YubiKey 入手记 - GPG

Author： Chenhe
发布时间：January 11, 2022
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8745 words
Categories：搞机圈

背景介绍

YubiKey 是一个著名很贵的硬件密钥，本次到手的是 YubiKey 5c NFC，不着急的朋友建议等等国人的一个开源项目 CanoKeys，实现了和 YubiKey 5 几乎一致的功能，但便宜很多。不过从用户反应来看，Yubico 似乎性能更强一些，签名时速度较快。

YubiKey 支持的协议很多，这次我们仅关注 GPG 方面。官方的 GUI 程序并不提供 GPG 的可视化配置（也许用到 GPG 的人都更喜欢命令行吧）。

什么是 GPG

首先得搞清楚一个和它很像的东西：PGP (Pretty Good Privacy)，这是一个非对称加密协议，可惜它本身是商业软件。于是万能的开源社区搞出了一个遵循此标准的免费实现：GPG (Gnu PG)，也就是我们现在可以随意使用的东西啦。在本文中，PGP 与 GPG 是等价的。

通常 "GPG"/"GnuPG" 仅用于指示一个软件。其相关概念与产物最好用 "PGP" 描述。例如：
PGP 密钥 ✅; GPG 密钥 ❌
PGP 签名 ✅; GPG 签名 ❌

能力（用途）

PGP 有许多能力，见下表：

缩写	能力	备注
[C]	Certificating	认证其他密钥，比如签署一个子密钥。
[S]	Signing	签名。证明某数据没有被篡改。例如文件签名，git commit 签名。
[A]	Authenticating	认证。比如 SSH 登录。
[E]	Encrypting	加密。

子密钥

PGP 设计之初就包含子密钥的概念。其实实质上，子密钥和主密钥没有什么区别，只不过 PGP 默认做了包装：

子密钥由主密钥签名，继承了主密钥的身份。
子密钥的公钥包含在主密钥里，无需单独分发。
子密钥与主密钥共享吊销证书，无需单独维护。

有没有感觉和 HTTPS 证书链很像？没错，就是这样！只是 PGP 是去中心化的，没有 CA，并且由于上述包装，客户端可以一次性验证子密钥，而不需要一层层请求。

没有 CA？

是的，没有 CA。也许这就注定了 PGP 小众的结局。

没有 CA 意味着我们必须手动分发公钥，例如 Github 要求我们亲自上传公钥。也有人会把公钥放在自己的博客来 ~~提高B格~~ 供有需要的朋友验证签名或发送加密消息。

现在你知道了，分发公钥很麻烦。因此出现了 Key Server，但它不是 CA！ 可以把 Key Server 想象成网盘，大家都把公钥传上去，然后只需相对简短的 id 或者用户 id 就可以轻松下载导入了。但是 Key Server 不会对用户做认证，也就是说任何人都可以声称自己是任何人。 因此，不要轻易信任服务器上的公钥。

除此之外，Key Server 被设计成无法删除数据——你可以添加信息，可以吊销证书，但是不能删除它。这样做的目的是尽可能避免行政手段的干预。

发布到 CA 很简单，执行 gpg --keyserver keys.openpgp.org --send-keys <id>。Key Server 有几个著名的，他们之间会定时同步。根据需要上传就行。

⚠️ 注意，上传到 Key Server 的公钥是完全公开的，包括内置的名字、电子邮箱等，注意隐私问题。一旦上传则无法删除。

创建 GPG

创建主密钥

知道了什么是 GPG，现在可以着手创建一个密钥了。默认已经装好了 gpg 工具。

创建密钥非常简单，只需找一台安全的电脑，而不是充满了木马与流氓软件（比如 Qx）的设备，然后执行：

gpg --gen-key

跟着引导一步步来就行。截止目前（2022.1）默认已经使用 ECC 而不是 RSA 了。相同强度下 ECC 密钥更小，效率更高。如果有兼容老设备等需求，可以执行

gpg --full-generate-key

来自定义算法。

创建子密钥

从安全角度，主密钥应当仅用于签署子密钥，创建后应该离线妥善保存。而日常工作则使用子密钥。

但是注意，Maven central 要求必须用主密钥签署才能发布。

执行 gpg --list-keys（缩写 gpg -k）来列出刚刚创建的密钥。截止目前，gpg 工具会默认生成一个用于加密 ([E]) 的子钥（why）。

> gpg --list-keys
/Users/.../.gnupg/pubring.kbx
--------------------------------
pub   ed25519 2022-01-10 [SC] [有效至：2024-01-10]
      092CF9F4407E1C8D6F2734997D9FDEBFD006FAE0  # <----- 这个就是 id
uid             [ 绝对 ] Chenhe <liangchenhe55@gmail.com>
sub   cv25519 2022-01-10 [E] [有效至：2024-01-10]

