CA和证书

标签：linux

1、概念

PKI: Public Key Infrastructure

签证机构：CA（CertificateAuthority）

注册机构：RA

证书吊销列表：CRL

证书存取库：

X.509：定义了证书的结构以及认证协议标准

版本号        主体公钥

序列号          CRL分发点

签名算法        扩展信息

颁发者        发行者签名

有效期限

主体名称

2、证书获取

1）证书类型：

证书授权机构的证书

服务器

用户证书

2）获取证书两种方法：

使用证书授权机构

生成签名请求（csr）    

将csr发送给CA

从CA处接收签名

自签名的证书

自已签发自己的公钥

3、安全协议

SSL: Secure Socket Layer

TLS: Transport Layer Security

1995：SSL 2.0Netscape

1996: SSL 3.0

1999: TLS 1.0

2006: TLS 1.1IETF(Internet工程任务组) RFC 4346

2008：TLS 1.2 当前使用

2015: TLS 1.3

功能：机密性，认证，完整性，重放保护

两阶段协议，分为握手阶段和应用阶段：

握手阶段(协商阶段):客户端和服务器端认证对方身份（依赖于PKI体系，利用数字证书进行身份认证），并协商通信中使用的安全参数、密码套件以及主密钥。后续通信使用的所有密钥都是通过MasterSecret生成。

应用阶段:在握手阶段完成后进入，在应用阶段通信双方使用握手阶段协商好的密钥进行安全通信

4、OpenSSL

1）OpenSSL开源项目

三个组件：

openssl: 多用途的命令行工具，包openssl

libcrypto: 加密算法库，包openssl-libs

libssl：加密模块应用库，实现了ssl及tls，包nss

openssl命令：

两种运行模式：交互模式和批处理模式

openssl version：查看程序版本号

标准命令、消息摘要命令、加密命令

标准命令：

enc, ca, req, ...

2）对称加密

工具：openssl enc, gpg

算法：3des, aes,blowfish, twofish

enc命令：

加密：opensslenc -e-des3 -a -salt -in testfile -out testfile.cipher

#-des3为加密算法（可以根据自己需要选择）

   -a 对加密后的数据进行base64编码，或解密前先对数据进行base64解码

   -salt 加盐 加盐后，相同的明文可以得到不同的密文，默认情况下，盐值是随机生成的，可以使用-S选项明确制定盐值。

   -in 指定要加密的文件

   -out 指定加密后输出的文件

解密：openssl enc -d -des3-a -salt –in testfile.cipher -out testfile

3）单向加密：

工具：md5sum, sha1sum,sha224sum,sha256sum…openssl dgst

dgst命令：

加密：openssl dgst -md5 [-hex默认] [-out /path/to/filename]/PATH/SOMEFILE

-md5指定加密算法

-out filename：将加密的内容保存到指定文件中

单向加密除了openssl dgst还有md5sum：md5sum/PATH/TO/SOMEFILE

MAC: Message Authentication Code，单向加密的一种延伸应用，用于实现网络通信中保证所传输数据的完整性机制

CBC-MAC

HMAC：使用md5或sha1算法

4）生成用户密码：

对用户密码进行hash

passwd命令:

帮助：man sslpasswd

openssl passwd -1 -salt SALT(最多8位)

  -1:表示使用的bash算法是MD5

  -salt SALT:输入作为salt的字符串

5）生成随机数：

帮助：man sslrand

openssl rand -base64|-hex NUM

NUM: 表示字节数；

-hex时，每个字符为十六进制，相当于4位二进制，出现的字符数为NUM*2

6）公钥加密：

算法：RSA, ELGamal

工具：gpg, openssl rsautl（man rsautl）

数字签名：

算法：RSA, DSA, ELGamal

密钥交换：

算法：dh

DSA：Digital Signature Algorithm

DSS：Digital Signature Standard

RSA：Digital Signature Algorithm

生成密钥对儿：man genrsa

7）生成私钥

openssl genrsa -out /PATH/TO/PRIVATEKEY.FILENUM_BITS

(umask 077; openssl genrsa –out test.key –des 2048)

