Ruby

Ruby OpenSSL (openssl gem)

Гем openssl для Ruby — привязка к OpenSSL, на которой построены все криптографические и JWT-библиотеки Ruby: подписи в DER, исключения вместо false для некорректных входных данных, неизменяемые ключи в OpenSSL 3 и ML-DSA через общий API PKey.

Лицензия: Ruby OR BSD-2-Clause
Проверенная версия: 4.0.2 · 20 октября 2026 г.
Исходный код: github.com/ruby/openssl
Документация: docs.ruby-lang.org/en/master/OpenSSL.html

Совместимость вкратце

ECDSAEdDSAПостквантовая криптография

Кривые ECDSA: P-224P-256P-384P-521secp256k1brainpoolP256r1brainpoolP384r1brainpoolP512r1
EdDSA: Ed25519Ed448
Постквантовые алгоритмы: ML-DSASLH-DSA
Кодировка подписи ECDSA: der
Форматы открытых ключей: spki-pemspki-der
Форматы закрытых ключей: pkcs8-pempkcs8-derencrypted-pkcs8sec1-pem

Гем openssl входит в поставку Ruby и служит обёрткой над системной библиотекой OpenSSL — в образе ruby:4.0.7 это версия 3.5.7, а версия самого гема — 4.0.2. OpenSSL::PKey::EC#sign(digest, data) выдаёт подпись ASN.1 DER со случайным nonce и без нормализации low-S, а verify принимает high-S. dsa_sign_asn1 подписывает уже вычисленный вами дайджест.

Некорректные подписи вызывают исключение, а не возвращают false: 64-байтовая подпись raw r‖s или 3-байтовый фрагмент данных вызвали OpenSSL::PKey::PKeyError: EVP_DigestVerify, тогда как корректная по форме подпись другого сообщения вернула false. Код, который проверяет только логическое значение, падает на подписи в стиле JWS, поэтому либо перехватывайте PKeyError, либо сначала преобразуйте подпись, как в примере; конвертер DER ⇄ raw показывает обе формы рядом.

В OpenSSL 3 ключи неизменяемы: присваивание private_key существующему ключу EC вызвало ошибку pkeys are immutable on OpenSSL 3.0, поэтому не работают старые руководства, в которых ключ собирают, задавая точку или скаляр. Вместо этого создавайте ключи из DER или PEM — отдельную точку SEC1 сначала нужно обернуть в структуру SPKI. Обратите внимание, какой метод что записывает: to_pem для закрытого ключа записывает SEC1 EC PRIVATE KEY вместе с секретом, private_to_pem записывает PKCS#8, а публиковать следует результат public_to_pem.

Набор кривых совпадает с OpenSSL: от P-224 до P-521, secp256k1 и кривые Brainpool r1, а также Ed25519 и Ed448 через OpenSSL::PKey.generate_key. Через тот же общий API удалось сгенерировать ключи ML-DSA-44/65/87 и SLH-DSA, подписать ими данные и проверить подписи; ключи ML-KEM генерируются, но метода инкапсуляции в PKey версии 4.0.2 нет. Для JWT поверх этого гема построен ruby-jwt.

Факты и проверки, на которых они основаны

Ничего из приведённого ниже не скопировано из документации. 20 октября 2026 г. проверка content/libraries/verify/ruby-openssl/run.sh запустила Ruby OpenSSL (openssl gem) 4.0.2 в среде Ruby 4.0.7, OpenSSL 3.5.7 9 Jun 2026 в образе контейнера ruby:4.0.7-slim-trixie; содержимое страницы должно совпадать с выводом проверки, а у каждого факта приведены соответствующие строки вывода.