要创建新的子钥，得执行 gpg --expert --edit-key <id> 来编辑主密钥，在编辑模式下执行 addkey 即可根据引导添加子密钥。需要注意的是，用于认证 ([A]) 的密钥不是很常用，因此默认没有这个选项，需要选择「自定义用途」来手动指定。

添加完成后在编辑模式，执行 q 退出，会询问是否保存，选择 Y。注意如果这时候按 ctrl+c 强退了就不会保存刚才的修改。

PS: 一些缩写

缩写	全称	备注
sec	Secret Key	主私钥
ssb	Secret Subkey	子钥的私钥
pub	Public Key	主公钥
sub	Public Subkey	子钥的公钥

备份

在把密钥添加到 YubiKey 之前，先导出备份。因为这是「移动」而不是「复制」，同时 YubiKey 不允许导出内部密钥。执行

gpg --armor --export-secret-keys --export-options backup -o /path/to/save/backup.gpg <id>

新的 gpg 工具，只需导出主密钥的私钥，即可自动包含主+子密钥的公钥+私钥。

--armor 参数可以导出文本格式。缩写为 -a
--export-options backup 可导出用于备份目的的密钥，其包含了恢复所需的全部数据，不仅有 OpenPGP 定义的内容，还包括 GunPG 附加数据。
恢复
gpg --import --import-options restore /path/to/backup.gpg
--import-options restore 导入一些常规导入中跳过的数据，包括 GunPG 专有数据。

吊销

以防万一我们私钥泄漏，还有必要创建并备份一个吊销证书。吊销证书一旦生成，可以在没有私钥、无需密码的情况下 声明一个私钥作废。因此吊销证书也应该安全保管，虽然泄漏不会导致数据被破解，但会带来很多麻烦。执行：

gpg --output /path/to/save/revoke.asc --gen-revoke <id>

可以创建并导出一个吊销证书。

等那一天真的来临（无论是私钥泄漏，还是整个密钥不打算继续使用了），只需要简单地导入这个特殊的密钥，就可以作废之：

# 声明作废，不要轻易执行
gpg --import /path/to/save/revoke.asc

现在，你需要把吊销后的密钥（不是吊销密钥本身）重新分发，例如上传到 Key Server，让其他人知道这个公钥已经不可信了。

添加到 YubiKey

现在插入小钥匙🔑，执行 gpg --card-status 应该可以读取到 YubiKey 的 GPG 状态。读取不到的话请检查连接。

> gpg --card-status
Reader ...........: Yubico YubiKey OTP FIDO CCID
Application ID ...: X000000000000000000000000000000
Application type .: OpenPGP
Version ..........: 0.0
Manufacturer .....: Yubico
# ......

添加密钥

再次编辑主密钥 gpg --expert --edit-key <id>，默认选中的是主密钥 (0)，可以执行 key <x> 来选择子密钥，x 为顺序号 (0, 1, 2...)。某密钥被选中后，前面会出现 * 的标志，但是主密钥除外。

gpg> key 1 # 选择第一个子密钥

sec  ed25519/7D9FDEBFD006FAE0
     创建于：2022-01-10  有效至：2024-01-10  可用于：SC
     信任度：绝对        有效性：绝对
ssb* cv25519/ED5F951C04BF0D1C
     创建于：2022-01-10  有效至：2024-01-10  可用于：E

选中后执行 keytocard 就可以导入 YubiKey 啦，根据密钥的用途选择对应的存储槽就好。

最后依然是执行 q 保存退出。

⚠️ 再次警告，导入后本地私钥会被删除，务必先导出到文件备份。

到此为止已经导入完成了。为了安全，可以执行 gpg --delete-secret-keys <id> 删除电脑上的私钥，然后把备份文件加密离线脱机保存。现在，除非插上 YubiKey 否则无法进行签名/认证/加解密。

配置 YK

首次使用应该先修改一下 YubiKey 的默认 PIN，以免被其他人盗取后可以签名。

执行 gpg --edit-card 进入智能卡编辑模式，然后执行 admin 进入管理员模式。执行 help 可以列出允许的操作，有许多字段可以编辑。我们这边执行 passwd 根据提示修改 PIN（调用私钥时验证）和 Admin PIN（修改智能卡属性时使用）。前者默认密码是 123456，后者是 12345678。

