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怎样在自己服务器上使用openssl生产CA根证书并颁发服务器证书和客户端证书?

本文分享在CentOS7 32位操作系统中,使用OpenSSL生成一个CA根证书,并用这个根证书颁发两个子证书server SSL和client SSL,可用于客户端认证解决方案。

先确保系统中安装了OpenSSL,若没安装,可以通过以下命令安装:

?

1
sudo yum install openssl

修改OpenSSL的配置

安装好之后,定位一下OpenSSL的配置文件openssl.cnf:

?

1
locate openssl.cnf

132715_aC8K_1434710.bmp

如图,我这里的目录是/etc/pki/tls/openssl.cnf。

修改配置文件,修改其中的dir变量,重新设置SSL的工作目录:

133703_4jgc_1434710.png

由于配置文件中,dir变量下还有几个子文件夹需要用到,因此在自定义的文件夹下面也创建这几个文件夹或文件,它们是:

141401_y7ay_1434710.png

certs——存放已颁发的证书

newcerts——存放CA指令生成的新证书

private——存放私钥

crl——存放已吊销的整数

index.txt——OpenSSL定义的已签发证书的文本数据库文件,这个文件通常在初始化的时候是空的

serial——证书签发时使用的序列号参考文件,该文件的序列号是以16进制格式进行存放的,该文件必须提供并且包含一个有效的序列号

生成证书之前,需要先生成一个随机数:

?

1
openssl rand -out private/.rand 1000

该命令含义如下:

rand——生成随机数

-out——指定输出文件

1000——指定随机数长度

生成根证书

a).生成根证书私钥(pem文件)

OpenSSL通常使用PEM(Privacy Enbanced Mail)格式来保存私钥,构建私钥的命令如下:

?

1
openssl genrsa -aes256 -out private/cakey.pem 1024

143654_AoUE_1434710.png

该命含义如下:

genrsa——使用RSA算法产生私钥

-aes256——使用256位密钥的AES算法对私钥进行加密

-out——输出文件的路径

1024——指定私钥长度

b).生成根证书签发申请文件(csr文件)

使用上一步生成的私钥(pem文件),生成证书请求文件(csr文件):

?

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2
openssl req -new -key private/cakey.pem -out private/ca.csr -subj \
"/C=CN/ST=myprovince/L=mycity/O=myorganization/OU=mygroup/CN=myname"

152612_Ulk8_1434710.png

该命令含义如下:

req——执行证书签发命令

-new——新证书签发请求

-key——指定私钥路径

-out——输出的csr文件的路径

-subj——证书相关的用户信息(subject的缩写)

c).自签发根证书(cer文件)

csr文件生成以后,可以将其发送给CA认证机构进行签发,当然,这里我们使用OpenSSL对该证书进行自签发:

?

1
2
openssl x509 -req -days 365 -sha1 -extensions v3_ca -signkey \
private/cakey.pem -in private/ca.csr -out certs/ca.cer

152740_yYK9_1434710.png

该命令的含义如下:

x509——生成x509格式证书

-req——输入csr文件

-days——证书的有效期(天)

-sha1——证书摘要采用sha1算法

-extensions——按照openssl.cnf文件中配置的v3_ca项添加扩展

-signkey——签发证书的私钥

-in——要输入的csr文件

-out——输出的cer证书文件

之后看一下certs文件夹里生成的ca.cer证书文件:

152922_iD3K_1434710.png

用根证书签发server端证书

和生成根证书的步骤类似,这里就不再介绍相同的参数了。

a).生成服务端私钥

?

1
openssl genrsa -aes256 -out private/server-key.pem 1024

b).生成证书请求文件

?

1
2
openssl req -new -key private/server-key.pem -out private/server.csr -subj \
"/C=CN/ST=myprovince/L=mycity/O=myorganization/OU=mygroup/CN=myname"

c).使用根证书签发服务端证书

?

1
2
openssl x509 -req -days 365 -sha1 -extensions v3_req -CA certs/ca.cer -CAkey private/cakey.pem \
-CAserial ca.srl -CAcreateserial -in private/server.csr -out certs/server.cer

这里有必要解释一下这几个参数:

-CA——指定CA证书的路径

-CAkey——指定CA证书的私钥路径

-CAserial——指定证书序列号文件的路径

-CAcreateserial——表示创建证书序列号文件(即上方提到的serial文件),创建的序列号文件默认名称为-CA,指定的证书名称后加上.srl后缀

注意:这里指定的-extensions的值为v3_req,在OpenSSL的配置中,v3_req配置的basicConstraints的值为CA:FALSE,如图:

145405_I71X_1434710.png

而前面生成根证书时,使用的-extensions值为v3_ca,v3_ca中指定的basicConstraints的值为CA:TRUE,表示该证书是颁发给CA机构的证书,如图:

145718_5CsH_1434710.png

在x509指令中,有多重方式可以指定一个将要生成证书的序列号,可以使用set_serial选项来直接指定证书的序列号,也可以使用-CAserial选项来指定一个包含序列号的文件。所谓的序列号是一个包含一个十六进制正整数的文件,在默认情况下,该文件的名称为输入的证书名称加上.srl后缀,比如输入的证书文件为ca.cer,那么指令会试图从ca.srl文件中获取序列号,可以自己创建一个ca.srl文件,也可以通过-CAcreateserial选项来生成一个序列号文件。

用根证书签发client端证书

和签发server端的证书的过程类似,只是稍微改下参数而已。

a).生成客户端私钥

?

1
openssl genrsa -aes256 -out private/client-key.pem 1024

b).生成证书请求文件

?

1
2
openssl req -new -key private/client-key.pem -out private/client.csr -subj \
"/C=CN/ST=myprovince/L=mycity/O=myorganization/OU=mygroup/CN=myname"

c).使用根证书签发客户端证书

?

1
2
openssl x509 -req -days 365 -sha1 -extensions v3_req -CA certs/ca.cer -CAkey private/cakey.pem \
-CAserial ca.srl -in private/client.csr -out certs/client.cer

需要注意的是,上方签发服务端证书时已经使用-CAcreateserial生成过ca.srl文件,因此这里不需要带上这个参数了


至此,我们已经使用OpenSSL自签发了一个CA证书ca.cer,并用这个CA证书签发了server.cer和client.cer两个子证书了:

153323_S39o_1434710.png

导出证书

a).导出客户端证书

?

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2
openssl pkcs12 -export -clcerts -name myclient -inkey \
private/client-key.pem -in certs/client.cer -out certs/client.keystore

参数含义如下:

pkcs12——用来处理pkcs#12格式的证书

-export——执行的是导出操作

-clcerts——导出的是客户端证书,-cacerts则表示导出的是ca证书

-name——导出的证书别名

-inkey——证书的私钥路径

-in——要导出的证书的路径

-out——输出的密钥库文件的路径

b).导出服务端证书

?

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2
openssl pkcs12 -export -clcerts -name myserver -inkey \
private/server-key.pem -in certs/server.cer -out certs/server.keystore

c).信任证书的导出

?

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keytool -importcert -trustcacerts -alias www.mydomain.com \
-file certs/ca.cer -keystore certs/ca-trust.keystore


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