可能となる。

サンプルコード

# 共通　RSA オブジェクトを作成
$rsa = [System.Security.Cryptography.RSA]::Create()

# 秘密鍵の生成
#  RSA オブジェクトから、公開鍵を含むRSA パラメータ（RSAParameters 構造体）を生成する。
$parameters = $rsa.ExportParameters($true)

# 秘密鍵をバイト配列に変換
#$parameters には、秘密鍵や公開鍵のパラメータが含まれるが、うちDが、秘密鍵のパラメータ
#秘密鍵はバイト配列として保存される必要があるため
# １、[Convert]::ToBase64String($parameters.D) によってバイト配列を Base64 文字列に変換し
# ２、[System.Text.Encoding]::ASCII.GetBytes() によって、Base64 文字列を ASCII コードでエンコードし
# ３、バイト配列に変換し格納している。
$privateKeyBytes = [System.Text.Encoding]::ASCII.GetBytes([Convert]::ToBase64String($parameters.D))

# バイト配列とした秘密鍵をファイルに書き込む
Set-Content -Path "privateKey.txt" -Value $privateKeyBytes -Encoding Byte

# 秘密鍵をファイルに書き込む（xml形式)
Set-Content -Path "privateKey.xml" -Value $rsa.ToXmlString($true) 


# 秘密鍵の生成
# 公開鍵のみのRSA パラメータ（RSAParameters 構造体）を生成する。
$publicKeyParameters = $rsa.ExportParameters($false)

# 公開鍵をバイト配列に変換
#RSA暗号において公開鍵はModulusとExponentの2つのパラメータで構成される。
#Modulusは公開鍵暗号化に使われる数であり、ExponentはModulusに関する指数
#これら2つのパラメータを
# １、[Convert]::ToBase64String($parameters.・・・・) によってバイト配列を Base64 文字列に変換し
# ２、[System.Text.Encoding]::ASCII.GetBytes() によって、Base64 文字列を ASCII コードでエンコードし
# ３、バイト配列に変換し格納している。
$publicKeyBytes = [System.Text.Encoding]::ASCII.GetBytes([Convert]::ToBase64String($publicKeyParameters.Modulus) + "," + [Convert]::ToBase64String($publicKeyParameters.Exponent))

# 公開鍵をファイルに書き込む（Modulus,Exponent　の順）
Set-Content -Path "publicKey.txt" -Value $publicKeyBytes -Encoding Byte

# 公開鍵をファイルに書き込む（xml形式)
Set-Content -Path "publicKey.xml" -Value $rsa.ToXmlString($false)

# 共通　RSA オブジェクトを作成

$rsa = [System.Security.Cryptography.RSA]::Create()

# 秘密鍵の生成

# RSA オブジェクトから、公開鍵を含むRSA パラメータ（RSAParameters 構造体）を生成する。

$parameters = $rsa.ExportParameters($true)

# 秘密鍵をバイト配列に変換

#$parameters には、秘密鍵や公開鍵のパラメータが含まれるが、うちDが、秘密鍵のパラメータ

#秘密鍵はバイト配列として保存される必要があるため

# １、[Convert]::ToBase64String($parameters.D) によってバイト配列を Base64 文字列に変換し

# ２、[System.Text.Encoding]::ASCII.GetBytes() によって、Base64 文字列を ASCII コードでエンコードし

# ３、バイト配列に変換し格納している。

$privateKeyBytes = [System.Text.Encoding]::ASCII.GetBytes([Convert]::ToBase64String($parameters.D))

# バイト配列とした秘密鍵をファイルに書き込む

Set-Content -Path "privateKey.txt" -Value $privateKeyBytes -Encoding Byte

# 秘密鍵をファイルに書き込む（xml形式)

Set-Content -Path "privateKey.xml" -Value $rsa.ToXmlString($true)

# 秘密鍵の生成

# 公開鍵のみのRSA パラメータ（RSAParameters 構造体）を生成する。

$publicKeyParameters = $rsa.ExportParameters($false)

# 公開鍵をバイト配列に変換

#RSA暗号において公開鍵はModulusとExponentの2つのパラメータで構成される。

#Modulusは公開鍵暗号化に使われる数であり、ExponentはModulusに関する指数

#これら2つのパラメータを

# １、[Convert]::ToBase64String($parameters.・・・・) によってバイト配列を Base64 文字列に変換し

# ２、[System.Text.Encoding]::ASCII.GetBytes() によって、Base64 文字列を ASCII コードでエンコードし

# ３、バイト配列に変換し格納している。

$publicKeyBytes = [System.Text.Encoding]::ASCII.GetBytes([Convert]::ToBase64String($publicKeyParameters.Modulus) + "," + [Convert]::ToBase64String($publicKeyParameters.Exponent))

# 公開鍵をファイルに書き込む（Modulus,Exponent　の順）

Set-Content -Path "publicKey.txt" -Value $publicKeyBytes -Encoding Byte

# 公開鍵をファイルに書き込む（xml形式)

Set-Content -Path "publicKey.xml" -Value $rsa.ToXmlString($false)

参考サイト

RSAParameters構造体について

RSAParameters 構造体 (System.Security.Cryptography) | Microsoft Learn

構造体のフィールドを抜粋

D	RSA アルゴリズムの `D` パラメーターを表します。
DP	RSA アルゴリズムの `DP` パラメーターを表します。
DQ	RSA アルゴリズムの `DQ` パラメーターを表します。
Exponent	RSA アルゴリズムの `Exponent` パラメーターを表します。
InverseQ	RSA アルゴリズムの `InverseQ` パラメーターを表します。
Modulus	RSA アルゴリズムの `Modulus` パラメーターを表します。
P	RSA アルゴリズムの `P` パラメーターを表します。
Q	RSA アルゴリズムの `Q` パラメーターを表します。

xml形式出力での仕様

RSA.ToXmlString(Boolean) メソッド (System.Security.Cryptography) | Microsoft Learn

ToXmlStringにtrue（公開鍵および秘密鍵を含める場合）を指定すると、結果の XML 文字列は次の形式になる。

&lt;RSAKeyValue>  
   &lt;Modulus>…&lt;/Modulus>  
   &lt;Exponent>…&lt;/Exponent>  
   &lt;P>…&lt;/P>  
   &lt;Q>…&lt;/Q>  
   &lt;DP>…&lt;/DP>  
   &lt;DQ>…&lt;/DQ>  
   &lt;InverseQ>…&lt;/InverseQ>  
   &lt;D>…&lt;/D>  
&lt;/RSAKeyValue>

</RSAKeyValue>

ToXmlStringにfalse（公開鍵）を指定すると、結果の XML 文字列は次の形式になる。

&lt;RSAKeyValue>  
   &lt;Modulus>…&lt;/Modulus>  
   &lt;Exponent>…&lt;/Exponent>  
&lt;/RSAKeyValue>

</RSAKeyValue>

Powershell 秘密鍵と公開鍵の生成しファイル出力するサンプル

サンプルコード

参考サイト

構造体のフィールドを抜粋

xml形式出力での仕様

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構造体のフィールドを抜粋

xml形式出力での仕様

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