HP通过OpenSSL生成证书密钥并且加密解密数据,以及公钥，私钥和数字签名的理解

Posted 2020-10-15 骑着蜗牛前行

一、公钥加密

假设一下，我找了两个数字，一个是1，一个是2。我喜欢2这个数字，就保留起来，不告诉你们(私钥），然后我告诉大家，1是我的公钥。

我有一个文件，不能让别人看，我就用1加密了。别人找到了这个文件，但是他不知道2就是解密的私钥啊，所以他解不开，只有我可以用
数字2，就是我的私钥，来解密。这样我就可以保护数据了。

我的好朋友x用我的公钥1加密了字符a，加密后成了b，放在网上。别人偷到了这个文件，但是别人解不开，因为别人不知道2就是我的私钥，
只有我才能解密，解密后就得到a。这样，我们就可以传送加密的数据了。

 

二、私钥签名

如果我用私钥加密一段数据（当然只有我可以用私钥加密，因为只有我知道2是我的私钥），结果所有的人都看到我的内容了，因为他们都知道我的公钥是1，那么这种加密有什么用处呢？

但是我的好朋友x说有人冒充我给他发信。怎么办呢？我把我要发的信，内容是c，用我的私钥2，加密，加密后的内容是d，发给x，再告诉他
解密看是不是c。他用我的公钥1解密，发现果然是c。
这个时候，他会想到，能够用我的公钥解密的数据，必然是用我的私钥加的密。只有我知道我得私钥，因此他就可以确认确实是我发的东西。
这样我们就能确认发送方身份了。这个过程叫做数字签名。当然具体的过程要稍微复杂一些。用私钥来加密数据，用途就是数字签名。

 

总结：公钥和私钥是成对的，它们互相解密。

公钥加密，私钥解密。

私钥数字签名，公钥验证

 

准备工作

找到php.ini 去掉openssl.dll前面的‘;‘。找到openssl.cnf的位置，我的在D:\xampp\apache\conf。
配置apache以支持SSL:打开apache的配置文件conf/httpd.conf
LoadModule ssl_module modules/mod_ssl.so、Include conf/extra/httpd-ssl.conf

 

三、示例代码

 1 $config = array(
 2     "private_key_bits" => 1024,                     //字节数    512 1024  2048   4096 等
 3     "private_key_type" => OPENSSL_KEYTYPE_RSA,     //加密类型
 4     "config" => "D:/phpStudy/PHPTutorial/Apache/conf/openssl.cnf"
 5 );
 6 
 7 $privkeypass = ‘123456789‘; //私钥密码
 8 $numberofdays = 365;     //有效时长
 9 $cerpath = "./test.cer"; //生成证书路径
10 $pfxpath = "./test.pfx"; //密钥文件路径
11 
12 $dn = array(    
13     "countryName" => "UK",                                  //所在国家
14     "stateOrProvinceName" => "Somerset",                    //所在省份
15     "localityName" => "Glastonbury",                        //所在城市
16     "organizationName" => "The Brain Room Limited",         //注册人姓名
17     "organizationalUnitName" => "PHP Documentation Team",   //组织名称
18     "commonName" => "Wez Furlong",                          //公共名称
19     "emailAddress" => "[email protected]"                     //邮箱
20 );
21 
22 // 生成公钥私钥资源
23 $res = openssl_pkey_new($config);
24 
25 // 导出私钥 $priKey
26 openssl_pkey_export($res, $priKey,null,$config);
27 
28 //  导出公钥 $pubKey
29 $pubKey = openssl_pkey_get_details($res);
30 $pubKey = $pubKey["key"];
31 //print_r($priKey); 私钥
32 //print_r($pubKey); 公钥
33 
34 //直接测试私钥 公钥
35 echo ‘-------------------公私钥加解密-START---------------------‘,‘<br>‘;
36 $data = ‘测试公私钥加解密成功!‘;
37 // 公钥加密
38 openssl_public_encrypt($data, $encrypted, $pubKey);
39 // 私钥解密
40 openssl_private_decrypt($encrypted, $decrypted, $priKey);
41 
42 echo ‘公钥加密：‘,base64_encode($encrypted),‘私钥解密：‘,‘<br>‘,$decrypted,‘<br>‘;
43 echo ‘-------------------公私钥加解密-END---------------------‘,‘<br>‘;
44 
45 //生成文件
46 $csr = openssl_csr_new($dn, $priKey,$config); //基于$dn生成新的 CSR （证书签名请求）
47 $sscert = openssl_csr_sign($csr, null, $priKey, 365,$config);//根据配置对证书进行签名
48 openssl_x509_export($sscert, $csrkey); //将公钥证书存储到一个变量 $csrkey，由 PEM 编码格式命名。
49 openssl_pkcs12_export($sscert, $privatekey, $priKey, $privkeypass); //将私钥存储到名为的出 PKCS12 文件格式的字符串。 导出密钥$privatekey
50 
51 //生成证书文件
52 $fp = fopen($cerpath, "w");
53 fwrite($fp, $csrkey);
54 fclose($fp);
55 //生成密钥文件
56 $fp = fopen($pfxpath, "w");
57 fwrite($fp, $privatekey);
58 fclose($fp);
59 
60 
61 echo ‘<br>‘,‘<br>‘,‘<br>‘,‘<br>‘;
62 echo ‘----------------------签名验证-START----------------------‘,‘<br>‘;
63 // 测试私钥 秘钥
64 $privkeypass = ‘123456789‘; //私钥密码
65 $pfxpath = "./test.pfx"; //密钥文件路径
66 $priv_key = file_get_contents($pfxpath); //获取密钥文件内容
67 $data = "测试数据！"; //加密数据测试test
68 //私钥加密
69 openssl_pkcs12_read($priv_key, $certs, $privkeypass); //读取公钥、私钥
70 $prikeyid = $certs[‘pkey‘]; //私钥
71 openssl_sign($data, $signMsg, $prikeyid,OPENSSL_ALGO_SHA1); //注册生成加密信息
72 $signMsg = base64_encode($signMsg); //base64转码加密信息
73 
74 
75 //公钥解密
76 $unsignMsg=base64_decode($signMsg);//base64解码加密信息
77 openssl_pkcs12_read($priv_key, $certs, $privkeypass); //读取公钥、私钥
78 $pubkeyid = $certs[‘cert‘]; //公钥
79 $res = openssl_verify($data, $unsignMsg, $pubkeyid); //验证
80 echo $res?‘证书测试成功！‘:‘证书测试失败！‘;echo ‘<br>‘; //输出验证结果，1：验证成功，0：验证失败
81 
82 echo ‘-----------------------签名验证-END------------------------‘,‘<br>‘;

