使用openssl实现私有CA的搭建和证书的颁发
CA的相关该概念
- PKI：Public Key Infrastructure 公共密钥加密体系
- CA：Certificate Authority，证书签发机构.实现身份的验证的一个机构。
CA工作逻辑
- A和B通信需要将彼此的公钥传递给对方，但是直接传递公钥不安全。
- 通过将公钥传递给认证机构，认证机构对公钥进行签名（私钥加密，公钥解密）并加上一些属性信息。
- CA机构将证书制作完成后再返还给用户。
- 用户将证书发送给需要通信的一方，对方通过使用CA机构的公钥来进行解密得到他的公钥。
根CA：根CA用于管理下级CA，子CA向根CA获取授权，使得它能给用户颁发证书。
Cert：证书
证书：CA对用户公钥进行签名后形成的一个文件。
证书的来源：
- 自签名证书
- CA机构颁发的证书
CA机构颁发的证书流程：
- 用户生成证书请求文件：.csr
- 将证书请求文件发送给CA
- CA进行签名并颁发证书
CSR是英文Certificate Signing Request的缩写,即证书签名请求
私有CA的搭建
可以通过以下工具来搭建私有CA
- OpenCA
- openssl
使用openssl搭建私有CA：
openssll和私有CA搭建相关的配置文件
里面包含了很多和证书相关的设置,后续创建对应文件的时候需要根据配置文件中的信息进行创建。
[root@CentOS8 tls]# vim /etc/pki/tls/openssl.cnf[ ca ]default_ca = CA_default # 默认使用的CA####################################################################[ CA_default ]dir = /etc/pki/CA # 存放和CA相关的文件的目录（CentOS7这个文件默认存在）certs = $dir/certs # 存放颁发的证书 Cert：证书crl_dir = $dir/crl # 存放被吊销的证书database = $dir/index.txt # 存放ca的索引（需要人为创建）new_certs_dir = $dir/newcerts # 存放新证书的位置certificate = $dir/cacert.pem # ca的自签名证书serial = $dir/serial # 证书的编号（第一次需要人为创建并编号，后面会自动递增） serial：连续的crlnumber = $dir/crlnumber # 证书吊销列表的编号crl = $dir/crl.pem # 证书吊销列表的文件private_key = $dir/private/cakey.pem# CA的私钥x509_extensions = usr_cert # The extensions to add to the certname_opt = ca_default # Subject Name optionscert_opt = ca_default # Certificate field optionspolicy = policy_match #指定使用的匹配策略# For the CA policy[ policy_match ]countryName = matchstateOrProvinceName = matchorganizationName = matchorganizationalUnitName = optionalcommonName = suppliedemailAddress = optional
三种策略：match匹配、optional可选、supplied提供
- match：要求申请填写的信息跟CA设置信息必须一致(前三项)
- optional：可有可无，跟CA设置信息可不一致
- supplied：必须填写这项申请信息
范例:CentOS8搭建私有CA
流程：
1.创建对应的文件和目录（创建的文件和目录需要和配置文件里面的信息对应）
2.生成CA自己的私钥
3.利用CA的私钥生成自签名证书
1. 创建对应的文件和目录
[root@CentOS8 CA]# mkdir -pv /etc/pki/CA/{certs,crl,newcerts,private}mkdir: created directory '/etc/pki/CA/certs' #存放颁发的证书文件mkdir: created directory '/etc/pki/CA/crl' #存放吊销的证书文件mkdir: created directory '/etc/pki/CA/newcerts' #存放新生成的证书文件mkdir: created directory '/etc/pki/CA/private' #存放CA自己的私钥#证书的数据库文件：存放证书的颁发等信息，不需要人工维护里面的内容，只需要创建对应的文件就行了，会自动往里面写入数据的[root@centos8 ~]# touch /etc/pki/CA/index.txt#颁发证书的序号（十六进制）：第一个证书颁发的时候使用的就是这个编号，后续会自动递增[root@centos8 ~]# echo 01 > /etc/pki/CA/serial2. 生成CA自己的私钥
[root@CentOS8 CA]# openssl genrsa -out private/cakey.pem 2048Generating RSA private key, 2048 bit long modulus (2 primes)..........................+++++........................................................................+++++e is 65537 (0x010001)
3.颁发自签名证书
[root@CentOS8 CA]# openssl req -new -x509 -key /etc/pki/CA/private/cakey.pem -days 3650 -out /etc/pki/CA/cacert.pemYou are about to be asked to enter information that will be incorporatedinto your certificate request.What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.There are quite a few fields but you can leave some blankFor some fields there will be a default value,If you enter '.', the field will be left blank.-----Country Name (2 letter code) [XX]:CNState or Province Name (full name) []:SCLocality Name (eg, city) [Default City]:CDOrganization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:SXOrganizational Unit Name (eg, section) []:LLCommon Name (eg, your name or your server's hostname) []:tomEmail Address []:111选项:-new：创建一个新的证书，生成新证书签署请求-x509：表示证书的格式，专用于CA生成自签证书-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
查看自签名证书的方法
查看自签名证书的信息[root@centos8 ~]#openssl x509 -in /etc/pki/CA/cacert.pem -noout -text-in:指定输入的文件-noout：不输出为文件-text：以文本方式来进行显示
说明：
颁发自签名证书的时候会要求输入需要输入国家、身份、组织等信息。
用户向私有CA申请证书的流程
1.生成私钥文件
2.通过私钥文件生成证书申请文件，若是match这种策略。填写的 国家 省 组织必须一致
3.CA颁发证书
4.查看证书
1.生成私钥文件
私钥一般使用key作为后缀要标识
