证书签名工具 CFSSL

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• 下载安装

    wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
    wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
    wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
    
    sudo cp cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl 
    sudo cp cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
    sudo cp cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo
    
    cd /usr/local/bin/ 
    
    chmod +x cfssl
    chmod +x cfssljson
    chmod +x cfssl-certinfo

• 初始化

  mkdir ~/cfssl
  cd ~/cfssl
  cfssl print-defaults config > ca-config.json
  cfssl print-defaults csr > ca-csr.json

• 创建自己的内部服务使用的CA认证中心

• 运行认证中心需要一个CA证书和相应的私钥。后者是极其敏感的数据。任何知道私钥的人都可以充当CA颁发证书。因此，私钥的保护至关重要

  #配置CA的证书生成策略
  cat << EOF > ca-config.json
  {
    "signing": {
        "default": {
            "expiry": "87600h"
        },
        "profiles": {
            "server": {
                "expiry": "87600h",
                "usages": [
                    "signing",
                    "key encipherment",
                    "server auth"
                ]
            },
            "client": {
                "expiry": "87600h",
                "usages": [
                    "signing",
                    "key encipherment",
                    "client auth"
                ]
            },
            "peer": {
                "expiry": "87600h",
                "usages": [
                    "signing",
                    "key encipherment",
                    "server auth",
                    "client auth"
                ]
            }
        }
    }
  }
  EOF
  ca-config.json：可以定义多个 profiles，分别指定不同的过期时间、使用场景等参数；后续在签名证书时使用某个 profile；
  signing：表示该证书可用于签名其它证书；生成的 ca.pem 证书中 CA=TRUE；
  server auth：服务端证书；表示client可以用该 CA 对server提供的证书进行验证；server 由服务器使用，并由客户端验证服务器身份
  client auth：客户端证书；表示server可以用该CA对client提供的证书进行验证；client用于通过服务器验证客户端。
  peer 对等证书；就是server auth、client auth都有的。成员之间共用，供它们彼此之间通信使用
  
  #生成CA的证书和私钥
  cat << EOF > ca-csr.json
  {
    "CN": "dudu_ca",
    "key": {
      "algo": "rsa",
      "size": 2048
    },
    "names": [
      {
        "C": "CN",
        "ST": "BeiJing",
        "L": "BeiJing",
        "O": "dudu_ca",
        "OU": "dudu_ca"
      }
    ]
  }
  EOF
  #生成运行CA所必需的文件ca-key.pem（私钥）和ca.pem（证书），还会生成ca.csr（证书签名请求），用于交叉签名或重新签名。
  #请保持ca-key.pem文件的安全。此密钥允许在CA中创建任何类型的证书。*.csr 文件在整个过程中不会使用
  
  cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca
  
  #生成如下文件
  ca.csr  ca-key.pem  ca.pem

• 生成kubernetes的证书。
• 证书最重要的价值是通用名称（CN）和主机（hosts）

• 最重要的部分是CN ，这应该是您的主机名和hosts阵列，它必须包含所有的：您的本地主机名、127.0.0.1、服务器的私有IP地址（不是其面向公众的IP）

  #kubernetes服务的生成策略
  cat << EOF > kubernetes-csr.json
  {
    "CN": "kubernetes",
    "hosts": [
      "127.0.0.1",
      "10.29.167.233",
      "169.169.0.1",
      "kubernetes",
      "kubernetes.default",
      "kubernetes.default.svc",
      "kubernetes.default.svc.cluster",
      "kubernetes.default.svc.cluster.local"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "ST": "BeiJing",
            "L": "BeiJing",
            "O": "k8s",
            "OU": "System"
        }
    ]
  }
  EOF
  #“O”：Organization，kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求用户所属的组 (Group)；
  #"CN": 字段 kube-apiserver 从证书中提取该字段作为请求的用户名 (User Name)；浏览器使用该字段验证网站是否合法
  #如果 hosts 字段不为空则需要指定授权使用该证书的 IP 或域名列表，由于该证书后续被 etcd 集群和 kubernetes master 集群使用，所以上面分别指定了 etcd 集群、kubernetes master 集群的主机 IP 和 kubernetes 服务的服务 IP（一般是 kue-apiserver 指定的 service-cluster-ip-range 网段的第一个IP，如 10.254.0.1。
  
  #对等证书   生成kubernetes的证书和私钥。使用CA认证中心的私钥和证书签名生成机构的证书和私钥。
  cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=peer kubernetes-csr.json | cfssljson -bare kubernetes
  