openssl_sign 默认signature_alg参数是OPENSSL_ALGO_SHA1

　　如果使用DSA加密方式需要使用OPENSSL_ALGO_DSS1参数

　　signature_alg 其他参数

　　OPENSSL_ALGO_DSS1 (integer)

　　OPENSSL_ALGO_SHA1 (integer)

　　OPENSSL_ALGO_SHA224 (integer)

　　OPENSSL_ALGO_SHA256 (integer)

　　OPENSSL_ALGO_SHA384 (integer)

　　OPENSSL_ALGO_SHA512 (integer)

　　OPENSSL_ALGO_RMD160 (integer)

　　OPENSSL_ALGO_MD5 (integer)

　　OPENSSL_ALGO_MD4 (integer)

　　OPENSSL_ALGO_MD2 (integer)

过程出现的问题集锦：http://blog.sina.com.cn/s/blog_8da982ac0101lqh1.html

 

特别说明：

x509，公钥证书，只有公钥。
p7，签名或加密。可以往里面塞x509，同时没有签名或加密内容。
p12，含有私钥，同时可以有公钥，有口令保护。
p7的作用就是电子信封。
X509是基本规范
P7和P12是两个实现规范，P7是数字信封，P12是带有私钥的证书规范。
x509是数字证书的规范，P7和P12是两种封装形式。比如说同样的电影，有的是avi格式，有的是mpg，大概就这个意思。

P7一般是把证书分成两个文件，一个公钥一个私钥，有PEM和DER两种编码方式。PEM比较多见，就是纯文本的，P7一般是分发公钥用，看到的就是一串可见字符串，扩展名经常是.crt,.cer,.key等。DER是二进制编码。
P12是把证书压成一个文件，.pfx 。主要是考虑分发证书，私钥是要绝对保密的，不能随便以文本方式散播。所以P7格式不适合分发。.pfx中可以加密码保护，所以相对安全些。
在实践中要中，用户证书都是放在USB Key中分发，服务器证书经常还是以文件方式分发。服务器证书和用户证书，都是X509证书，就是里面的属性有区别。

X509 是证书规范
PKCS#7 是消息语法 （常用于数字签名与加密）
PKCS#12 个人消息交换与打包语法 （如.PFX .P12）打包成带公钥与私钥