（命令）：表示（）里面的命令是在子shell中运行，不影响当前的shell

  NUM_BITS：秘钥长度（单位bit）

8）从私钥中提取出公钥

openssl rsa -in PRIVATEKEYFILE –pubout –out PUBLICKEYFILE

Openssl rsa -intest.key –pubout –out test.key.pub

9）随机数生成器：伪随机数字

键盘和鼠标

块设备中断

/dev/random：仅从熵池返回随机数；随机数用尽，阻塞

/dev/urandom：从熵池返回随机数；随机数用尽，会利用软件生成伪随机数,非阻塞

※5、创建CA和申请证书

/etc/pki/tls/openssl.cnf文件中定义了申请CA的各种配置，比如路径：

创建私有CA：

openssl的配置文件：/etc/pki/tls/openssl.cnf

三种策略：匹配、支持和可选

匹配指要求申请填写的信息跟CA设置信息必须一致，支持指必须填写这项申请信息，可选指可有可无

1）创建所需要的文件

touch /etc/pki/CA/index.txt 生成证书索引数据库文件（必须是这个目录叫这个文件）

echo 01 >/etc/pki/CA/serial 指定第一个颁发证书的序列号（必须是这个目录叫这个文件）

（如图，如果不创建的话会在生成证书时报错）

2）CA自签证书

A生成私钥

cd /etc/pki/CA/

(umask 066;openssl genrsa -out /etc/pki/CA/private/cakey.pem 2048)

  作为CA 必须放在/etc/pki/CA/private/下且必须叫cakey.pem

B生成自签名证书

openssl req -new -x509 –key /etc/pki/CA/private/cakey.pem -days 7300 -out/etc/pki/CA/cacert.pem

-new: 生成新证书签署请求

-x509: 专用于CA生成自签证书（如果是申请证书就不用加）

-key: 生成请求时用到的私钥文件

-days n：证书的有效期限

-out /PATH/TO/SOMECERTFILE: 证书的保存路径，自签名必须放在/etc/pki/CA/cacert.pem

生成完之后我们可以将证书导出来到Windows里可以看一下（记得把后缀改为cer）

查看一下证书

（有些时候需要我们把私钥和自签名证书合起来，就一起重定向到一个文件即可，我们在这就不弄了

）

3）颁发证书

A在需要使用证书的主机生成证书请求

给web服务器生成私钥

(umask 066; openssl genrsa -out /etc/pki/tls/private/test.key 2048)

  (这个私钥文件路径随意)

生成证书申请文件test.csr（文件路径也随意，文件后缀一般为csr）

openssl req -new -key /etc/pki/tls/private/test.key -days 365 -out etc/pki/tls/test.csr  (此命令跟之前CA生成自签名证书只少了一个-x509)

这里的-days没有实际意义，即使你申请了10年，CA那边也不一定批，所以可以不写。

注意：默认国家，省，公司名称三项必须和CA一致，因为策略文件/etc/pki/tls/openssl.cnf中设定的这几项需要匹配，我们也可以修改它。

把policy改为anything策略的话，就可以都不匹配了。

B将证书请求文件传输给CA 

C CA签署证书，并将证书颁发给请求者

openssl ca -in /tmp/test.csr –out /etc/pki/CA/certs/test.crt-days 365

  -in 证书请求文件

  -out 输出生成crt证书文件

  -days 在这里就是你给指定它颁发的多长时间，如果不写就是默认值

  看看信息有没有问题，没有问题就可以输入y确认颁发了。

查看一下数据库，果然增加了（V表示有效）

然后把生成的文件发回去

D查看证书中的信息：

opensslx509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout -text|issuer|subject|serial|dates 

opensslca -status SERIAL查看指定编号的证书状态

·我们也可以导出windows查看

现在显示不能验证该证书，是因为我们CA自认证文件还没有安装

我们来安装一下：

安装完之后再看颁发的证书：

信息就显示了。

4）吊销证书

A在客户端获取要吊销的证书的serial

openssl x509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout -serial -subject

B在CA上，根据客户提交的serial与subject信息，对比检验是否与index.txt文件中的信息一致，吊销证书：

openssl ca -revoke /etc/pki/CA/newcerts/SERIAL.pem

取消之后查看一下状态，变成R了。

C指定第一个吊销证书的编号

注意：第一次更新证书吊销列表前，才需要执行

echo 01 >/etc/pki/CA/crlnumber （必须放在这个路径这个文件）

D更新证书吊销列表

openssl ca-gencrl -out /etc/pki/CA/crl/crl.pem   （必须放在这个路径这个文件）

查看crl文件：

openssl crl -in /etc/pki/CA/crl/crl.pem-noout -text

本文出自 “Ty_endless” 博客，请务必保留此出处http://tyendless.blog.51cto.com/12435756/1969835

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