⚠️ 注意，GPG 数据（包括 PIN）和 YubiKey PIV 数据相互独立，没有关系。

通过 YubiKey 的工具 ykman 还可以进行更多设置，例如认证时要求触摸铜片，以免后台被恶意程序偷偷签名。

 ykman openpgp keys set-touch [SIG|ENC|AUT|ATT] [on|off|fixed|cached|cached-fixed]

更多详细说明看看官方文档吧。

拥有公钥+私钥，才可以正常进行签名等操作。可惜 YubiKey 本身不保存公钥，这意味如果使用一台新设备，则部分功能可能受限。如果公钥上没有很重要的隐私信息，一个方便的方案是将其传到 Key Server，或者 ~~Gayhub~~ Github。然后将公钥下载地址配置到 YubiKey 里。例如已经把公钥配置到了 Github，那么地址就是 https://github.com/<username>.gpg，执行下面命令将其配置到 YK：

> gpg --edit-card
gpg/card> admin
gpg/card> url https://github.com/<username>.gpg
gpg/card> q

那么在新设备上，就可以执行下面的命令获取并导入公钥：

> gpg --edit-card
gpg/card> fetch

在新设备使用

导入公钥

首先需要导入公钥，如果恰好手头有文件的话就好办了：

gpg --import /path/to/public.key

不过更可能的情况是手头没有... 那么希望机智的你已经把它传到网上了，如此一来保存一份到本地再导入即可：

wget -O public.key https://chenhe.me/pgp && \
gpg --import public.key && \
rm public.key

URL 记不住？希望你按照上面说的把它写入 Yubikey 了，然后让它自己获取：

echo "fetch" | gpg --edit-card --command-fd 0 --status-fd=1

⬆️ 上面是可用于自动化的命令，人工操作不用那么麻烦，具体之前已经演示过了。

绑定 Yubikey

有了公钥，插上 Yubikey 尝试签名一个文件...啊哦！得到一个错误：

gpg -u FF81007D4327173C -s a.txt

No secret key

事实上，gpg 会储存公钥与 yubikey 的绑定关系。之前执行 keytocard 的时候就自动绑定了。显然，新电脑上缺少这个信息。执行下面的命令：

gpg-connect-agent "scd serialno" "learn --force" /bye

可以自动扫描 Yubikey 并绑定。现在可以愉快地使用啦 😄

绑定是一对一的，每次执行 keytocard 都会把对应的密钥 id 绑定到当前的 Yubikey。
这意味着，如果有 N 个 YK，只有最后一个添加密钥的可以正常使用。其他的哪怕里面的密钥相同，gpg 也不识别。因此同样需要上面的命令来刷新。

给 Git 签名

众所周知，git 的用户名和邮箱是自定义的，没有任何验证。PGP 签名则可以证明『你是你』。有效的签名可以在 Github 等支持的服务商显示认证标记来装逼增强安全性。

确认邮箱

PGP 密钥里的邮箱必须和 git 的邮箱一致，才可以被一些软件或服务认为是有效签名。（若不使用外部软件或服务则没有这个限制）

那不一致并且我不想修改 Git 邮箱怎么办？PGP 密钥是可以绑定多个身份（uid）的。每个身份都是名字和邮箱的组合。只要其中一个身份的邮箱匹配就算认证成功。那么我们可以增加一个 uid：

gpg --edit-key "keyid"

gpg> adduid # 添加一个 uid

# 添加的 uid 会自动被密钥签名以生效，并设置为主 uid
# 可以再主 uid 改回来：
gpg> uid 1 # 1 是要设为主 uid 的编号
gpg> primary
gpg> save

这样一个 PGP 密钥就能关联多个邮箱了。

配置 Git

首先列出所有密钥：

❯ gpg -k --keyid-format long
/Users/chenhe/.gnupg/pubring.kbx
--------------------------------
pub   ed25519/73A6C92C3C69D9AD 2022-04-26 [SC] [有效至：2024-04-25]
      3FBE54B8FE8523D21F40ECC573A6C92C3C69D9AD
uid                   [ 绝对 ] Chenhe <git@chenhe.me>
uid                   [ 绝对 ] Chenhe <pgp@chenhe.me>
sub   cv25519/6361868D8348C132 2022-04-26 [E] [有效至：2024-04-25]
sub   ed25519/FF81007D4327173C 2022-04-27 [S] [有效至：2024-04-26]
sub   ed25519/D5DC28EEEFCFBD49 2022-04-27 [A] [有效至：2024-04-26]

选择一个有 [S] 标记的密钥或子钥（推荐），记下 id，比如我选择 FF81007D4327173C。执行：

git config --global user.signingkey "keyid"
git config --global commit.gpgsign true

