自建CA认证和证书

一些概念：

PKI：Public Key Infrastructure

• 签证机构：CA（Certificate Authority）
• 注册机构：RA（Register Authority）
• 证书吊销列表：CRL（Certificate Revoke Lists）
• 证书存取库

X.509：定义了证书的结构和认证协议的标准。包括版本号、序列号、签名算法、颁发者、有效期限、主体名称、主体公钥、CRL分发点、扩展信息、发行者签名等

获取证书的两种方法：

• 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重点介绍一下自建CA颁发机构和自签名。

自建CA颁发机构和自签名

实验用两台服务器，一台做ca颁发证书，一台去请求签名证书。

证书申请及签署步骤：

1. 生成申请请求
2. CA核验
3. CA签署
4. 获取证书

我们先看一下openssl的配置文件：/etc/pki/tls/openssl.cnf

####################################################################
[ ca ]
default_ca	= CA_default		# The default ca section(默认的CA配置，是CA_default,下面第一个小节就是)
####################################################################
[ CA_default ]
dir		= /etc/pki/CA		# Where everything is kept （dir变量）
certs		= $dir/certs		# Where the issued certs are kept（认证证书目录）
crl_dir		= $dir/crl		# Where the issued crl are kept（注销证书目录）
database	= $dir/index.txt	# database index file.（数据库索引文件）
new_certs_dir	= $dir/newcerts		# default place for new certs.（新证书的默认位置）
certificate	= $dir/cacert.pem 	# The CA certificate（CA机构证书）
serial		= $dir/serial 		# The current serial number（当前序号，默认为空，可以指定从01开始）
crlnumber	= $dir/crlnumber	# the current crl number（下一个吊销证书序号）
					# must be commented out to leave a V1 CRL
crl		= $dir/crl.pem 		# The current CRL（下一个吊销证书）
private_key	= $dir/private/cakey.pem# The private key（CA机构的私钥）
RANDFILE	= $dir/private/.rand	# private random number file（随机数文件）
x509_extensions	= usr_cert		# The extentions to add to the cert
# Comment out the following two lines for the "traditional"
# (and highly broken) format.
name_opt 	= ca_default		# Subject Name options（被颁发者，订阅者选项）
cert_opt 	= ca_default		# Certificate field options（认证字段参数）
# Extension copying option: use with caution.
# copy_extensions = copy
# Extensions to add to a CRL. Note: Netscape communicator chokes on V2 CRLs
# so this is commented out by default to leave a V1 CRL.
# crlnumber must also be commented out to leave a V1 CRL.
# crl_extensions	= crl_ext
default_days	= 365			# how long to certify for （默认的有效期天数是365）
default_crl_days= 30			# how long before next CRL
default_md	= sha256		# use SHA-256 by default
preserve	= no			# keep passed DN ordering
# A few difference way of specifying how similar the request should look
# For type CA, the listed attributes must be the same, and the optional
# and supplied fields are just that :-)
policy		= policy_match  # 是否匹配规则
# For the CA policy
[ policy_match ]
countryName		= match   # 国家名是否匹配，match为匹配
stateOrProvinceName	= match  # 州或省名是否需要匹配
organizationName	= match  # 组织名是否需要匹配
organizationalUnitName	= optional # 组织的部门名字是否需要匹配
commonName		= supplied # 注释
emailAddress		= optional # 邮箱地址
# For the 'anything' policy
# At this point in time, you must list all acceptable 'object'
# types.
[ policy_anything ]
countryName		= optional
stateOrProvinceName	= optional
localityName		= optional
organizationName	= optional
organizationalUnitName	= optional
commonName		= supplied
emailAddress		= optional
####################################################################
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重点关注下面的几个参数：

dir             = /etc/pki/CA           # Where everything is kept （dir变量）
certs           = $dir/certs            # Where the issued certs are kept（认证证书目录）
database        = $dir/index.txt        # database index file.（数据库索引文件）
new_certs_dir   = $dir/newcerts         # default place for new certs.（新证书的默认位置）
certificate     = $dir/cacert.pem       # The CA certificate（CA机构证书）
serial          = $dir/serial           # The current serial number（当前序号，默认为空，可以指定从01开始）
private_key     = $dir/private/cakey.pem# The private key（CA机构的私钥）
复制代码

