OpenSSL实现 CA 的过程

    如何利用 OpenSSL 来实现自制 CA 服务器呢？ 这种情况下一般在一个公司内部可用到这种机制。

一、实现自建 CA 的大致流程

    大致操作流程如上图所示。

二、自建 CA 的详细操作流程

第一步：自建 CA 服务器

1、生成秘钥

[root@centos6-5 ~]# (umask 077;openssl genrsa -out /etc/pki/CA/private/cakey.pem 4096)
Generating RSA private key, 4096 bit long modulus
....................................................................................................++
.........................................................................................................++
e is 65537 (0x10001)
[root@centos6-5 ~]# 

# 秘钥文件的名称不能自己改动

2、自签证书

[root@centos6-5 ~]# openssl req -new -x509 -key /etc/pki/CA/private/cakey.pem -out /etc/pki/CA/cacert.pem -days 360
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:CN
State or Province Name (full name) []:Henan
Locality Name (eg, city) [Default City]:ZZ
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:MageEdu
Organizational Unit Name (eg, section) []:Ops
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:ca.magedu.com
Email Address []:[email protected]
[root@centos6-5 ~]# 

# req 生成证书签署请求
# -news 新请求
# -key 指定私钥文件
# -out 签署文件的存放地方
# -x509 生成字签署文件
# -days 有效天数

    对于秘钥文件的名称和自签署文件的名称不能自己指定的原因是：

在/etc/pki/tls/openssl.cnf 配置文件中：

    这些文件名称在配置文件里里面指定好了。发现还需要有 index.txt 和 serial 俩个文件。

3、创建必要文件，初始化工作环境

[root@centos6-5 ~]# touch /etc/pki/CA/index.txt
[root@centos6-5 ~]# echo "00" > /etc/pki/CA/serial

第二步：节点申请证书

1、生成密钥对儿

[root@centos6-5 ~]# mkdir /etc/httpd/ssl;(umask 077;openssl genrsa -out /etc/httpd/ssl/httpd.key 4096)
mkdir: cannot create directory `/etc/httpd/ssl': File exists
Generating RSA private key, 4096 bit long modulus
.................................................................................................................................................................++
...............................++
e is 65537 (0x10001)
[root@centos6-5 ~]#

2、生成证书签署请求

[root@centos6-5 ~]# openssl req -new -key /etc/httpd/ssl/httpd.key -out /etc/httpd/ssl/httpd.csr
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [CN]:
State or Province Name (full name) [Henan]:
Locality Name (eg, city) [ZZ]:
Organization Name (eg, company) [MageEdu]:
Organizational Unit Name (eg, section) [Ops]:
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:www.magedu.com
Email Address []:[email protected]
Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:    # 请求证书是否加密，此时设定密码，CA签名时需要输入密码
An optional company name []:
[root@centos6-5 ~]#

# 这里再输入相关名称时，如何修改默认值：

3、把签署请求文件发送给 CA 服务

# 由于这里请求签署的节点和 CA 服务器是同一台机器，所以在这里不需要这一步。
# 如果不是在同一台机器上，需要拷贝到 CA 服务器上。通常使用 scp 命令完成。
# 例如：scp /path/to/secert.crs root@CA_HOST_NAME:/path/to/somewhere/

第三步：CA签署证书

1、验正证书中的信息，签署证书

[root@centos6-5 ~]# openssl ca -in /etc/httpd/ssl/httpd.csr -out /etc/httpd/ssl/httpd.crt -days 300
Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
        Serial Number: 0 (0x0)
        Validity
            Not Before: Aug  1 15:37:48 2014 GMT
            Not After : May 28 15:37:48 2015 GMT
        Subject:
            countryName               = CN
            stateOrProvinceName       = Henan
            organizationName          = MageEdu
            organizationalUnitName    = Ops
            commonName                = www.magedu.com
            emailAddress              = [email protected]
        X509v3 extensions:
            X509v3 Basic Constraints: 
                CA:FALSE
            Netscape Comment: 
                OpenSSL Generated Certificate
            X509v3 Subject Key Identifier: 
                04:5E:41:F4:DF:77:DE:64:D3:C0:AC:3C:2E:69:C1:01:E5:80:30:4B
            X509v3 Authority Key Identifier: 
                keyid:AF:D8:63:8A:94:87:40:2A:EA:15:FB:D4:E2:61:23:D7:E8:96:40:3B