这样提交的时候就可以自动签名啦。

配置 Github

接下来要把公钥给到 Github，执行 gpg -a --export "keyid" 可输出公钥。复制到 Github Settings - SSH and GPG keys - New GPG key。如果一切正常，结果如下：

但如果 PGP key 的邮箱地址没有添加到 Github 的话会显示 "Unverified"：

此时需要去 Github Settings - Emails - Add email address 添加并验证 PGP key 里的邮箱。

必须 GPG key / Git commit / Github 三者邮箱一致，Github 才会显示认证标记。

给历史 Commit 签名

⚠️ 警告
重新签名相当于重新 Commit，Commit ID 会变更，推送到远程需要 --force 参数。不推荐在多人协作仓库中给历史提交签名。
此外，签名会更改 Commit 日期。尽管原始日期不会丢失，但 Github 只会显示签名时的日期！

如果坚持这么做，执行：

git rebase --exec 'git commit --amend --no-edit -n -S' -i <commit id>

其中 <commit id> 是要签名的 Commit 的前一个的 ID，它和 HEAD 之间的 Commit 将被签名。

参考

Last modification：January 14, 2024

YubiKey 入手记 - GPG

Chenhe • 2022 年 01 月 11 日

<h2>背景介绍</h2><p><span class="external-link"><a class="no-external-link" href="https://www.yubico.com/products/" target="_blank"><i data-feather="external-link"></i>YubiKey</a></span> 是一个 <del>著名</del> 很贵的硬件密钥，本次到手的是 YubiKey 5c NFC，不着急的朋友建议等等国人的一个开源项目 <span class="external-link"><a class="no-external-link" href="https://www.canokeys.org" target="_blank"><i data-feather="external-link"></i>CanoKeys</a></span>，实现了和 YubiKey 5 几乎一致的功能，但便宜很多。不过从用户反应来看，Yubico 似乎性能更强一些，签名时速度较快。</p><p>YubiKey 支持的协议很多，这次我们仅关注 GPG 方面。官方的 GUI 程序并不提供 GPG 的可视化配置（也许用到 GPG 的人都更喜欢命令行吧）。</p><h2>什么是 GPG</h2><p>首先得搞清楚一个和它很像的东西：<span class="external-link"><a class="no-external-link" href="https://zh.wikipedia.org/wiki/PGP" target="_blank"><i data-feather="external-link"></i>PGP (Pretty Good Privacy)</a></span>，这是一个非对称加密协议，可惜它本身是商业软件。于是万能的开源社区搞出了一个遵循此标准的免费实现：GPG (Gnu PG)，也就是我们现在可以随意使用的东西啦。在本文中，PGP 与 GPG 是等价的。</p><blockquote><p>通常 "GPG"/"GnuPG" 仅用于指示一个软件。其相关概念与产物最好用 "PGP" 描述。例如：</p><ul><li>PGP 密钥 ✅; GPG 密钥 ❌</li><li>PGP 签名 ✅; GPG 签名 ❌</li></ul></blockquote><h3>能力（用途）</h3><p>PGP 有许多能力，见下表：</p><table><thead><tr><th>缩写</th><th>能力</th><th>备注</th></tr></thead><tbody><tr><td>[C]</td><td>Certificating</td><td>认证其他密钥，比如签署一个子密钥。</td></tr><tr><td>[S]</td><td>Signing</td><td>签名。证明某数据没有被篡改。例如文件签名，git commit 签名。</td></tr><tr><td>[A]</td><td>Authenticating</td><td>认证。比如 SSH 登录。</td></tr><tr><td>[E]</td><td>Encrypting</td><td>加密。</td></tr></tbody></table><h3>子密钥</h3><p>PGP 设计之初就包含子密钥的概念。其实实质上，子密钥和主密钥没有什么区别，只不过 PGP 默认做了包装：</p><ol><li>子密钥由主密钥签名，继承了主密钥的身份。</li><li>子密钥的公钥包含在主密钥里，无需单独分发。</li><li>子密钥与主密钥共享吊销证书，无需单独维护。</li></ol><p>有没有感觉和 HTTPS 证书链很像？没错，就是这样！只是 PGP 是去中心化的，没有 CA，并且由于上述包装，客户端可以一次性验证子密钥，而不需要一层层请求。</p><h3>没有 CA？</h3><p>是的，没有 CA。也许这就注定了 PGP 小众的结局。</p><p>没有 CA 意味着我们必须手动分发公钥，例如 Github 要求我们亲自上传公钥。也有人会把公钥放在自己的博客来 <del>提高B格</del> 供有需要的朋友验证签名或发送加密消息。</p><p>现在你知道了，分发公钥很麻烦。因此出现了 Key Server，<strong>但它不是 CA！</strong> 可以把 Key Server 想象成网盘，大家都把公钥传上去，然后只需相对简短的 id 或者 用户 id 就可以轻松下载导入了。<strong>但是 Key Server 不会对用户做认证，也就是说任何人都可以声称自己是任何人。</strong> 因此，不要轻易信任服务器上的公钥。</p><p>除此之外，Key Server 被设计成无法删除数据——你可以添加信息，可以吊销证书，但是不能删除它。这样做的目的是尽可能避免行政手段的干预。</p><p>发布到 CA 很简单，执行 <code>gpg --keyserver keys.openpgp.org --send-keys &lt;id&gt;</code>。Key Server 有几个著名的，他们之间会定时同步。根据需要上传就行。</p><blockquote>⚠️ 注意，上传到 Key Server 的公钥是完全公开的，包括内置的名字、电子邮箱等，注意隐私问题。一旦上传则无法删除。</blockquote><h2>创建 GPG</h2><h3>创建主密钥</h3><p>知道了什么是 GPG，现在可以着手创建一个密钥了。默认已经装好了 gpg 工具。</p><p>创建密钥非常简单，只需找一台安全的电脑，而不是充满了木马与流氓软件（比如 Qx）的设备，然后执行：</p><pre><code class="lang-bash">gpg --gen-key</code></pre><p>跟着引导一步步来就行。截止目前（2022.1）默认已经使用 ECC 而不是 RSA 了。相同强度下 ECC 密钥更小，效率更高。如果有兼容老设备等需求，可以执行</p><pre><code class="lang-bash">gpg --full-generate-key</code></pre><p>来自定义算法。