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

echo 01 > /etc/pki/CA/serial指定第一个颁发证书的序列号,16进制数，比如可以从1a开始，一般从01开始。

2、CA自签证书

在作为CA的服务器上操作：

• 生成私钥

[root@aliyun ~]#(umask 066;openssl genrsa -out /etc/pki/CA/private/cakey.pem 4096)
Generating RSA private key, 4096 bit long modulus
.....++
..............................................++
复制代码

• 生成自签名证书

[root@aliyun ~]#openssl req -new -x509 -key /etc/pki/CA/private/cakey.pem -days 7300 -out /etc/pki/CA/cacert.pem
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into 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 blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:CN (国名（2个字母代码）[XX]：CN）
State or Province Name (full name) []:Beijing （州或省名称（全称）北京）
Locality Name (eg, city) [Default City]:Beijing （地区名称（如城市）[默认城市]：北京）
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:shangdigongsi （组织名称（如公司）：上帝公司）
Organizational Unit Name (eg, section) []:opt （组织单位名称：opt）
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:centos （通用名称（例如，您的名字或您的服务器的主机名）[]：centos）
Email Address []:1353250703@qq.com （电子邮件地址[]：1353250703@qq.com）
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参数解析：

-new: 生成新证书签署请求 -x509: 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

3、颁发证书

• 在需要使用证书的主机生成证书请求。(比如给一台作为博客web服务的服务器生成私钥)

[root@aliyun ~]#(umask 066; openssl genrsa -out /etc/pki/tls/private/blog.key 4096)
Generating RSA private key, 4096 bit long modulus
.....................................++
......................................................................................................................++
e is 65537 (0x10001)
复制代码

• 生成证书申请文件

[root@aliyun ~]#openssl req -new -key /etc/pki/tls/private/blog.key -days 3560 -out /etc/pki/tls/blog.csr
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into 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 blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:CN (国名（2个字母代码）[XX]：CN）
State or Province Name (full name) []:Beijing（州或省名称（全称）北京）
Locality Name (eg, city) [Default City]:Bejing （地区名称（如城市）[默认城市]：北京）
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:shangdigongsi（组织名称（如公司）：上帝公司）
Organizational Unit Name (eg, section) []:centos（组织单位名称：opt）
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:opt （通用名称（例如，您的名字或您的服务器的主机名）[]：centos）
Email Address []:（电子邮件地址[]：1353250703@qq.com）

Please enter the following 'extra' attributes （请输入以下“额外”属性）
to be sent with your certificate request（要发送您的证书请求）
A challenge password []:（密码[ ]：）
An optional company name []:（可选的公司名称）
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• 将证书请求文件传输给CA

[root@aliyun ~]#scp /etc/pki/tls/blog.csr root@172.16.111.100:/tmp/
root@172.16.111.100s password
blog.csr                       100% 1773    1.7Mb/s
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• CA签署证书，并将证书颁发给请求者

注意：默认国家，省，公司名称三项必须和CA一致

• 把blog.crt证书回传给申请者，申请者可以使用此证书。

证书可以放在网站里，比如tomacat服务有专门存放证书的地方，还有可能需要转化格式，此处使用方法暂略

4、吊销证书

• 在客户端获取要吊销的证书的serial

openssl x509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout -serial -subject
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• 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
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• 指定第一个吊销证书的编号

echo 01 > /etc/pki/CA/crlnumber
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注意：这里只有在第一次更新证书吊销列表前，才需要执行指定编号。

• 更新证书吊销列表

openssl ca -gencrl -out /etc/pki/CA/crl/crl.pem
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• 查看crl文件：

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