一文读懂什么是CA证书

Posted 2021-03-02 frisk

//单纯使用公私钥进行加解密，会存在公钥被替换伪造的风险，无法判断公钥是否属于服务提供商。

//所以，公钥需要通过CA机构的认证。

//CA机构用自己的私钥，对服务提供商的相关信息及公钥进行加密生成数字证书。

//在进行安全连接的时候，服务提供商将证书一同发给用户。

//用户收到证书后，从他的CA认证机构下载证书/公钥，验证服务提供商证书的合法性。

//最后，从证书中提取服务商提供的公钥，加、解密信息进行通信。

 

名词解释：

    CA: Certificate Authority，证书中心/证书授权中心/电子认证服务机构，负责管理和签发证书的，受公众信任足够权威的第三方机构，检查证书持有者身份的合法性，并签发证书，以防证书被伪造或篡改。

    CA证书: CA颁发的证书, 或数字证书，包含证书拥有者的身份信息，CA机构签名，公钥等。

   

证书编码：

    DER编码，二进制DER编码。

    PEM编码，用于ASCII(BASE64)编码，文件由 "-----BEGIN"开始，"-----END"结束。

 

证书文件后缀：

    .pem(openssl默认，PEM编码的文件) .crt(Unix/Linux，DER或PEM编码都可以) .cer(windows，二进制)  .der(二进制)

 

秘钥文件：

    .key

 

服务器证书申请文件/证书签名请求文件：

    .req  .csr

 

使用openssl模拟秘钥证书的生成过程:

  openssl x509工具主要用于输出证书信息, 签署证书请求文件、自签署、转换证书格式等。它就像是一个完整的小型的CA工具箱。

  1.生成服务器私钥:

      1.1.需要经常输入密码：

      openssl genrsa -des3 -out server_private.key 2048 会有输入密码的要求

      1.2.去除密码：

      openssl rsa -in server_private.key -out server_private.key

      1.3.无密码证书秘钥：

      openssl genrsa -out server_private.key 2048

    //1.4.生成公钥:

    //openssl rsa -in server_private.key -pubout -out server_public.key

 

  2.生成 服务器证书申请文件/证书签名请求文件 .req:

      2.1.openssl req -new -key server_private.key -out server.req

      会让输入Country Name 填 CN; Common Name 填 ip 也可以不填。

      #查看server.req

      2.2.openssl req -in server.req -text

 

  3.生成CA私钥：

      3.1.openssl genrsa -out ca_private.key 2048

 

  4.生成 CA证书申请文件/证书签名请求文件 .req:

      4.1.openssl req -new -key ca_private.key  -out ca_request.req

      #查看ca_request.req

      4.2.openssl req -in ca_request.req -text

 

  5.创建CA证书，用来给服务器的证书签名:(这个证书请求本来应由更高级的CA用它的private key对这个证书请求进行签发，由于此时模拟的CA是 root CA，没有更高级的CA了，所以要进行自签发，用 自己的private key 对 自己的证书请求 进行签发。)

      5.1.openssl x509 -req -in ca_request.req -signkey ca_private.key -days 365 -out ca.pem

      #查看证书

      5.2.openssl x509 -in ca.pem -noout -text

 

  6.CA用自己的CA证书ca.pem 和 私钥ca_private.key 为 server.req 文件签名，生成服务器证书，：

      6.1.openssl x509 -req -in server.req -CA ca.pem -CAkey ca_private.key -days 365 -CAcreateserial -out server.pem

      #查看证书

      6.2.openssl x509 -in server.pem -noout -text

      #查看公钥

      6.3.openssl x509 -in server.pem -noout -pubkey

 

  7.查看服务器证书的modulus和服务器私钥的modulus，应该一样：

      7.1.openssl x509 -in server.pem -noout -modulus

      7.2.openssl rsa -in server_private.key -noout -modulus

 

  8.用户访问https网站，服务器会用private key加密数据传输，同时会把证书传给用户，里面有public key信息，用于解密数据。

    用户使用公钥机密的时候，要确认此公钥是否是服务商的，是否是受信任的。

    用户从服务商证书中发现，其证书是由某CA签发的，从CA官网下载他的证书，发现它由 更高级CA签发 或者 是root证书，自签发的。

    这时就可以一级一级的验证证书的合法性，最终确认服务商的证书是否被信任。

    验证后就可以使用公钥解密信息，进行通信。

    openssl verify -CAfile ca.pem server.pem

 

  9. ls 出现以下文件：

      ca.pem  ca_private.key  ca_request.req  ca.srl  server.pem  server_private.key  server.req

 

  10.从证书导出公钥:

      openssl x509 -in server.pem -noout -pubkey -out server_public.key

 

  11.使用公钥加密，私钥解密:

      openssl rsautl -encrypt -in test.txt -inkey server_public.key -pubin -out test_encrypt.txt

      openssl rsautl -decrypt -in test_encrypt.txt -inkey server_private.key -out test_decrypt.txt

 

  12.不想浏览器发出警告，就导入ca.pem文件:

 

  13.查看证书内容：

      13.1.打印出证书的内容：openssl x509 -in server.pem -noout -text

      13.2.打印出证书的系列号：openssl x509 -in server.pem -noout -serial

      13.3.打印出证书的拥有者名字：openssl x509 -in server.pem -noout -subject

      13.4.以RFC2253规定的格式打印出证书的拥有者名字：openssl x509 -in server.pem -noout -subject -nameopt RFC2253

      13.5.打印出证书的MD5特征参数：openssl x509 -in server.pem -noout -fingerprint

      13.6.打印出证书有效期：openssl x509 -in server.pem -noout -dates

      13.7.打印出证书公钥：openssl x509 -in server.pem -noout -pubkey

 

  14.证书秘钥要使用相同的编码格式

 

  15.证书格式转换:

    PEM转DER格式：openssl x509 -inform pem -in server.pem -outform der -out server.der

 

    DER转PEM格式：openssl x509 -inform der -in server.der -outform pem -out server.pem0