openHiTLS 新功能实践：基于命令行的非对称加解密与数字签名操作指南

openHiTLS 新功能实践

openHiTLS 的设计哲学非常清晰：高效、敏捷、全场景覆盖。项目采用高度模块化的架构，算法与协议特性可按需裁剪，从而灵活控制 RAM/ROM 的占用规模。目前，openHiTLS 已支持标准的对称/非对称密码算法、(D)TLS 及 (D)TLCP 等安全通信协议，并针对 ARM、x86 等主流 CPU 架构做了深度性能优化。

在 TLS 握手机制中，客户端与服务端需要协商一套“密码套件”（Cipher Suite），以约定本次连接中使用的密钥交换、认证、加密和消息认证算法。此前，openHiTLS 在算法函数、对称加密、密钥生成等基础能力上已有扎实积累，而本次贡献的重点，正是将非对称加解密与数字签名能力完整地接入到工具层，让开发者能够开箱即用。

本次升级：我们带来了什么

这次开源贡献围绕密码套件的功能完善展开，主要集中在以下两个方向：

1. 公钥加密（`asymutil`）

基于 RSA 算法实现了完整的非对称加解密流水线。支持从密钥文件加载公钥/私钥、OAEP 填充模式、分段加解密，以及加密私钥的口令保护。

2. 数字签名（`sign`）

实现了 SM2 与 ECDSA 两大签名体系，覆盖密钥加载、摘要计算、签名生成与验证全流程。针对国密场景，特别适配了 SM2+SM3 的组合；而 ECDSA 则支持 P-256 等多种曲线，并可灵活选用 SM3、SHA256、SHA384、SHA512、SHA1 等摘要算法。

核心能力详解

RSA 非对称加密与分段处理

在 asymutil 的实现中，RSA 加密采用了 OAEP 填充模式（目前基于 SHA256 构建掩码生成函数）。由于 RSA 对单次加密的数据长度存在严格上限，实现中采用了分段加解密策略。例如，在 1024 bit 密钥长度下，OAEP 的最大单次明文长度约为 62 字节（计算方式：128 - 64 - 2）。工具会根据密钥长度自动规划分段大小，确保大文件也能被可靠处理。

同时，工具充分考虑了私钥的安全状态：既可以处理经对称密码加密存储的私钥（需提供口令解密），也支持明文私钥的直接加载，满足不同环境下的使用需求。

多算法数字签名体系

sign 模块的设计兼顾了国密合规与国际通用性：

SM2 签名：遵循国密规范，摘要算法固定为 SM3，支持设置用户 ID（UserID）以适配 SM2 签名标准流程。
ECDSA 签名：支持 P-256 等标准曲线，摘要算法可自由选择 SM3、SHA256、SHA384、SHA512、SHA1。

签名结果采用分离式存储——原文件与签名文件各自独立。验签时，工具会同时读取原始数据和 .sig 签名文件，通过公钥完成验证。需要特别说明的是，当前签名操作要求私钥为明文状态，暂不支持直接在加密私钥上进行签名（需先解密）。

快速上手指南

下面通过几个典型场景，展示如何在命令行中调用这些新能力。

RSA加解密：

生成RSA公私钥文件：

使用“123”作为口令。

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./hitls genrsa -cipher aes128_cbc -out rsa_prv.pem 1024 #生成RSA私钥，使用aes128 cbc加密(可改)，长度1024bit(可改)，

./hitls pkey -in rsa_prv.pem -aes128_cbc -pubout -out rsa_pub.pem	# 通过文件rsa_prv.pem提取RSA公钥，使用aes128 cbc解密(可改)

测试加解密一致：

1	nano rsa_input.txt

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./hitls asymutil -keylen 1024 -enc -in ./rsa_input.txt -out ./rsa_mid.txt -passfile ./rsa_pub.pem -pkeyalg rsa	# 加密

./hitls asymutil -keylen 1024 -dec -in rsa_mid.txt -out rsa_output.txt -passfile ./rsa_prv.pem -pkeyalg rsa -cipher aes128_cbc -password pass:123	# 解密

SM2签名：

生成SM2公私钥文件

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./hitls genpkey -algorithm EC -pkeyopt ec_paramgen_curve:sm2 -out sm2_priv.pem -aes128_cbc -pass pass:123	# 生成sm2私钥，使用aes128_cbc加密（可改）

./hitls pkey -in sm2_priv.pem -aes128_cbc -passin pass:123 -pubout -out sm2_pub.pem	# 通过文件sm2_priv.pem提取SM2公钥，使用aes128 cbc解密（可改）

测试签名、验签操作

1	nano sm2_input.txt

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./hitls sign -in sm2_input.txt -out sm2_output.txt -key sm2_priv.pem -pkeyalg sm2		# 签名

./hitls sign -verify -in sm2_input.txt -sig sm2_output.txt -pubkey sm2_pub.pem -pkeyalg sm2  	# 验签

P_256签名：

生成P_256公私钥文件

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./hitls genpkey -algorithm EC -pkeyopt ec_paramgen_curve:P_256 -aes128_cbc -pass pass:123 -out P_256_priv.pem	# 生成P-256曲线上的ECDSA私钥，使用aes128_cbc加密（可改）

./hitls pkey -in P_256_priv.pem -aes128_cbc -passin pass:123  -pubout -out P_256_pub.pem	# 通过文件P_256_priv.pem提取P_256公钥，使用aes128 cbc解密(可改)

测试签名、验签操作

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./hitls sign -in P_256_input.txt -out P_256_output.txt -key P_256_priv.pem -pkeyalg ecdsa		# 签名

./hitls sign -verify -in P_256_input.txt -sig P_256_output.txt -pubkey P_256_pub.pem -pkeyalg ecdsa  # 验签

致谢贡献者

本次能力的完善离不开社区开发者的共同努力。特别感谢以下五位贡献者（按姓名拼音首字母排序）：

董晓冉、刘恩宇、陆泊羽、王昊伟、周家熠

结语

随着非对称加密与数字签名能力的落地，openHiTLS 在密码套件层面的工具支撑已更加完整。无论你是需要在资源受限的嵌入式设备中集成轻量级 RSA 加密，还是要在国密合规场景下构建 SM2/SM3 的签名验签流程，都可以借助 openHiTLS 的模块化设计快速达成目标。

密码学的世界没有终点，只有持续的迭代与完善。欲了解更多详情，欢迎访问 openHiTLS 社区官网及代码仓库，亲自体验这套敏捷高效的密码学开发套件。