</p><h3>创建子密钥</h3><p>从安全角度，主密钥应当仅用于签署子密钥，创建后应该离线妥善保存。而日常工作则使用子密钥。</p><blockquote>但是注意，Maven central 要求<span class="external-link"><a class="no-external-link" href="https://central.sonatype.org/publish/requirements/gpg/#delete-a-sub-key" target="_blank"><i data-feather="external-link"></i>必须用主密钥签署才能发布</a></span>。</blockquote><p>执行 <code>gpg --list-keys</code>（缩写 <code>gpg -k</code>）来列出刚刚创建的密钥。截止目前，gpg 工具会默认生成一个用于加密 ([E]) 的子钥（<span class="external-link"><a class="no-external-link" href="https://serverfault.com/questions/397973/gpg-why-am-i-encrypting-with-subkey-instead-of-primary-key" target="_blank"><i data-feather="external-link"></i>why</a></span>）。</p><pre><code class="lang-bash">&gt; gpg --list-keys
/Users/.../.gnupg/pubring.kbx
--------------------------------
pub   ed25519 2022-01-10 [SC] [有效至：2024-01-10]
      092CF9F4407E1C8D6F2734997D9FDEBFD006FAE0  # &lt;----- 这个就是 id
uid             [ 绝对 ] Chenhe &lt;liangchenhe55@gmail.com&gt;
sub   cv25519 2022-01-10 [E] [有效至：2024-01-10]</code></pre><p>要创建新的子钥，得执行 <code>gpg --expert --edit-key &lt;id&gt;</code> 来编辑主密钥，在编辑模式下执行 <code>addkey</code> 即可根据引导添加子密钥。需要注意的是，用于认证 ([A]) 的密钥不是很常用，因此默认没有这个选项，需要选择「自定义用途」来手动指定。</p><p>添加完成后在编辑模式，执行 <code>q</code> 退出，会询问是否保存，选择 Y。注意如果这时候按 <code>ctrl+c</code> 强退了就不会保存刚才的修改。</p><p>PS: 一些缩写</p><table><thead><tr><th>缩写</th><th>全称</th><th>备注</th></tr></thead><tbody><tr><td>sec</td><td>Secret Key</td><td>主私钥</td></tr><tr><td>ssb</td><td>Secret Subkey</td><td>子钥的私钥</td></tr><tr><td>pub</td><td>Public Key</td><td>主公钥</td></tr><tr><td>sub</td><td>Public Subkey</td><td>子钥的公钥</td></tr></tbody></table><h3>备份</h3><p>在把密钥添加到 YubiKey 之前，先导出备份。因为这是「移动」而不是「复制」，同时 YubiKey 不允许导出内部密钥。执行</p><pre><code class="lang-bash">gpg --armor --export-secret-keys --export-options backup -o /path/to/save/backup.gpg &lt;id&gt;</code></pre><p>新的 gpg 工具，只需导出主密钥的私钥，即可自动包含主+子密钥的公钥+私钥。</p><blockquote><ul><li><code>--armor</code> 参数可以导出文本格式。缩写为 <code>-a</code></li><li><code>--export-options backup</code> 可导出用于备份目的的密钥，其包含了恢复所需的全部数据，不仅有 OpenPGP 定义的内容，还包括 GunPG 附加数据。</li></ul><p><strong>恢复</strong></p><pre><code class="lang-bash">gpg --import --import-options restore /path/to/backup.gpg</code></pre><ul><li><code>--import-options restore</code> 导入一些常规导入中跳过的数据，包括 GunPG 专有数据。</li></ul></blockquote><h3>吊销</h3><p>以防万一我们私钥泄漏，还有必要创建并备份一个吊销证书。吊销证书一旦生成，<strong>可以在没有私钥、无需密码的情况下</strong> 声明一个私钥作废。因此吊销证书也应该安全保管，虽然泄漏不会导致数据被破解，但会带来很多麻烦。执行：</p><pre><code class="lang-bash">gpg --output /path/to/save/revoke.asc --gen-revoke &lt;id&gt;</code></pre><p>可以创建并导出一个吊销证书。</p><hr><p>等那一天真的来临（无论是私钥泄漏，还是整个密钥不打算继续使用了），只需要简单地导入这个特殊的密钥，就可以作废之：</p><pre><code class="lang-bash"># 声明作废，不要轻易执行
gpg --import /path/to/save/revoke.asc</code></pre><p>现在，你需要把吊销后的密钥（不是吊销密钥本身）重新分发，例如上传到 Key Server，让其他人知道这个公钥已经不可信了。</p><h2>添加到 YubiKey</h2><p>现在插入小钥匙🔑，执行 <code>gpg --card-status</code> 应该可以读取到 YubiKey 的 GPG 状态。读取不到的话请检查连接。</p><pre><code class="lang-bash">&gt; gpg --card-status
Reader ...........: Yubico YubiKey OTP FIDO CCID
Application ID ...: X000000000000000000000000000000
Application type .: OpenPGP
Version ..........: 0.0
Manufacturer .....: Yubico
# ......</code></pre><h3>添加密钥</h3><p>再次编辑主密钥 <code>gpg --expert --edit-key &lt;id&gt;</code>，默认选中的是主密钥 (0)，可以执行 <code>key &lt;x&gt;</code> 来选择子密钥，<code>x</code> 为顺序号 (0, 1, 2...)。某密钥被选中后，前面会出现 * 的标志，但是主密钥除外。</p><pre><code class="lang-bash">gpg&gt; key 1 # 选择第一个子密钥

