ssl证书是什么东西

Posted 2021-02-19 darecy

为什么需要证书

数字证书原理逻辑链条：

1. 加密由加密算法 + 密钥组成，加密算法公开，于是密钥分发成了关键。（可以试想，若是加密算法私有，自然就没有密钥分发及之后的问题，代之就只加密算法本身的安全问题）
2. 对称加密密钥不易分发，也不能每次都一样
3. 非对称加密通信，客户端持有服务端的公钥，但服务商的公钥谁都可以得到，服务商给我发的消息，别人虽然不能改，但也可以截获并解密。
4. 所以，纯粹的对称加密 和 非对称加密 都是无法做到安全通信的。因此，先使用非对称加密 约定一个对称密钥，再用对称加密交流

5. 问题就变成了：客户端如何拿到服务商的公钥？ ==> 服务商的公钥如何安全的在网络上传输呢？==> 服务商不直接分发公钥，而是分发经CA私钥加密过的数字证书（包含公钥+服务商域名等信息）。客户端持有CA的公钥，解密后拿到服务商的公钥。

   从概念上来讲，数字证书是用来验证网络通信参与者的一个文件。这和学校颁发 给学生的毕业证书类似。在学校和学生之间，学校是可信第三方 CA，而学生是通信 参与者。如果社会普遍信任一个学校的声誉的话，那么这个学校颁发的毕业证书，也 会得到社会认可。参与者证书和 CA 证书可以类比毕业证和学校的办学许可证。

6. CA的公钥如何安全的在网络上传输呢？给CA 也颁发证书，然后大家都无条件信任root CA，在操作系统、浏览器发布的时候便嵌入了root CA。

   

就好比谍报战里的接头戏码

1. 两个彼此认识的特工接头会轻松一点，双方可能会经常变换下接头方式
2. 第一次跟新来的特工接头，上级会告诉你xx点去xx等一个手里拿着xx的人，接头暗号是“hello/world”。此次，双方都认识的上级是CA，“hello/world” 便是对方的CA证书。

证书

1. 证书有什么，Chrome可以通过”settings ==> advanced setting ==> https/ssl ==> 管理证书” 查看证书内容。证书基本上是一个文本文件。

   • 服务商的公钥
   • 服务商的信息
   • 对上述信息算一个签名，用ca自己的私钥加密一下

2. 如何验证证书？我拥有ca的公钥，对证书上的信息做一个签名， 解密证书上的签名，比对。

   • 如果两个签名一样，签名一样，说明证书没被篡改
   • 签名可以用ca公钥正确解密，说明是用ca私钥加密的，即证书是ca颁发的

   结论，证书是可信的，那么证书上的内容，尤其是服务商的公钥是可信的。就好像，毕业证上学校公章是可信的，那么可以相信这个学生的学历是可信的。

动态加载证书

大多数时候，本地只要有常用的ca根证书，即可验证大部分服务商。证书被验证可信后，浏览器或操作系统会将证书存储在本地（证书有效期内），当用户在浏览器中键入https地址时，直接开始同服务端商定对称算法和密钥，从而省去证书的获取和验证过程。

但是，当服务商证书不在Java 的 cacerts 文件中，或者无法通过ca证书链式推导，我们也可以手动添加。

1. 12306之类的网站，证书基本可信，但不是向ca申请的
2. 内部通信，证书自己生成，自己确认可信

添加方式

1. 使用java keytool工具添加。有时候不具备权限，或要添加的机器过多
2. 程序加载。这就是一些应用在使用时，要指定证书地址的缘故了。应用作为客户端，直接加载服务端证书，以省去证书验证过程。

证书的存储

浏览器保存了一个常用的 CA 证书列表，与此类似的，操作系统也一样保存有一份可信的证书列表。

证书的格式

CA 在发布证书时，常常使用 PEM 格式，这种格式的好处是纯文本，内容是 BASE64 编码的，另外还有比较常用的二进制 DER 格式，在 Windows 平台上较常使用的 PKCS#12 格式等等。当然，不同格式的证书之间是可以相互转换的。

在 Java 平台下，证书常常被存储在 KeyStore 文件中，上面说的 cacerts 文件就是一个 KeyStore 文件（KeyStore 只是一种文件格式，java中使用keyStore文件存储加密相关的数据，证书是其中一种）。存储在 KeyStore 文件中的对象有三种类型：Certificate、PrivateKey 和 SecretKey 。

1. Certificate 就是证书，
2. PrivateKey 是非对称加密中的私钥，
3. SecretKey 用于对称加密，是对称加密中的密钥。

KeyStore 文件根据用途，也有很多种不同的格式：JKS、JCEKS、PKCS12、DKS 等等。

java中的keyStore文件根据用途，分为两类：keyStore、TrustStore，对应两个类 KeyManager 和 TrustManager。前者负责管理自己的私钥等数据，后者负责存储一些可信任的证书。可以想见，如果我们改写 TrustManager 类，让其无论何时都返回true，即可绕过对证书的验证。

制作证书

	文件后缀	备注
证书签名请求(Certificate signing request)	*.csr	包含域名、国家、城市、公司、邮箱等信息
私钥(Private Key)	*.key
证书(Certificate)	*.cer ,*.crt	CA 使用其私钥对 csr签名生成crt

至于pem和der(少见)是编码方式，以上三类（Cert,Key,CSR）均可以使用这两种编码方式。

1. *.pem - base64编码
2. *.der - 二进制编码

基于OpenSSL自建CA和颁发SSL证书

假设自己的nginx 对外提供https支持

1. 自建ca 或第三方ca 机构
2. 在nginx 机器上 创建一对儿rsa密钥（key文件）；生成证书请求（csr文件）
3. 将csr文件发送到ca服务器（第三方ca机构），得到nginx crt证书（crt或pem后缀）
4. 访问nginx 的客户端持有ca 根crt证书，持有或获取 nginx 的crt 证书，即可与nginx 进行https通讯。

ca和pki

所以呢，有一个PKI（Public Key Infrastructure）的概念，中文称作公钥基础设施。它提供公钥加密和数字签名服务的系统或平台，比如ca系统，浏览器和操作系统内置一些常用ca证书。通过协议和机制的约定，实现公钥的可信分发，进而建立起一个安全的网络环境。而数字证书最常见的格式是 X.509 ，所以这种公钥基础设施又称之为 PKIX 。

而在大公司内部，通常会建立私有的ca和pki体系。

安全应用

ssh

SSH原理与运用（一）：远程登录

密码登陆

如果嫌每次登陆输密码麻烦，可以公钥登陆

https

SSL/TLS 四次握手

总结一下https设计到的一些加密知识

1. 哈希，将任意长度的数据转化为固定长度的，验证数据是否被篡改
2. 对称加密，加密和解密使用同一个密钥，对称加密的优点是速度快，缺点是密钥管理不方便，必须共享密钥
3. 非对称加密，缺点是速度慢，优点是双方无需共享同一个密钥，密钥管理很方便
4. 数字证书，提供可信的服务商公钥

其它

上文提到的都是单向非对称加密，对于安全性很高的场景（比如网银）， 不仅客户端要验证服务端的合法性，服务端也要验证每个访问的客户端的合法性，对于这种场景，往往给每个用户发一个U盘，里面装的就是客户端的公钥和私钥对，用于双向非对称加密。

 

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