CA证书 · 2022护网笔记

[TOC] ## 证书 **"证书 -- 为公钥加上数字签名"** 公钥证书（Public-Key Certificate，PKC)，里面记有姓名、组织、邮箱地址等个人信息，以及属于此人的公钥，并由认证机构（Certification Authority、Certifying Authority, CA）施加数字签名。只要看到公钥证书，我们就可以知道认证机构认定该公钥的确属于此人。公钥证书也简称为证书（certificate）。 ## 证书标准规范X.509 证书是由认证机构颁发的，使用者需要对证书进行验证，因此如果证书的格式千奇百怪那就不方便了。于是，人们制定了证书的标准规范，其中使用最广泛的是由ITU（International TelecommumcationUnion，国际电信联盟）和ISO（IntemationalOrganizationforStandardization, 国际标准化组织）制定的X.509规范。很多应用程序都支持x.509并将其作为证书生成和交换的标准规范。 X.509是一种非常通用的证书格式。所有的证书都符合ITU-T X.509国际标准，因此(理论上)为一种应用创建的证书可以用于任何其他符合X.509标准的应用。X.509证书的结构是用ASN1(Abstract Syntax Notation One)进行描述数据结构，**并使用ASN.1语法进行编码**。 **在一份证书中，必须证明公钥及其所有者的姓名是一致的**。对X.509证书来说，认证者总是CA或由CA指定的人，一份X.509证书是一些标准字段的集合，这些字段包含有关用户或设备及其相应公钥的信息。X.509标准定义了证书中应该包含哪些信息，并描述了这些信息是如何编码的(即数据格式) **一般来说，一个数字证书内容可能包括基本数据（版本、序列号) 、所签名对象信息（签名算法类型、签发者信息、有效期、被签发人、签发的公开密钥）、CA的数字签名，等等。** ## 证书规范前使用最广泛的标准为ITU和ISO联合制定的X.509的 v3版本规范 (RFC5280）, 其中定义了如下证书信息域： **版本号(Version Number）**：规范的版本号，目前为版本3，值为0x2； **序列号（Serial Number）**：由CA维护的为它所发的每个证书分配的一的列号，用来追踪和撤销证书。只要拥有签发者信息和序列号，就可以唯一标识一个证书，最大不能过20个字节； **签名算法（Signature Algorithm）**：数字签名所采用的算法，如： * sha256-with-RSA-Encryption * ccdsa-with-SHA2S6； **颁发者（Issuer）**：发证书单位的标识信息，如 ” C=CN，ST=Beijing, L=Beijing, O=org.example.com，CN=ca.org。example.com ”； **有效期(Validity)**: 证书的有效期很，包括起止时间。 **主体(Subject)** : 证书拥有者的标识信息（Distinguished Name），如：" C=CN，ST=Beijing, L=Beijing, CN=person.org.example.com”； **主体的公钥信息(SubJect Public Key Info）**：所保护的公钥相关的信息： * 公钥算法 (Public Key Algorithm）公钥采用的算法； * 主体公钥（Subject Unique Identifier）：公钥的内容。 **颁发者唯一号（Issuer Unique Identifier）**：代表颁发者的唯一信息，仅2、3版本支持，可选； **主体唯一号（Subject Unique Identifier）**：代表拥有证书实体的唯一信息，仅2，3版本支持，可选： **扩展（Extensions，可选）**: 可选的一些扩展。中可能包括： * Subject Key Identifier：实体的秘钥标识符，区分实体的多对秘钥； * Basic Constraints：一指明是否属于CA; * Authority Key Identifier：证书颁发者的公钥标识符； * CRL Distribution Points: 撤销文件的颁发地址； * Key Usage：证书的用途或功能信息。 **此外，证书的颁发者还需要对证书内容利用自己的私钥添加签名，以防止别人对证书的内容进行篡改。** ## 证书格式 X.509规范中一般推荐使用PEM(Privacy Enhanced Mail）格式来存储证书相关的文件。证书文件的文件名后缀一般为 .crt 或 .cer 。对应私钥文件的文件名后缀一般为 .key。证书请求文件的文件名后綴为 .csr 。有时候也统一用pem作为文件名后缀。 PEM格式采用文本方式进行存储。一般包括首尾标记和内容块，内容块采用Base64进行编码。 **编码格式总结:** * X.509 DER(Distinguished Encoding Rules)编码，后缀为：.der .cer .crt * X.509 BASE64编码(PEM格式)，后缀为：.pem .cer .crt 例如，一个PEM格式（base64编码）的示例证书文件内容如下所示： ``` -----BEGIN CERTIFICATE----- MIIDyjCCArKgAwIBAgIQdZfkKrISoINLporOrZLXPTANBgkqhkiG9w0BAQsFADBn MSswKQYDVQQLDCJDcmVhdGVkIGJ5IGh0dHA6Ly93d3cuZmlkZGxlcjIuY29tMRUw EwYDVQQKDAxET19OT1RfVFJVU1QxITAfBgNVBAMMGERPX05PVF9UUlVTVF9GaWRk bGVyUm9vdDAeFw0xNzA0MTExNjQ4MzhaFw0yMzA0MTExNjQ4MzhaMFoxKzApBgNV BAsMIkNyZWF0ZWQgYnkgaHR0cDovL3d3dy5maWRkbGVyMi5jb20xFTATBgNVBAoM DERPX05PVF9UUlVTVDEUMBIGA1UEAwwLKi5iYWlkdS5jb20wggEiMA0GCSqGSIb3 DQEBAQUAA4IBDwAwggEKAoIBAQDX0AM198jxwRoKgwWsd9oj5vI0and9v9SB9Chl gZEu6G9ZA0C7BucsBzJ2bl0Mf6qq0Iee1DfeydfEKyTmBKTafgb2DoQE3OHZjy0B QTJrsOdf5s636W5gJp4f7CUYYA/3e1nxr/+AuG44Idlsi17TWodVKjsQhjzH+bK6 8ukQZyel1SgBeQOivzxXe0rhXzrocoeKZFmUxLkUpm+/mX1syDTdaCmQ6LT4KYYi soKe4f+r2tLbUzPKxtk2F1v3ZLOjiRdzCOA27e5n88zdAFrCmMB4teG/azCSAH3g Yb6vaAGaOnKyDLGunW51sSesWBpHceJnMfrhwxCjiv707JZtAgMBAAGjfzB9MA4G A1UdDwEB/wQEAwIEsDATBgNVHSUEDDAKBggrBgEFBQcDATAWBgNVHREEDzANggsq LmJhaWR1LmNvbTAfBgNVHSMEGDAWgBQ9UIffUQSuwWGOm+o74JffZJNadjAdBgNV HQ4EFgQUQh8IksZqcMVmKrIibTHLbAgLRGgwDQYJKoZIhvcNAQELBQADggEBAC5Y JndwXpm0W+9SUlQhAUSE9LZh+DzcSmlCWtBk+SKBwmAegbfNSf6CgCh0VY6iIhbn GlszqgAOAqVMxAEDlR/YJTOlAUXFw8KICsWdvE01xtHqhk1tCK154Otci60Wu+tz 1t8999GPbJskecbRDGRDSA/gQGZJuL0rnmIuz3macSVn6tH7NwdoNeN68Uj3Qyt5 orYv1IFm8t55224ga8ac1y90hK4R5HcvN71aIjMKrikgynK0E+g45QypHRIe/z0S /1W/6rqTgfN6OWc0c15hPeJbTtkntB5Fqd0sfsnKkW6jPsKQ+z/+vZ5XqzdlFupQ 29F14ei8ZHl9aLIHP5s= -----END CERTIFICATE----- ``` 使用openssl 工具命令 ``` openssl x509 -in ca-cert.pem -inform pem -noout -text ``` 证书中的解析出来的内容： ``` Certificate: Data: Version: 3 (0x2) Serial Number: 10:e6:fc:62:b7:41:8a:d5:00:5e:45:b6 Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption Issuer: C=BE, O=GlobalSign nv-sa, CN=GlobalSign Organization Validation CA-SHA256-G2 Validity Not Before: Nov 21 08:00:00 2016 GMT Not After : Nov 22 07:59:59 2017 GMT Subject: C=US, ST=California, L=San Francisco, O=Wikimedia Foundation, Inc., CN=*.wikipedia.org Subject Public Key Info: Public Key Algorithm: id-ecPublicKey Public-Key: (256 bit) pub: 04:c9:22:69:31:8a:d6:6c:ea:da:c3:7f:2c:ac:a5: af:c0:02:ea:81:cb:65:b9:fd:0c:6d:46:5b:c9:1e: ed:b2:ac:2a:1b:4a:ec:80:7b:e7:1a:51:e0:df:f7: c7:4a:20:7b:91:4b:20:07:21:ce:cf:68:65:8c:c6: 9d:3b:ef:d5:c1 ASN1 OID: prime256v1 NIST CURVE: P-256 X509v3 extensions: X509v3 Key Usage: critical Digital Signature, Key Agreement Authority Information Access: CA Issuers - URI:http://secure.globalsign.com/cacert/gsorganizationvalsha2g2r1.crt OCSP - URI:http://ocsp2.globalsign.com/gsorganizationvalsha2g2 X509v3 Certificate Policies: Policy: 1.3.6.1.4.1.4146.1.20 CPS: https://www.globalsign.com/repository/ Policy: 2.23.140.1.2.2 X509v3 Basic Constraints: CA:FALSE X509v3 CRL Distribution Points: Full Name: URI:http://crl.globalsign.com/gs/gsorganizationvalsha2g2.crl X509v3 Subject Alternative Name: DNS:*.wikipedia.org, DNS:*.m.mediawiki.org, DNS:*.m.wikibooks.org, DNS:*.m.wikidata.org, DNS:*.m.wikimedia.org, DNS:*.m.wikimediafoundation.org, DNS:*.m.wikinews.org, DNS:*.m.wikipedia.org, DNS:*.m.wikiquote.org, DNS:*.m.wikisource.org, DNS:*.m.wikiversity.org, DNS:*.m.wikivoyage.org, DNS:*.m.wiktionary.org, DNS:*.mediawiki.org, DNS:*.planet.wikimedia.org, DNS:*.wikibooks.org, DNS:*.wikidata.org, DNS:*.wikimedia.org, DNS:*.wikimediafoundation.org, DNS:*.wikinews.org, DNS:*.wikiquote.org, DNS:*.wikisource.org, DNS:*.wikiversity.org, DNS:*.wikivoyage.org, DNS:*.wiktionary.org, DNS:*.wmfusercontent.org, DNS:*.zero.wikipedia.org, DNS:mediawiki.org, DNS:w.wiki, DNS:wikibooks.org, DNS:wikidata.org, DNS:wikimedia.org, DNS:wikimediafoundation.org, DNS:wikinews.org, DNS:wikiquote.org, DNS:wikisource.org, DNS:wikiversity.org, DNS:wikivoyage.org, DNS:wiktionary.org, DNS:wmfusercontent.org, DNS:wikipedia.org X509v3 Extended Key Usage: TLS Web Server Authentication, TLS Web Client Authentication X509v3 Subject Key Identifier: 28:2A:26:2A:57:8B:3B:CE:B4:D6:AB:54:EF:D7:38:21:2C:49:5C:36 X509v3 Authority Key Identifier: keyid:96:DE:61:F1:BD:1C:16:29:53:1C:C0:CC:7D:3B:83:00:40:E6:1A:7C Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption 8b:c3:ed:d1:9d:39:6f:af:40:72:bd:1e:18:5e:30:54:23:35: ... ``` ## CA证书 **CA是Certificate Authority的缩写，也叫“证书授权中心”。** CA 证书，顾名思义，就是CA颁发的证书。 ## 原理 ~~~ 讲服务器得公钥和服务器得信息发送给CA证书 CA机构用私钥对这些信息进行加密，形成CA证书浏览器有CA证书得公钥然后客户访问目标服务器，获取CA证书然后通过已有得CA证书得公钥进行解密根据服务得公钥，进行加密生成一个私钥，然后发送给服务器服务器通过自己得公钥进行解密，获取浏览器得私钥 ~~~