Java加密与解密的艺术~数字证书~证书管理openssl

OpenSSL功能远胜于KeyTool，可用于根证书，服务器证书和客户证书的管理
这里使用的是Win32OpenSSL_Light-1_0_1e.exe
http://www.slproweb.com/products/Win32OpenSSL.html
1，构建根证书
构建根证书前，需要构建随机数文件（.rand）,完整命令如

openssl rand -out private/.rand 1000

rand	随机数命令。这里将随机数文件输出到private目录下。
-out	输出文件路径，
1000	指定来产生伪随机字节数

2，构建根证书私钥

openssl genrsa -aes256 -out private/ca.key.pem 2048

3,生成根证书签发申请
完成密钥构建操作后，我们需要生成根证书签发申请文件（ca.csr）,完整命令如代码

openssl req -new -key private/ca.key.pem -out private/ca.csr -subj "/C=CN/ST=BJ/L=BJ/O=lesaas/OU=lesaas/CN=*.lesaas.cn"

 req          产生证书签发申请命令
 -new         表示新请求
 -key         密钥,这里为private/ca.key.pem文件
 -out         输出路径,这里为private/ca.csr文件
 -subj        指定用户信息。这里使用泛域名"*.lesaas.cn"
得到根证书签发申请文件后，我们可以将其发生给CA机构签发，当然我们也可以自行签发根证书。
4，签发根证书（自行签发根证书）

openssl x509 -req -days 10000 -sha1 -extensions v3_ca -signkey private/ca.key.pem -in private/ca.csr -out certs/ca.cer

x509        签发X.509格式证书命令。
 -req        表示证书输入请求。
 -days       表示有效天数,这里为10000天。
 -shal       表示证书摘要算法,这里为SHA1算法。
 -extensions 表示按OpenSSL配置文件v3_ca项添加扩展。
 -signkey    表示自签名密钥,这里为private/ca.key.pem。
 -in         表示输入文件,这里为private/ca.csr。
 -out        表示输出文件,这里为certs/ca.cer。
=====
OpenSSL产生的数据证书不能再JAVA语言环境中直接使用，需要将其转化为PKCS#12编码格式。
完整命令如代码
5，根证书转化

openssl pkcs12 -export -cacerts -inkey private/ca.key.pem -in certs/ca.cer -out certs/ca.p12

pkcs12          PKCS#12编码格式证书命令。
 -export         表示导出证书。
 -cacerts        表示仅导出CA证书。
 -inkey          表示输入密钥,这里为private/ca.key.pem
 -in             表示输入文件,这里为certs/ca.cer
 -out            表示输出文件,这里为certs/ca.p12
个人信息交换文件（PKCS#12） 可以作为密钥库或信任库使用，我们可以通过KeyTool查看密钥库的详细信息。
6，查看密钥库信息

keytool -list -keystore d:/CA/certs/ca.p12 -storetype pkcs12 -v -storepass 123456

注意，这里参数-storetype值为“pkcs12”。
我们已经构建了根证书（ca.cer）,我们可以使用根证书签发服务器证书和客户证书。

7，构建服务器证书
服务器证书的构建与根证书构建相似，首先需要构建私钥。
（1）构建服务器私钥

openssl genrsa -aes256 -out private/server.key.pem 2048

genrsa       产生RSA密钥命令。
-aes256      使用AES算法（256位密钥）对产生的私钥加密。可选算法包括DES，DESede，IDEA和AES。
 -out         输出路径,这里指private/server.key.pem。
这里的参数2048，指RSA密钥长度位数，默认长度为512位。
（2）生成服务器证书签发申请

openssl req -new -key private/server.key.pem -out private/server.csr -subj "/C=CN/ST=BJ/L=BJ/O=lesaas/OU=lesaas/CN=www.lesaas.cn" 

req          产生证书签发申请命令
 -new         表示新请求。
 -key         密钥,这里为private/ca.key.pem文件
 -out         输出路径,这里为private/ca.csr文件
 -subj        指定用户信息,这里使用域名“www.lesaas.cn”作为用户名。
我们已经获得了根证书，可以使用根证书签发服务器证书。
（3）签发服务器证书

openssl x509 -req -days 3650 -sha1 -extensions v3_req -CA certs/ca.cer -CAkey private/ca.key.pem -CAserial ca.srl -CAcreateserial -in private/server.csr -out 
certs/server.cer

x509           签发X.509格式证书命令。
 -req           表示证书输入请求。
 -days          表示有效天数,这里为3650天。
 -sha1          表示证书摘要算法,这里为SHA1算法。
 -extensions    表示按OpenSSL配置文件v3_req项添加扩展。
 -CA            表示CA证书,这里为certs/ca.cer
 -CAkey         表示CA证书密钥,这里为private/ca.key.pem
 -CAserial      表示CA证书序列号文件,这里为ca.srl
 -CAcreateserial表示创建CA证书序列号
 -in            表示输入文件,这里为private/server.csr
 -out           表示输出文件,这里为certs/server.cer
这里我们同样需要将OpenSSL产生的数子证书转化为PKCS#12编码格式。完整命令如下
（4）服务器证书转换

openssl pkcs12 -export -clcerts -inkey private/server.key.pem -in certs/server.cer -out certs/server.p12

pkcs12         PKCS#12编码格式证书命令。
 -export        表示导出证书。
 -clcerts       表示仅导出客户证书。
 -inkey         表示输入文件,这里为private/server.key.pem
 -in            表示输入文件,这里为certs/ca.cer
 -out           表示输出文件,这里为certs/server.p12
我们已经构建了服务器证书（server.cer）,并可使用该证书构建基于单向认证网络
（5）构建客户证书
客户证书的构建与服务器证书构建基本一致，首先需要构建私钥。
产生客户私钥