sec  ed25519/7D9FDEBFD006FAE0
     创建于：2022-01-10  有效至：2024-01-10  可用于：SC
     信任度：绝对        有效性：绝对
ssb* cv25519/ED5F951C04BF0D1C
     创建于：2022-01-10  有效至：2024-01-10  可用于：E</code></pre><p>选中后执行 <code>keytocard</code> 就可以导入 YubiKey 啦，根据密钥的用途选择对应的存储槽就好。</p><p>最后依然是执行 <code>q</code> 保存退出。</p><blockquote>⚠️ 再次警告，导入后本地私钥会被删除，务必先导出到文件备份。</blockquote><p>到此为止已经导入完成了。为了安全，可以执行 <code>gpg --delete-secret-keys &lt;id&gt;</code> 删除电脑上的私钥，然后把备份文件加密离线脱机保存。现在，除非插上 YubiKey 否则无法进行签名/认证/加解密。</p><h3>配置 YK</h3><p>首次使用应该先修改一下 YubiKey 的默认 PIN，以免被其他人盗取后可以签名。</p><p>执行 <code>gpg --edit-card</code> 进入智能卡编辑模式，然后执行 <code>admin</code> 进入管理员模式。执行 <code>help</code> 可以列出允许的操作，有许多字段可以编辑。我们这边执行 <code>passwd</code> 根据提示修改 PIN（调用私钥时验证）和 Admin PIN（修改智能卡属性时使用）。前者默认密码是 <code>123456</code>，后者是 <code>12345678</code>。</p><blockquote>⚠️ 注意，GPG 数据（包括 PIN）和 YubiKey PIV 数据相互独立，没有关系。</blockquote><p>通过 YubiKey 的工具 <span class="external-link"><a class="no-external-link" href="https://docs.yubico.com/software/yubikey/tools/ykman/Using_the_ykman_CLI.html" target="_blank"><i data-feather="external-link"></i>ykman</a></span> 还可以进行更多设置，例如认证时要求触摸铜片，以免后台被恶意程序偷偷签名。</p><pre><code class="lang-bash"> ykman openpgp keys set-touch [SIG|ENC|AUT|ATT] [on|off|fixed|cached|cached-fixed]</code></pre><p>更多详细说明看看官方文档吧。</p><hr><p>拥有公钥+私钥，才可以正常进行签名等操作。可惜 YubiKey 本身不保存公钥，这意味如果使用一台新设备，则部分功能可能受限。如果公钥上没有很重要的隐私信息，一个方便的方案是将其传到 Key Server，或者 <del>Gayhub</del> Github。然后将公钥下载地址配置到 YubiKey 里。例如已经把公钥配置到了 Github，那么地址就是 <code>https://github.com/&lt;username&gt;.gpg</code>，执行下面命令将其配置到 YK：</p><pre><code class="lang-bash">&gt; gpg --edit-card
gpg/card&gt; admin
gpg/card&gt; url https://github.com/&lt;username&gt;.gpg
gpg/card&gt; q</code></pre><p>那么在新设备上，就可以执行下面的命令获取并导入公钥：</p><pre><code class="lang-bash">&gt; gpg --edit-card
gpg/card&gt; fetch</code></pre><h2>在新设备使用</h2><h3>导入公钥</h3><p>首先需要导入公钥，如果恰好手头有文件的话就好办了：</p><pre><code class="lang-bash">gpg --import /path/to/public.key</code></pre><p>不过更可能的情况是手头没有... 那么希望机智的你已经把它传到网上了，如此一来保存一份到本地再导入即可：</p><pre><code class="lang-bash">wget -O public.key https://chenhe.me/pgp &amp;&amp; \
gpg --import public.key &amp;&amp; \
rm public.key</code></pre><p>URL 记不住？希望你按照<a href="#配置" title="YK">上面说的</a>把它写入 Yubikey 了，然后让它自己获取：</p><pre><code class="lang-bash">echo &quot;fetch&quot; | gpg --edit-card --command-fd 0 --status-fd=1</code></pre><p>⬆️ 上面是可用于自动化的命令，人工操作不用那么麻烦，具体之前已经演示过了。</p><h3>绑定 Yubikey</h3><p>有了公钥，插上 Yubikey 尝试签名一个文件...啊哦！得到一个错误：</p><pre><code class="lang-bash">gpg -u FF81007D4327173C -s a.txt

