openssl证书撤销列表(Certificate Revocation List，简称CRL)详解

CRL介绍

证书撤销列表(Certificate Revocation List，简称CRL)，是一种包含撤销的证书列表的签名数据结构。CRL是证书撤销状态的公布形式，CRL就像信用卡的黑名单，用于公布某些数字证书不再有效。

CRL是一种离线的证书状态信息。它以一定的周期进行更新。CRL可以分为完全CRL和增量CRL。在完全CRL中包含了所有的被撤销证书信息，增量CRL由一系列的CRL来表明被撤销的证书信息，它每次发布的CRL是对前面发布CRL的增量扩充。

基本的CRL信息有：被撤销证书序列号、撤销时间、撤销原因、签名者以及CRL签名等信息。

基于CRL的验证是一种不严格的证书认证。CRL能证明在CRL中被撤销的证书是无效的。但是，它不能给出不在CRL中的证书的状态。如果执行严格的认证，需要采用在线方式进行认证，即OCSP认证。

数据结构

Openssl中的crl数据结构定义在crypto/x509/x509.h中。

1） X509_REVOKED

typedef struct X509_revoked_st
       {

              ASN1_INTEGER *serialNumber;

              ASN1_TIME *revocationDate;

              STACK_OF(X509_EXTENSION) *extensions;

              int sequence;

       } X509_REVOKED;

本结构用于存放一个被撤销证书的信息，各项意义如下：

serialNumber：被撤销证书的序列号；

revocationDate：撤销时间；

extensions：扩展项，可选；

sequence：顺序号，用于排序，表示当前被撤销证书信息在crl中的顺序。

2）X509_CRL_INFO

typedef struct X509_crl_info_st
{
       ASN1_INTEGER *version;
       X509_ALGOR *sig_alg;
       X509_NAME *issuer;
       ASN1_TIME *lastUpdate;
       ASN1_TIME *nextUpdate;
       STACK_OF(X509_REVOKED) *revoked;
       STACK_OF(X509_EXTENSION) *extensions;
       ASN1_ENCODING enc;
} X509_CRL_INFO;

crl信息主体，各项意义如下：

version：crl版本；

sig_alg：crl签名法；

issuer：签发者信息；

lastUpdate：上次更新时间；

nextUpdate：下次更新时间；

revoked：被撤销证书信息；

extensions：扩展项，可选。

3. X509_CRL

struct X509_crl_st
{

       X509_CRL_INFO *crl;

       X509_ALGOR *sig_alg;

       ASN1_BIT_STRING *signature;

       int references;

} ;

完整crl数据结构，各项意义如下：

crl：crl信息主体；

sig_alg：签名算法，与X509_CRL_INFO中的一致；

signature：签名值；

references：引用。

上述三个结构的DER编解码通过宏在crypto/asn1/x_crl.c中实现，包括new、free、i2d和d2i函数。

CRL函数

 CRL函数主要是set和get函数，如下：

1） int X509_CRL_add0_revoked(X509_CRL *crl, X509_REVOKED *rev)

添加一个被撤销证书的信息。

2） int X509_CRL_print(BIO *bp,X509_CRL *x)

打印crl内容到BIO中。

3）int X509_CRL_print_fp(FILE *fp, X509_CRL *x)

将crl的内容输出到fp中，此函数调用了X509_CRL_print。

4） int X509_CRL_set_issuer_name(X509_CRL *x, X509_NAME *name)

设置crl的颁发者。

5. int X509_CRL_set_lastUpdate(X509_CRL *x, ASN1_TIME *tm)

设置crl上次发布时间。

6. int X509_CRL_set_nextUpdate(X509_CRL *x, ASN1_TIME *tm)

设置crl下次发布时间。

7. int X509_CRL_set_version(X509_CRL *x, long version)

设置crl版本。

8） int X509_CRL_sign(X509_CRL *x, EVP_PKEY *pkey, const EVP_MD *md)

对crl进行签名，pkey为私钥，md为摘要算法，结果存放在x-> signature中。

9） int X509_CRL_sort(X509_CRL *c)

根据证书序列号对crl排序，此函数实现采用了堆栈排序，堆栈的比较函数为X509_REVOKED_cmp(crypto/asn1/x_crl.c)。

10）int X509_CRL_add1_ext_i2d(X509_CRL *x, int nid, void *value, int crit, unsigned long flags)

添加CRL扩展，nid为要添加的扩展标识，value为被添加的具体扩展项的内部数据结构地址，crit表明是否为关键扩展，flags表明何种操作。此函数调用X509V3_add1_i2d函数。

11）int X509_CRL_add_ext(X509_CRL *x, X509_EXTENSION *ex, int loc)

添加扩展项到指定堆栈位置，此函数调用X509v3_add_ext，进行堆栈插入操作。

12）int X509_CRL_cmp(const X509_CRL *a, const X509_CRL *b)

CRL比较，此函数调用X509_NAME_cmp，只比较颁发者的名字是否相同。

13）X509_EXTENSION *X509_CRL_delete_ext(X509_CRL *x, int loc)