openssl genrsa -aes256 -out private/client.key.pem 2048

genrsa         产生RSA密钥命令
-aes256        使用AES算法（256为密钥）对产生的私钥加密。可选算法包括DES,DESede,IDEA和AES。
 -out           输出路径,这里指private/client.key.pem
这里的参数2048，指RSA密钥长度位数，默认长度为512位
完成客户证书密钥构建后，我们需要产生客户证书签发申请
（6）生成客户证书签发申请

openssl req -new -key private/client.key.pem -out private/client.csr -subj "/C=CN/ST=BJ/L=BJ/O=lesaas/OU=lesaas/CN=lesaas"

req            产生证书签发申请命令
 -new           表示新的请求。
 -key           密钥,这里为private/client.csr文件
 -subj          指定用户信息,这里使用“lesaas”作为用户名
我们已经获得了根证书，可以使用根证书签发客户证书（client.cer）
（7）签发客户证书

openssl ca -days 3650 -in private/client.csr -out certs/client.cer -cert certs/ca.cer -keyfile private/ca.key.pem

ca            签发证书命令
 -days         表示证书有效期,这里为3650天。
 -in           表示输入文件,这里为private/client.csr
 -out          表示输出文件,这里为certs/server.cer
 -cert         表示证书文件,这里为certs/ca.cer
 -keyfile      表示根证书密钥文件,这里为private/ca.key.pem
最后，我们需要将获得客户证书转化Java语言可以识别的PKCS#12编码格式。
（8）客户证书转换

openssl pkcs12 -export -inkey private/client.key.pem -in certs/client.cer -out certs/client.p12

pkcs12       PKCS#12编码格式证书命令、
 -export      表示导出证书
 -clcerts     表示仅导出客户证书。
 -inkey       表示输入密钥,这里为private/client.key.pem
 -in          表示输入文件,这里为certs/client.cer
 -out         表示输出文件,这里为certs/client.p12

至此，我们完成了双向认证的所需的全部证书。

数字证书是公钥的载体，而密钥库可以包含公钥、私钥信息。 

JKS和PKCS#12都是比较常用的两种密钥库格式/标准。对于前者，搞Java开发，尤其是接触过HTTPS平台的朋友，并不陌生。JKS文件（通常为*.jks或*.keystore，扩展名无关）可以通过Java原生工具——KeyTool生成；而后者PKCS#12文件（通常为*.p12或*.pfx，意味个人信息交换文件），则是通过更为常用的OpenSSL工具产生。 
当然，这两者之间是可以通过导入/导出的方式进行转换的！当然，这种转换需要通过KeyTool工具进行！ 

回归正题，计费同事遇到一个难题：合作方交给他们一个*.pfx文件，需要他们从中提取密钥，然后进行加密交互。其实，通过Java直接操作密钥库文件（或个人信息交换文件）对于一般Java开发人员来说，这都是个冷门。不接触数字安全，根本不知所云。况且，Java原生的密钥库文件格式为JKS，如何操作*.pfx文件？密钥库操作需要获知密钥库别名，*.pfx别名是什么？！接下来就解决这些问题！
(PKCS#12是base64编码的)
方案： 
通过keytool密钥库导入命令importkeystore，将密钥库格式由PKCS#12转换为JKS。
检索新生成的密钥库文件，提取别名信息。
由密钥库文件导出数字证书（这里将用到别名）。
通过代码提取公钥/私钥、签名算法等
先看格式转换： 
Cmd代码  收藏代码
echo 格式转换  

keytool -importkeystore -v  -srckeystore zlex.pfx -srcstoretype pkcs12 -srcstorepass 123456 -destkeystore zlex.keystore -deststoretype jks -deststorepass 123456  

-importkeystore导入密钥库，通过格式设定，我们可以将PKCS#12文件转换为JKS格式。 
-v显示详情 
-srckeystore源密钥库，这里是zlex.pfx 
-srcstoretype源密钥库格式，这里为pkcs12 
-srcstorepass源密钥库密码，这里为123456 
-destkeystore目标密钥库，这里为zlex.keystore 
-deststoretype目标密钥库格式，这里为jks，默认值也如此 
-deststorepass目标密钥库密码，这里为123456 
通过这个操作，我们能够获得所需的密钥库文件zlex.keystore。 
这时，我们已经获得了密钥库文件，只要确定对应的别名信息，就可以提取公钥/私钥，以及数字证书，进行加密交互了！ 
Cmd代码  收藏代码
echo 查看证书  

keytool -list -keystore zlex.keystore -storepass 123456 -v  

 -list列举密钥库
 -keystore密钥库,这里是zlex.keystore
 -storepass密钥库密码,这里是123456
 -v显示详情
现在，我们把证书导出！ 
Cmd代码  收藏代码
echo 导出证书  

keytool -exportcert -alias 1 -keystore zlex.keystore -file zlex.crt -storepass 123456  

 -exportcert导出证书
 -alias别名,这里是1
 -keystore密钥库,这里是zlex.keystore
 -file证书文件,这里是zlex.crt
 -storepass密钥库密码,这里是123456
 
现在证书也导出了，我们可以提取公钥/私钥，进行加密/解密，签名/验证操作了！当然，即便没有证书，我们也能够通过密钥库（JKS格式）文件获得证书，以及公钥/私钥、签名算法等。