No secret key</code></pre><p>事实上，gpg 会储存公钥与 yubikey 的绑定关系。之前执行 <code>keytocard</code> 的时候就自动绑定了。显然，新电脑上缺少这个信息。执行下面的命令：</p><pre><code class="lang-bash">gpg-connect-agent &quot;scd serialno&quot; &quot;learn --force&quot; /bye</code></pre><p>可以自动扫描 Yubikey 并绑定。现在可以愉快地使用啦 😄</p><blockquote><p>绑定是一对一的，每次执行 <code>keytocard</code> 都会把对应的密钥 id 绑定到当前的 Yubikey。</p><p>这意味着，如果有 N 个 YK，只有最后一个添加密钥的可以正常使用。其他的哪怕里面的密钥相同，gpg 也不识别。因此同样需要上面的命令来刷新。</p></blockquote><h2>给 Git 签名</h2><p>众所周知，git 的用户名和邮箱是自定义的，没有任何验证。PGP 签名则可以证明『你是你』。有效的签名可以在 Github 等支持的服务商显示认证标记来<del>装逼</del>增强安全性。</p><p><img src="https://img.chenhe.cc/i/2022/04/28/626a141915863.png" style="zoom: 50%;" /></p><h3>确认邮箱</h3><p>PGP 密钥里的邮箱必须和 git 的邮箱一致，才可以被一些软件或服务认为是有效签名。（若不使用外部软件或服务则没有这个限制）</p><p>那不一致并且我不想修改 Git 邮箱怎么办？PGP 密钥是可以绑定多个身份（uid）的。每个身份都是名字和邮箱的组合。只要其中一个身份的邮箱匹配就算认证成功。那么我们可以增加一个 uid：</p><pre><code class="lang-bash">gpg --edit-key &quot;keyid&quot;

