使用Openssl进行PKI实践（含多级证书详细步骤）

Openssl是Linux下的基础安全工具

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先简要介绍一些基础知识：

Openssl功能主要有：对称加密（DES、3DES、AES等），非对称加密（RSA），散列（MD5、SHA1等）以及证书的相关操作（创建、申请、颁发、吊销等）

PKI体系成为公钥加密体系，组成部分包括：认证中心、注册中心、证书库、证书废止列表。

Openssl常用证书格式：X509、PKCS7、PKCS12。

证书文件常用存储格式：PEM（BASE64）、PFX或P12(二进制）

本文主要实践点：

1、根CA相关操作（私钥生成、生成自认证证书）

2、用户证书相关操作（私钥生成、生成证书签发请求文件、根CA同意请求签发该证书）

3、次级CA证书相关操作（从根CA得到次级CA证书和次级CA私钥之后，再给下属用户签发证书）

实验环境：

RHEL 6.3(KVM虚拟机） rootca.testlibq.com

RHEL 6.3(KVM虚拟机） apache.testlibq.com（以APACHE服务器为次级CA）

Windows XP(KVM虚拟机） xp.testlibq.com（以展示证书）

实验步骤：

1、生成根CA证书

登录到ROOTCA机器

cd /etc/pki/CA/private

openssl genrsa -des3 -out rootca.key 1024  

                 #生成ROOTCA私钥，rootca.key格式为PEM

[设置rootca私钥密码，例如输入rootca]

touch /etc/pki/CA/index.txt   #创建证书数据库文件

echo "01" > /etc/pki/CA/serial  #创建证书序号文件

openssl req -new -x509-key rootca.key -out /etc/pki/CA/rootca.crt

                 #生成ROOTCA证书（类型为X509），rootca.crt格式为PEM

[输入rootca私钥密码：rootca]

[填入一堆证书信息]

由于/etc/pki/tls/openssl.cnf中设置了CA的私钥和证书路径，所以这里使用软链接。

ln -s /etc/pki/CA/private/rootca.key /etc/pki/CA/private/cakey.pem

ln -s /etc/pki/CA/rootca.crt /etc/pki/CA/cacert.pem

这样，CA便设置好了。

查看证书和私钥可以用以下命令：

openssl rsa -in /etc/pki/CA/private/rootca.key -text -noout

openssl x509 -in /etc/pki/CA/rootca.crt -text -noout

2、用户证书的相关操作

PS：

用户证书可以在用户端生成私钥和请求文件，然后传递至CA，由CA签发后，发给用户。

也可以由根CA生成用户私钥和请求文件，然后签发后把私钥和证书发给用户。

这里演示后者。

登录到rootca机器（接实验1）

cd /etc/pki/CA/private

openssl genrsa -des3 -out a.key 1024  #生成用户私钥

[set password of a.key]

openssl req -new -key a.key -out a.csr  #生成用户请求文件

[input password of a.key]

[输入一堆证书信息]

openssl ca -in a.csr

[y,y]

生成证书位于/etc/pki/CA/newcerts/01.pem

PS：

该证书类型为X509，若需要PKCS12类型证书，请使用

openssl pkcs12 -export -in /etc/pki/CA/newcerts/01.pem -inkey /etc/pki/CA/private/a.key -out a.pfx[输入私钥密码][设置传输密码]

3、生成证书链

此节内容网上文章较少，我研究了好久才搞出来。

首先上面两个实验是连着做的，第三个实验请把上面的环境清除。

登录到ROOTCA

cd /etc/pki/CA/private

touch ../index.txt

echo "01" > ../serial

openssl genrsa -des3 -out rootca.key 1024 [rootca]

ln -s rootca.key cakey.pem

openssl req -new -x509 -key rootca.key -out /etc/pki/CA/rootca.crt -extensions v3_ca

ln -s /etc/pki/CA/rootca.crt /etc/pki/CA/cacert.pem

这里查看一下rootca证书：

openssl x509 -in /etc/pki/CA/rootca.crt -text -noout

确定extensions中，有basicConstraint CA:TRUE，那么代表正确。

PS:basicConstraint称为基础约束，若有CA：TRUE，证明该证书具有CA效力。（所以上述实验1、2中并不严谨，这点在需要证书链的场合尤为重要）

cd /etc/pki/CA/private

openssl genrsa -des3 -out apache.key 1024 [apache]

openssl req -new -key /etc/pki/CA/private/apache.key -out apache.csr

[apache][一堆证书信息]

openssl ca -in apache.csr -extensions v3_ca[y,y]

PS:这个extensions至关重要，关系到apache这个证书有没有资格再颁发证书给用户。

登录到apache主机

rsync rootca.testlibq.com:/etc/pki/CA/private/apache.key /etc/pki/CA/private/apache.key

[root password of rootca.testlibq.com]

rsync rootca.testlibq.com:/etc/pki/CA/newcerts/01.pem /etc/pki/CA/apache.crt

[root password of rootca.testlibq.com]

ln -s /etc/pki/CA/private/apache.key /etc/pki/CA/private/cakey.pem

ln -s /etc/pki/CA/apache.crt /etc/pki/CA/cacert.pem

下面制作用户证书

cd /etc/pki/CA

touch index.txt

echo "01" > serial

openssl genrsa -des3 -out private/user1.key 1024 [user1]

openssl req -new -key private/user1.key -out private/user1.csr[user1][一堆证书信息]

openssl ca -in private/user1.csr -extensions usr_cert[y,y]

PS：这里-extensions usr_cert不必要。

制作证书链

rsync rootca.testlibq.com:/etc/pki/CA/rootca.crt /etc/pki/CA/certs/rootca.crt

[root password of rootca.testlibq.com]

将rootca的证书和apache的证书整合到一个文件

cd /etc/pki/CA/certs

cp /etc/pki/CA/apache.crt chain.pem

cat rootca.crt >> chain.pem

验证证书链

openssl verify -CAfile /etc/pki/CA/certs/chain.crt /etc/pki/CA/newcerts/01.pem

（若显示Verify OK，表示验证证书链成功）

转换用户证书为PKCS12

openssl pkcs12 -export -in /etc/pki/CA/newcerts/01.pem -inkey /etc/pki/CA/private/user1.key -out /etc/pki/CA/private/user1.pfx -chain -CAfile /etc/pki/CA/certs/chain.crt

最后将user1.pfx复制到Windows中，导入证书，便于展示。

结果如图：