[root@CentOS8 CA]# mkdir /data/app1[root@CentOS8 app1]# openssl genrsa -out /data/app1/app1.key 2048Generating RSA private key, 2048 bit long modulus (2 primes).................................+++++...............................................................................................+++++e is 65537 (0x010001)
2.通过私钥文件生成证书申请文件
证书申请文件的后缀一般都是以csr为后缀作为标识
[root@CentOS8 app1]# openssl req -new -key /data/app1/app1.key -out /data/app1/app1.csrYou are about to be asked to enter information that will be incorporatedinto your certificate request.What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.There are quite a few fields but you can leave some blankFor some fields there will be a default value,If you enter '.', the field will be left blank.-----Country Name (2 letter code) [XX]:CN #国家State or Province Name (full name) []:CN #省份Locality Name (eg, city) [Default City]:CN #组织Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:CNOrganizational Unit Name (eg, section) []:CNCommon Name (eg, your name or your server's hostname) []:CNEmail Address []:CNPlease enter the following 'extra' attributesto be sent with your certificate requestA challenge password []:An optional company name []:
说明：
采用match这种策略,默认有三项内容必须和CA一致：国家，省份，组织，如果不同，会出现下面的提示
如果采用的是option这种策略的话就不用保持一致都可以
3. CA 颁发证书
ca需要使用用户的证书申请文件才能颁发证书,利用证书申请文件里面的用户私钥来实现数字签名。
[root@CentOS8 app1]# openssl ca -in /data/app1/app1.csr -out /etc/pki/CA/certs/app1.crt -days 1000Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnfCheck that the request matches the signatureSignature okCertificate Details: Serial Number: 15 (0xf) Validity Not Before: Oct 14 06:53:07 2022 GMT Not After : Jul 10 06:53:07 2025 GMT Subject: countryName = CN stateOrProvinceName = CN organizationName = CN organizationalUnitName = CN commonName = CN emailAddress = CN X509v3 extensions: X509v3 Basic Constraints: CA:FALSE Netscape Comment: OpenSSL Generated Certificate X509v3 Subject Key Identifier: 12:C5:3F:8E:86:E4:E8:3C:06:B1:01:79:90:EA:B6:66:32:53:3E:6A X509v3 Authority Key Identifier: keyid:10:59:CD:C9:34:58:5E:30:67:43:0A:3E:DD:7C:63:2B:9C:60:50:3ACertificate is to be certified until Jul 10 06:53:07 2025 GMT (1000 days)Sign the certificate? [y/n]:y1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]yWrite out database with 1 new entriesData Base Updated
[root@CentOS8 CA]# tree.├── cacert.pem├── certs│ └── app1.crt #给用户生成的生成的证书文件├── crl├── index.txt├── index.txt.attr├── index.txt.old #前一个文件的备份├── newcerts│ └── 0F.pem #和app1.crt是同一个东西，自动生成的一个备份文件├── private│ └── cakey.pem├── serial└── serial.old4 directories, 9 files#serial：存放的是下一个证书的证书编号
查看证书的有效性
[root@CentOS8 CA]# openssl ca -status 0F #0F就是这个证书的标号Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf0F=Valid (V)V：标识生效的 R：标识无效的证书
查看证书的信息
openssl x509 -in /etc/pki/CA/certs/app1.crt -noout -text
例如
[root@CentOS8 CA]# openssl x509 -in /etc/pki/CA/certs/app1.crt -noout -issuerissuer=C = CN, ST = CN, L = CN, O = CN, OU = CN, CN = CN, emailAddress = CN
证书文件后缀
后缀规定：.crt #证书文件的标识.csr #证书申请文件的标识 证书申请完成后，这个证书申请文件就没啥用了.key #私钥的标识 .pem也是私钥的标识，但是windows不是别pem结尾的文件
一个证书申请文件只能申请一次证书。
实现一个申请文件申请多个证书的方法；
root@CentOS8 CA]# pwd/etc/pki/CA[root@CentOS8 CA]# cat index.txt.attr unique_subject = yesunique_subject = yes #把yes变为no就可以了
证书的吊销
openssl ca -revoke /PATH/FILE
例如：
[root@CentOS8 CA]# openssl ca -revoke certs/app1.crtUsing configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnfRevoking Certificate 0F.Data Base Updated[root@CentOS8 CA]# openssl ca -status 0F Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf0F=Revoked (R)[root@CentOS8 CA]# cat /etc/pki/CA/index.txtR250710065307Z221014072459Z0Funknown/C=CN/ST=CN/O=CN/OU=CN/CN=CN/emailAddress=CN
生成证书吊销列表文件
公开被吊销的文件。其他用户可以获取已经吊销了的证书文件列表
#需要创建一个clinumer文件才可以 吊销证书也需要一个吊销证书的number 类似于index.txt#这个文件默认不存在，需要手动创建出来echo 01 > /etc/pki/CA/crlnumberopenssl ca -gencrl -out /etc/pki/CA/crl.pem #证书吊销文件的路径是约定好的
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