gpg&gt; adduid # 添加一个 uid

# 添加的 uid 会自动被密钥签名以生效，并设置为主 uid
# 可以再主 uid 改回来：
gpg&gt; uid 1 # 1 是要设为主 uid 的编号
gpg&gt; primary
gpg&gt; save</code></pre><p>这样一个 PGP 密钥就能关联多个邮箱了。</p><h3>配置 Git</h3><p>首先列出所有密钥：</p><pre><code class="lang-bash">❯ gpg -k --keyid-format long
/Users/chenhe/.gnupg/pubring.kbx
--------------------------------
pub   ed25519/73A6C92C3C69D9AD 2022-04-26 [SC] [有效至：2024-04-25]
      3FBE54B8FE8523D21F40ECC573A6C92C3C69D9AD
uid                   [ 绝对 ] Chenhe &lt;git@chenhe.me&gt;
uid                   [ 绝对 ] Chenhe &lt;pgp@chenhe.me&gt;
sub   cv25519/6361868D8348C132 2022-04-26 [E] [有效至：2024-04-25]
sub   ed25519/FF81007D4327173C 2022-04-27 [S] [有效至：2024-04-26]
sub   ed25519/D5DC28EEEFCFBD49 2022-04-27 [A] [有效至：2024-04-26]</code></pre><p>选择一个有 <code>[S]</code> 标记的密钥或子钥（推荐），记下 id，比如我选择 <code>FF81007D4327173C</code>。执行：</p><pre><code class="lang-bash">git config --global user.signingkey &quot;keyid&quot;
git config --global commit.gpgsign true</code></pre><p>这样提交的时候就可以自动签名啦。</p><h3>配置 Github</h3><p>接下来要把公钥给到 Github，执行 <code>gpg -a --export &quot;keyid&quot;</code> 可输出公钥。复制到 Github <code>Settings - SSH and GPG keys - New GPG key</code>。如果一切正常，结果如下：</p><p><img src="https://img.chenhe.cc/i/2022/04/28/626a2e907ee8f.png" alt="" title="" style=""></p><p>但如果 PGP key 的邮箱地址没有添加到 Github 的话会显示 "Unverified"：</p><p><img src="https://img.chenhe.cc/i/2022/04/28/626a2f2dcfd8c.png" alt="" title="" style=""></p><p>此时需要去 Github <code>Settings - Emails - Add email address</code> 添加并验证 PGP key 里的邮箱。</p><p><strong>必须 GPG key / Git commit / Github 三者邮箱一致，Github 才会显示认证标记。</strong></p><h3>给历史 Commit 签名</h3><blockquote><p>⚠️ <strong>警告</strong></p><p>重新签名相当于重新 Commit，Commit ID 会变更，推送到远程需要 <code>--force</code> 参数。不推荐在多人协作仓库中给历史提交签名。</p><p>此外，签名会更改 Commit 日期。尽管原始日期不会丢失，但 Github 只会显示签名时的日期！</p></blockquote><p>如果坚持这么做，执行：</p><pre><code class="lang-bash">git rebase --exec &#039;git commit --amend --no-edit -n -S&#039; -i &lt;commit id&gt;</code></pre><p>其中 <code>&lt;commit id&gt;</code> 是要签名的 Commit 的前一个的 ID，它和 HEAD 之间的 Commit 将被签名。</p><h2>参考</h2><ul><li><span class="external-link"><a class="no-external-link" href="https://github.com/drduh/YubiKey-Guide" target="_blank"><i data-feather="external-link"></i>Yubikey 指南</a></span></li><li><span class="external-link"><a class="no-external-link" href="https://ulyc.github.io/2021/01/26/2021%E5%B9%B4-%E7%94%A8%E6%9B%B4%E7%8E%B0%E4%BB%A3%E7%9A%84%E6%96%B9%E6%B3%95%E4%BD%BF%E7%94%A8PGP-%E4%B8%8B/" target="_blank"><i data-feather="external-link"></i>2021年，用更现代的方法使用PGP</a></span></li><li><span class="external-link"><a class="no-external-link" href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/137801979" target="_blank"><i data-feather="external-link"></i>简明 GPG 概念</a></span></li><li><span class="external-link"><a class="no-external-link" href="https://blog.lamgc.moe/2021/02/26/gpg-smart-card-from-installation-to-use-tutorial/#%E9%85%8D%E7%BD%AE%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AF%86%E9%92%A5%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E4%BF%A1%E6%81%AF" target="_blank"><i data-feather="external-link"></i>GPG 物理密钥从安装到日常使用</a></span></li><li><span class="external-link"><a class="no-external-link" href="https://davesteele.github.io/gpg/2014/09/20/anatomy-of-a-gpg-key/" target="_blank"><i data-feather="external-link"></i>Anatomy of a GPG Key</a></span></li></ul>