Кодировка подписи ECDSA
der
sign(digest, data) возвращает ASN.1 DER.
Что записала проверка
```
fact ecdsa-signature-encoding = der
```
Nonce в ECDSA
random
Случайный nonce: две подписи одного сообщения различаются.
Что записала проверка
```
fact ecdsa-nonce = random
```
Low-S при подписи
either
s не нормализуется: среди 64 подписей встретились значения high-S.
Что записала проверка
```
fact ecdsa-low-s-sign = either
```
High-S при проверке
accepts-high-s
verify принял подпись, в которой s заменили на n − s.
Что записала проверка
```
fact ecdsa-low-s-verify = accepts-high-s
```
Что хеширует вызов подписи
hashes-message-or-digest
sign хеширует данные переданным алгоритмом дайджеста; dsa_sign_asn1 подписывает заранее вычисленный дайджест, и такая подпись прошла проверку по сообщению.
Что записала проверка
```
fact ecdsa-prehash = hashes-message-or-digest
```
Некорректная подпись ECDSA
throws
Подпись raw r‖s и 3-байтовый фрагмент данных вызывают OpenSSL::PKey::PKeyError: EVP_DigestVerify; для корректной подписи другого сообщения возвращается false.
Что записала проверка
```
fact ecdsa-malformed-signature = throws
evidence ecdsa-malformed-signature: raw r||s: OpenSSL::PKey::PKeyError: EVP_DigestVerify
evidence ecdsa-malformed-signature: 3 bytes: OpenSSL::PKey::PKeyError: EVP_DigestVerify
evidence ecdsa-malformed-signature: wrong message: false
```
Кривые ECDSA
P-224P-256P-384P-521secp256k1brainpoolP256r1brainpoolP384r1brainpoolP512r1
P-224, P-256, P-384, P-521, secp256k1 и brainpoolP256r1/P384r1/P512r1: подпись и проверка прошли успешно.
Что записала проверка
```
fact ecdsa-curves = P-224, P-256, P-384, P-521, secp256k1, brainpoolP256r1, brainpoolP384r1, brainpoolP512r1
```
EdDSA
Ed25519Ed448
Ed25519 и Ed448 через OpenSSL::PKey.generate_key.
Что записала проверка
```
fact eddsa = Ed25519, Ed448
```
Постквантовые алгоритмы
ML-DSASLH-DSA
Для ML-DSA-44/65/87 и SLH-DSA-SHA2-128s генерация ключей, подпись и проверка через общий API PKey прошли успешно; ключи ML-KEM генерируются, но метода инкапсуляции нет.
Что записала проверка
```
fact pqc = ML-DSA, SLH-DSA
evidence pqc: ML-KEM-768 key generation, and whether PKey offers encapsulate: false
```
Форматы открытых ключей
spki-pemspki-der
SPKI в PEM и DER через OpenSSL::PKey.read; отдельная точка SEC1 загрузилась только после того, как её обернули в SPKI.
Что записала проверка
```
fact public-key-formats = spki-pem, spki-der
evidence public-key-formats: a 65-byte SEC1 point wrapped in an SPKI structure by hand, then loaded: ok
```
Форматы закрытых ключей
pkcs8-pempkcs8-derencrypted-pkcs8sec1-pem
PKCS#8 в PEM и DER, зашифрованный PKCS#8 и SEC1 в PEM; to_pem записывает EC PRIVATE KEY, а private_to_pem — PKCS#8.
Что записала проверка
```
fact private-key-formats = pkcs8-pem, pkcs8-der, encrypted-pkcs8, sec1-pem
evidence private-key-formats: key.to_pem writes -----BEGIN EC PRIVATE KEY-----; key.private_to_pem writes -----BEGIN PRIVATE KEY-----
```
Изменяемость объектов ключей EC
no
Присваивание private_key существующему ключу вызвало ошибку pkeys are immutable on OpenSSL 3.0.
Что записала проверка
```
fact ec-key-mutable = no
evidence ec-key-mutable: assigning private_key on an existing EC key: OpenSSL::PKey::PKeyError: pkeys are immutable on OpenSSL 3.0
```

Использование

Подпишите данные в формате DER, преобразуйте подпись в raw r‖s, опубликуйте только открытый ключ и убедитесь, что verify выбрасывает исключение на подписи raw.

require "openssl"

key = OpenSSL::PKey::EC.generate("prime256v1")
digest = OpenSSL::Digest.new("SHA256")
message = "order #1042 approved"

der = key.sign(digest, message) # ASN.1 DER

# Raw r||s for JWS or WebCrypto: take the two INTEGERs and pad each to 32 bytes.
r, s = OpenSSL::ASN1.decode(der).value.map(&:value)
raw = r.to_s(2).rjust(32, "\0") + s.to_s(2).rjust(32, "\0")

# Publish only the public half: public_to_pem, never to_pem (which writes the private key).
public_key = OpenSSL::PKey.read(key.public_to_pem)
puts "verified: #{public_key.verify(digest, der, message)}, raw bytes: #{raw.bytesize}"

# A raw signature is not "false" here: verify raises OpenSSL::PKey::PKeyError.
begin
  public_key.verify(digest, raw, message)
rescue OpenSSL::PKey::PKeyError => e
  puts "raw signature: #{e.class}"
end

Тестовый стенд для фрагментов кода запускает каждый пример без изменений в образе контейнера ruby:4.0.7-slim-trixie, и запуск завершается ошибкой, если вывод не совпадает.

Команда: ruby usage.rb
Вывод должен совпадать (регулярное выражение): verified: true, raw bytes: 64\nraw signature: OpenSSL::PKey::PKeyError

Инструменты

Термины

Библиотеки

Статьи

Форматы подписей ECDSA: DER или raw (P1363), high-S и подводные камни разных библиотек

Библиотеки

Совместимость вкратце

Факты и проверки, на которых они основаны

Кодировка подписи ECDSA

Nonce в ECDSA

Low-S при подписи

High-S при проверке

Что хеширует вызов подписи

Некорректная подпись ECDSA

Кривые ECDSA

EdDSA

Постквантовые алгоритмы

Форматы открытых ключей

Форматы закрытых ключей

Изменяемость объектов ключей EC

Использование

Связанные материалы

Инструменты

Термины

Библиотеки

Статьи