删除CRL扩展项堆栈中的某一项，loc指定被删除项在堆栈中的位置。

14）int X509_CRL_digest(const X509_CRL *data, const EVP_MD *type,

unsigned char *md, unsigned int *len)

CRL摘要，本函数对X509_CRL进行摘要，type指定摘要算法，摘要结果存放在md中，len表明摘要结果长度。

15）X509_CRL_dup

CRL数据拷贝，此函数通过宏来实现。大部分ASN1类型数据都有dup函数，它们的实现方式比较简单：将对象DER编码，然后再解码，这样就实现了ASN1数据的复制。

16. void *X509_CRL_get_ext_d2i(X509_CRL *x, int nid, int *crit, int *idx)

CRL中的获取扩展项，此函数用于获取crl中指定扩展项的内部数据结构，返回值为具体的扩展项数据结构地址，nid为扩展项标识，它调用了X509V3_get_d2i函数。

17）int X509_CRL_get_ext_by_critical(X509_CRL *x, int crit, int lastpos)

获取扩展项在其堆栈中的位置，crit为扩展项是否关键标识，lastpos为堆栈搜索起始位置。此函数调用了X509v3_get_ext_by_critical。

18）int X509_CRL_get_ext_by_NID(X509_CRL *x, int nid, int lastpos)

获取扩展项在其堆栈中的位置，nid为扩展项标识，lastpos为搜索起始位置。如果找到此扩展项，返回其在堆栈中的位置。

19. int X509_CRL_get_ext_by_OBJ(X509_CRL *x, ASN1_OBJECT *obj, int lastpos)

同上。

20）int X509_CRL_get_ext_count(X509_CRL *x)

获取crl中扩展项的个数。

21. int X509_CRL_verify(X509_CRL *a, EVP_PKEY *r)

验证CRL。EVP_PKEY结构r中需要给出公钥。

编程示例

下面的例子用来生成一个crl文件。

#include 

int       main()
{

    int                         ret,len;
    unsigned char*buf,*p;
    unsigned long  e=RSA_3;
    FILE                     *fp;
    time_t                   t;
    X509_NAME         *issuer;
    ASN1_TIME         *lastUpdate,*nextUpdate,*rvTime;
    X509_CRL            *crl=NULL;
    X509_REVOKED   *revoked;
    EVP_PKEY            *pkey;
    ASN1_INTEGER   *serial;
    RSA                      *r;
    BIGNUM               *bne;
    BIO                      *bp;
   

    /* 生成密钥*/

    bne=BN_new();
    ret=BN_set_word(bne,e);
    r=RSA_new();
    ret=RSA_generate_key_ex(r,1024,bne,NULL);
    if(ret!=1)
    {
           printf("RSA_generate_key_ex err!\n");
           return -1;
    }
    pkey=EVP_PKEY_new();
    EVP_PKEY_assign_RSA(pkey,r);
    crl=X509_CRL_new();
    /* 设置版本*/

    ret=X509_CRL_set_version(crl,3);
    /* 设置颁发者*/

    issuer=X509_NAME_new();
    ret=X509_NAME_add_entry_by_NID(issuer,NID_commonName,V_ASN1_PRINTABLESTRING,       "CRL issuer",10,-1,0);
    ret=X509_CRL_set_issuer_name(crl,issuer);
    /* 设置上次发布时间*/

    lastUpdate=ASN1_TIME_new();
    t=time(NULL);
    ASN1_TIME_set(lastUpdate,t);
    ret=X509_CRL_set_lastUpdate(crl,lastUpdate);
    /* 设置下次发布时间*/

    nextUpdate=ASN1_TIME_new();
    t=time(NULL);
    ASN1_TIME_set(nextUpdate,t+1000);
    ret=X509_CRL_set_nextUpdate(crl,nextUpdate);
    /* 添加被撤销证书序列号*/

    revoked=X509_REVOKED_new();
    serial=ASN1_INTEGER_new();
    ret=ASN1_INTEGER_set(serial,1000);
    ret=X509_REVOKED_set_serialNumber(revoked,serial);
    rvTime=ASN1_TIME_new();
    t=time(NULL);
    ASN1_TIME_set(rvTime,t+2000);
    ret=X509_CRL_set_nextUpdate(crl,rvTime);
    ret=X509_REVOKED_set_revocationDate(revoked,rvTime);
    ret=X509_CRL_add0_revoked(crl,revoked);
    /* 排序*/

    ret=X509_CRL_sort(crl);
    /* 签名*/

    ret=X509_CRL_sign(crl,pkey,EVP_md5());
    /* 写入文件*/

    bp=BIO_new(BIO_s_file());
    BIO_set_fp(bp,stdout,BIO_NOCLOSE);
    X509_CRL_print(bp,crl);
    len=i2d_X509_CRL(crl,NULL);
    buf=malloc(len+10);
    p=buf;
    len=i2d_X509_CRL(crl,&p);
    fp=fopen("crl.crl","wb");
    fwrite(buf,1,len,fp);
    fclose(fp);
    BIO_free(bp);
    X509_CRL_free(crl);
    free(buf);
    getchar();
    return 0;
}