Certificate is to be certified until May 28 15:37:48 2015 GMT (300 days)
Sign the certificate? [y/n]:y


1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]y
Write out database with 1 new entries
Data Base Updated
[root@centos6-5 ~]#

2、发送给请求者

# 使用 scp 发送给请求者

    至此签名完成，如下：

[root@centos6-5 ~]# cat /etc/pki/CA/index.txt 
V	150528153748Z		00	unknown	/C=CN/ST=Henan/O=MageEdu/OU=Ops/CN=www.magedu.com/[email protected]
[root@centos6-5 ~]# cat /etc/pki/CA/serial 
01
[root@centos6-5 ~]#

三、证书的吊销

    有时候我们的的节点秘钥丢了，此时就需要向 CA 申请吊销。

在节点：此时首先要在节点获取证书的serial

[root@server ssl]# openssl x509 -in /etc/httpd/ssl/httpd.crt -noout -serial -subject
serial=01
subject= /C=CN/ST=Henan/O=MageEdu/OU=Ops/CN=www2.magedu.com/[email protected]
[root@server ssl]#

# noout 不输出额外信息
# serial 输出 serial 信息，在 serial 文件中
# 输出 subject 信息，在 index.txt 文件中

在CA：

1、验证信息

    根据节点提交的serial和subject信息来验正与index.txt文件中的信息是否一致

[root@centos6-5 ~]# cat /etc/pki/CA/index.txt
V150528153748Z00unknown/C=CN/ST=Henan/O=MageEdu/OU=Ops/CN=www.magedu.com/[email protected]
V140831155108Z01unknown/C=CN/ST=Henan/O=MageEdu/OU=Ops/CN=www2.magedu.com/[email protected]

2、吊销证书

    1）吊销证书

# 要吊销的证书一般在 /etc/pki/CA/newcerts 目录下，名称是 序列号.pem

[root@centos6-5 ~]# openssl ca -revoke /etc/pki/CA/newcerts/01.pem 
Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf
Revoking Certificate 01.
Data Base Updated
[root@centos6-5 ~]# cat /etc/pki/CA/index.txt
V	150528153748Z		00	unknown	/C=CN/ST=Henan/O=MageEdu/OU=Ops/CN=www.magedu.com/[email protected]
R	140831155108Z	140801160733Z	01	unknown	/C=CN/ST=Henan/O=MageEdu/OU=Ops/CN=www2.magedu.com/[email protected]
[root@centos6-5 ~]#

    2）生成吊销列表（第一次吊销是需要）

[root@centos6-5 ~]# echo 00 > /etc/pki/CA/crlnumber
[root@centos6-5 ~]# 

# 吊销列表文件也在/etc/pki/tls/openssl.cnf 里面定义的。

    3）更新证书吊销列表

[root@centos6-5 ~]# openssl ca -gencrl -out /etc/pki/CA/crl/01.crl
Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf

    查看 crl 里的内容：

[root@centos6-5 ~]# openssl crl -in /etc/pki/CA/crl/01.crl -noout -text
Certificate Revocation List (CRL):
        Version 2 (0x1)
    Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption
        Issuer: /C=CN/ST=Henan/L=ZZ/O=MageEdu/OU=Ops/CN=ca.magedu.com/[email protected]
        Last Update: Aug  1 16:15:12 2014 GMT
        Next Update: Aug 31 16:15:12 2014 GMT
        CRL extensions:
            X509v3 CRL Number: 
                0
Revoked Certificates:
    Serial Number: 01
        Revocation Date: Aug  1 16:07:33 2014 GMT
    Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption
         75:29:0d:44:97:a7:8d:a0:2c:30:a7:97:9c:b1:30:9b:ef:c7:
         d4:53:d2:39:2e:5e:9d:5e:28:97:92:1a:04:ec:78:5d:8d:db:
         85:44:d3:bc:fa:db:d2:76:16:d5:79:20:3a:10:db:18:d3:e7:
         8e:3d:80:04:8c:92:6a:ae:ac:61:a5:dc:2d:9d:1f:ca:b3:03:
         db:c1:ce:41:5f:91:f3:8b:7a:ff:c6:5b:5a:1f:fa:69:68:a3:
         b0:2b:e8:22:58:53:57:c0:20:ec:be:21:bf:36:20:c2:a9:77:
         85:21:f7:7f:87:a9:43:d3:01:45:c1:fd:1b:45:8d:8b:af:88:
         83:17:2e:a0:8b:85:b6:cc:b4:54:9b:50:fa:e2:8a:7e:d4:6c:
         a6:02:8a:e3:7e:11:03:0c:64:1e:13:07:10:b1:54:97:af:5a:
         d8:ec:cd:62:02:1a:2d:a4:c8:b4:09:ef:d6:e1:c0:cb:f1:10:
         ba:c1:12:3d:a6:8f:5a:5e:81:77:5a:58:52:47:ab:96:84:b3:
         b8:2a:0e:cf:89:63:00:e3:90:df:c3:f6:f0:e5:d2:cc:9f:38:
         31:e4:88:ad:55:1a:e1:83:0b:a3:32:28:2a:8e:1b:b7:2b:12:
         01:0a:11:df:10:0e:34:ce:84:24:9e:5e:fa:f9:43:c9:c7:a4:
         a4:a1:07:53:b1:74:9f:20:ba:a2:f7:30:11:1f:20:38:be:a7:
         d9:1f:c1:12:21:71:e3:78:20:80:ec:46:d9:92:95:34:f5:ea:
         da:6f:d8:e4:0f:f4:c1:09:6c:e6:55:fe:f6:ef:62:73:96:94:
         4e:30:94:1c:e0:5f:ec:5e:13:ce:0a:5e:5e:88:3f:49:61:0c:
         e2:c7:5a:33:72:1d:a3:84:5b:a8:e5:31:05:f2:5a:ac:0b:7d:
         29:5a:60:b4:53:dd:33:f1:e2:e8:de:66:3b:da:4d:c9:56:eb:
         85:08:f9:6b:5b:11:cc:c9:32:ec:5a:7a:4c:26:42:8f:fe:25:
         a7:b9:31:6f:42:60:6d:8a:59:15:2e:b2:e0:7b:a3:b2:b6:d6:
         93:c8:4d:b8:70:b3:54:78:c1:ac:8a:f8:a4:cb:6f:95:51:2d:
         2b:64:90:b2:ed:51:01:5c:d2:2a:a2:9a:60:45:bb:c1:d3:87:
         5c:aa:9f:0b:05:55:cf:3a:e9:d9:b5:23:80:6a:e4:9c:f6:90:
         f5:af:24:94:00:88:67:d2:61:4d:66:b9:38:a7:d4:87:04:e1:
         ad:11:4e:07:0d:88:33:96:34:25:e9:29:77:4e:61:b5:dd:1a:
         15:d6:62:77:a3:f8:95:43:a0:52:f7:09:40:58:6b:5a:a3:88:
         d8:0d:7b:6b:6e:ab:3a:65
[root@centos6-5 ~]#

    至此如何如何自建 CA，签名证书和吊销证书构建完毕。至于，如何将获得签名的证书导入我们需要的应用程序中，在后续博客中讲解。