   #  子节点客户端证书
    cat << EOF > kubernetes-proxy-csr.json
    {
      "CN": "kube-proxy",
      "hosts": [],
      "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
      },
      "names": [
        {
          "C": "CN",
          "ST": "BeiJing",
          "L": "BeiJing",
          "O": "k8s",
          "OU": "System"
        }
      ]
    }
    EOF
   cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=client kubernetes-proxy-csr.json | cfssljson -bare proxy
   
   # master 主节点api服务管理客户端证书
   cat << EOF > kubernetes-apiserver-client-csr.json
    {
      "CN": "controllermanager",
      "hosts": [],
      "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
      },
      "names": [
        {
          "C": "CN",
          "ST": "BeiJing",
          "L": "BeiJing",
          "O": "k8s",
          "OU": "System"
        }
      ]
    }
    EOF
   cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=client kubernetes-apiserver-client-csr.json | cfssljson -bare apiserver
  
  #生成如下文件
  kubernetes.csr  kubernetes-key.pem  kubernetes.pem
  
  #服务端证书 -profile=server 
  cfssl print-defaults csr > server-csr.json
    "CN": "coreos1",
    "hosts": [
        "192.168.122.68",
        "ext.example.com",
        "coreos1.local",
        "coreos1"
    ],
  cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=server server-csr.json | cfssljson -bare server
  
  #客户端证书 -profile=client 客户端证书可以忽略hosts，只设定CN通用名
  cfssl print-defaults csr > client-csr.json
    修改
    "CN": "client",
    "hosts": [""],
  cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=client client-csr.json | cfssljson -bare client

• 验证证书

  openssl x509 -in ca.pem -text -noout
  openssl x509 -in server.pem -text -noout
  openssl x509 -in client.pem -text -noout
  
  cfssl-certinfo -cert kubernetes.pem

• 导入证书到系统，更新系统证书库

  update-ca-trust check   #检查是否启用
  update-ca-trust enable  #启用系统共享CA存储
  cp foo.crt /etc/pki/ca-trust/source/anchors/  #将证书复制到此目录  具有高优先级，不会被覆盖
  update-ca-trust extract   #最后提取更新
  
  cat foo.crt > /etc/pki/tls/certs/ca-bundle.crt   #老版本的处理方式

• 注意事项
• 设置所有私钥文件权限 chmod 600 *-key.pem
• 不要把你的ca-key.pem放入容器的Linux配置，建议将其存放在安全的地方。该密钥允许生成尽可能多的证书
• 使用通配符*地址生成的密钥和证书。将在任何机器上工作。它将简化证书例程，但会增加安全风险。

常用操作命令

配置

功能

功能1

功能2

调试

优化

常见问题

实际应用

  cat << EOF > kubernetes-csr.json
    {
      "CN": "kubernetes",
      "hosts": [
        "127.0.0.1",
        "10.29.167.233",
        "169.169.0.1",
        "kubernetes",
        "kubernetes.default",
        "kubernetes.default.svc",
        "kubernetes.default.svc.cluster",
        "kubernetes.default.svc.cluster.local"
      ],
      "key": {
          "algo": "rsa",
          "size": 2048
      },
      "names": [
          {
              "C": "CN",
              "ST": "BeiJing",
              "L": "BeiJing",
              "O": "k8s",
              "OU": "System"
          }
      ]
    }
    EOF
    cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=peer kubernetes-csr.json | cfssljson -bare kubernetes
    
  cat << EOF > kubernetes-client-csr.json
  {
    "CN": "controllermanager",
    "hosts": [],
    "key": {
      "algo": "rsa",
      "size": 2048
    },
    "names": [
      {
        "C": "CN",
        "ST": "BeiJing",
        "L": "BeiJing",
        "O": "k8s",
        "OU": "System"
      }
    ]
  }
  EOF
  cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=client kubernetes-client-csr.json | cfssljson -bare apiserver
  
  cat << EOF > kube-proxy-csr.json
  {
    "CN": "kube-proxy",
    "hosts": [],
    "key": {
      "algo": "rsa",
      "size": 2048
    },
    "names": [
      {
        "C": "CN",
        "ST": "BeiJing",
        "L": "BeiJing",
        "O": "k8s",
        "OU": "System"
      }
    ]
  }
  EOF
  cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=client kube-proxy-csr.json | cfssljson -bare proxy
  
  证书转为浏览器可用的p12证书
  openssl pkcs12 -export -in apiserver.pem  -out apiserver.p12 -inkey apiserver-key.pem