CA和证书
PKI: Public Key Infrastructure
签证机构:CA(Certificate Authority)
注册机构:RA
证书吊销列表:CRL
证书存取库:
X.509:定义了证书的结构以及认证协议标准
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
发行者签名证书获取
证书类型:
证书授权机构的证书
服务器
用户证书
获取证书两种方法:
• 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
安全协议
SSL: Secure Socket Layer,TLS: Transport Layer Security
1995:SSL 2.0 Netscape
1996: SSL 3.0
1999: TLS 1.0
2006: TLS 1.1 IETF(Internet工程任务组) RFC 4346
2008:TLS 1.2 当前使用
2015: TLS 1.3
功能:机密性,认证,完整性,重放保护
两阶段协议,分为握手阶段和应用阶段
握手阶段(协商阶段):客户端和服务器端认证对方身份(依赖于PKI体系,利用数字证书进行身份认证),并协商通信中使用的安全参数、密码套件以及主密钥.后续通信使用的所有密钥都是通过MasterSecret生成.
应用阶段:在握手阶段完成后进入,在应用阶段通信双方使用握手阶段协商好的密钥进行安全通信
SSL/TLS图解
SSL/TLS
Handshake协议:包括协商安全参数和密码套件、服务器身份认证(客户端身份认证可选)、密钥交换
ChangeCipherSpec 协议:一条消息表明握手协议已经完成
Alert 协议:对握手协议中一些异常的错误提醒,分为fatal和warning两个级别,fatal类型错误会直接中断SSL链接,而Warning级别的错误SSL链接仍可继续,只是会给出错误警告
Record 协议:包括对消息的分段、压缩、消息认证和完整性保护、加密等
HTTPS 协议:就是“HTTP 协议”和“SSL/TLS 协议”的组合.HTTP over SSL”或“HTTP over TLS”,对http协议的文本数据进行加密处理后,成为二进制形式传输
HTTPS结构
HTTPS工作过程
OpenSSL
OpenSSL:开源项目
三个组件:
openssl: 多用途的命令行工具,包openssl
libcrypto: 加密算法库,包openssl-libs
libssl:加密模块应用库,实现了ssl及tls,包nss
openssl命令:
两种运行模式:交互模式和批处理模式
openssl version:程序版本号
标准命令、消息摘要命令、加密命令
标准命令:
enc, ca, req, …
openssl命令
对称加密:
工具:openssl enc, gpg
算法:3des, aes, blowfish, twofish
enc命令:
帮助:man enc
加密:
openssl enc -e -des3 -a -salt -in testfile -out testfile.cipher
解密:
openssl enc -d -des3 -a -salt –in testfile.cipher
-out testfile
openssl ?
单向加密:
工具:md5sum, sha1sum, sha224sum,sha256sum… openssl dgst
dgst命令:
帮助:man dgst
openssl dgst -md5 [-hex默认] /PATH/SOMEFILE
openssl dgst -md5 testfile
md5sum /PATH/TO/SOMEFILE
MAC:
Message Authentication Code,单向加密的一种延伸应用,用于实现网络通信中保证所传输数据的完整性机制
CBC-MAC
HMAC:使用md5或sha1算法
生成用户密码:
passwd命令:
帮助:man sslpasswd
openssl passwd -1 -salt SALT(最多8位)
openssl passwd -1 –salt centos
生成随机数:
帮助:man sslrand
openssl rand -base64|-hex NUM
NUM: 表示字节数；-hex时,每个字符为十六进制,相当于4位二进制,出现的字符数为NUM*2
公钥加密:
算法:RSA, ELGamal
工具:gpg, openssl rsautl(man rsautl)
数字签名:
算法:RSA, DSA, ELGamal
密钥交换:
算法:dh
DSA: Digital Signature Algorithm
DSS:Digital Signature Standard
RSA:
生成密钥对:
man genrsa
生成私钥:
openssl genrsa -out /PATH/TO/PRIVATEKEY.FILE NUM_BITS
(umask 077; openssl genrsa –out test.key –des 2048)
openssl rsa -in test.key –out test2.key 将加密key解密
从私钥中提取出公钥
openssl rsa -in PRIVATEKEYFILE –pubout –out PUBLICKEYFILE
openssl rsa –in test.key –pubout –out test.key.pub
随机数生成器:伪随机数字
键盘和鼠标,块设备中断
/dev/random:仅从熵池返回随机数；随机数用尽,阻塞
/dev/urandom:从熵池返回随机数；随机数用尽,会利用软件生成伪随机数,非阻塞
OpenSSL 的几个简单使用
PKI:Public Key Infrastructure
CA
RA
CRL
证书存取库
建立私有CA:
OpenCA
openssl
证书申请及签署步骤:
1、生成申请请求
2、RA核验
3、CA签署
4、获取证书
创建CA和申请证书
创建私有CA:
openssl的配置文件:/etc/pki/tls/openssl.cnf
三种策略:匹配、支持和可选
匹配指要求申请填写的信息跟CA设置信息必须一致,支持指必须填写这项申请信息,可选指可有可无
1.创建所需要的文件
1 | touch /etc/pki/CA/index.txt 生成证书索引数据库文件 |
2.CA自签证书
生成私钥
cd /etc/pki/CA/
(umask 066; openssl genrsa -out etc/pki/CA/private/cakey.pem 2048)
生成自签名证书
openssl req -new -x509 –key
/etc/pki/CA/private/cakey.pem -days 7300 -out
/etc/pki/CA/cacert.pem
-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
给web服务器生成私钥
(umask 066; openssl genrsa -out /etc/pki/tls/private/test.key 2048)
生成证书申请文件
openssl req -new -key /etc/pki/tls/private/test.key -days 365 -out etc/pki/tls/test.csr
将证书请求文件传输给CA
CA签署证书,并将证书颁发给请求者
openssl ca -in /tmp/test.csr –out
/etc/pki/CA/certs/test.crt -days 365
注意:默认国家,省,公司名称三项必须和CA一致
查看证书中的信息:
openssl x509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout - text|issuer|subject|serial|dates
openssl ca -status SERIAL 查看指定编号的证书状态
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
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
指定第一个吊销证书的编号,注意:第一次更新证书吊销列表前,才需要执行
echo 01 > /etc/pki/CA/crlnumber
更新证书吊销列表
openssl ca -gencrl -out /etc/pki/CA/crl.pem
查看crl文件:
openssl crl -in /etc/pki/CA/crl.pem -noout -text