1、概念

PKI: Public Key Infrastructure

簽證機構：CA（CertificateAuthority）

註冊機構：RA

證書吊銷列表：CRL

證書存取庫：

X.509：定義了證書的結構以及認證協議標準

版本號 主體公鑰

序列號 CRL分發點

簽名算法 擴展信息

頒發者 發行者簽名

有效期限

主體名稱

2、證書獲取

1）證書類型：

證書授權機構的證書

服務器

用戶證書

2）獲取證書兩種方法：

使用證書授權機構

生成簽名請求（csr）

將csr發送給CA

從CA處接收簽名

自簽名的證書

自已簽發自己的公鑰

3、安全協議

SSL: Secure Socket Layer

TLS: Transport Layer Security

1995：SSL 2.0Netscape

1996: SSL 3.0

1999: TLS 1.0

2006: TLS 1.1IETF(Internet工程任務組) RFC 4346

2008：TLS 1.2 當前使用

2015: TLS 1.3

功能：機密性，認證，完整性，重放保護

兩階段協議，分為握手階段和應用階段：

握手階段(協商階段):客戶端和服務器端認證對方身份（依賴於PKI體系，利用數字證書進行身份認證），並協商通信中使用的安全參數、密碼套件以及主密鑰。後續通信使用的所有密鑰都是通過MasterSecret生成。

應用階段:在握手階段完成後進入，在應用階段通信雙方使用握手階段協商好的密鑰進行安全通信

4、OpenSSL

1）OpenSSL開源項目

三個組件：

openssl: 多用途的命令行工具，包openssl

libcrypto: 加密算法庫，包openssl-libs

libssl：加密模塊應用庫，實現了ssl及tls，包nss

openssl命令：

兩種運行模式：交互模式和批處理模式

openssl version：查看程序版本號

標準命令、消息摘要命令、加密命令

標準命令：

enc, ca, req, ...

2）對稱加密

工具：openssl enc, gpg

算法：3des, aes,blowfish, twofish

enc命令：

加密：opensslenc -e-des3 -a -salt -in testfile -out testfile.cipher

#-des3為加密算法（可以根據自己需要選擇）

-a 對加密後的數據進行base64編碼，或解密前先對數據進行base64解碼

-salt 加鹽 加鹽後，相同的明文可以得到不同的密文，默認情況下，鹽值是隨機生成的，可以使用-S選項明確制定鹽值。

-in 指定要加密的文件

-out 指定加密後輸出的文件

解密：openssl enc -d -des3-a -salt –in testfile.cipher -out testfile

3）單向加密：

工具：md5sum, sha1sum,sha224sum,sha256sum…openssl dgst

dgst命令：

加密：openssl dgst -md5 [-hex默認] [-out /path/to/filename]/PATH/SOMEFILE

-md5指定加密算法

-out filename：將加密的內容保存到指定文件中

單向加密除了openssl dgst還有md5sum：md5sum/PATH/TO/SOMEFILE

MAC: Message Authentication Code，單向加密的一種延伸應用，用於實現網絡通信中保證所傳輸數據的完整性機制

CBC-MAC

HMAC：使用md5或sha1算法

4）生成用戶密碼：

對用戶密碼進行hash

passwd命令:

幫助：man sslpasswd

openssl passwd -1 -salt SALT(最多8位)

-1:表示使用的bash算法是MD5

-salt SALT:輸入作為salt的字符串

5）生成隨機數：

幫助：man sslrand

openssl rand -base64|-hex NUM

NUM: 表示字節數；

-hex時，每個字符為十六進制，相當於4位二進制，出現的字符數為NUM*2

6）公鑰加密：

算法：RSA, ELGamal

工具：gpg, openssl rsautl（man rsautl）

數字簽名：

算法：RSA, DSA, ELGamal

密鑰交換：

算法：dh

DSA：Digital Signature Algorithm

DSS：Digital Signature Standard

RSA：Digital Signature Algorithm

生成密鑰對兒：man genrsa

7）生成私鑰

openssl genrsa -out /PATH/TO/PRIVATEKEY.FILENUM_BITS

(umask 077; openssl genrsa –out test.key –des 2048)

（命令）：表示（）裏面的命令是在子shell中運行，不影響當前的shell

NUM_BITS：秘鑰長度（單位bit）

8）從私鑰中提取出公鑰

openssl rsa -in PRIVATEKEYFILE –pubout –out PUBLICKEYFILE

Openssl rsa -intest.key –pubout –out test.key.pub

9）隨機數生成器：偽隨機數字

鍵盤和鼠標

塊設備中斷

/dev/random：僅從熵池返回隨機數；隨機數用盡，阻塞

/dev/urandom：從熵池返回隨機數；隨機數用盡，會利用軟件生成偽隨機數,非阻塞

※5、創建CA和申請證書

/etc/pki/tls/openssl.cnf文件中定義了申請CA的各種配置，比如路徑：

創建私有CA：

openssl的配置文件：/etc/pki/tls/openssl.cnf

三種策略：匹配、支持和可選

匹配指要求申請填寫的信息跟CA設置信息必須一致，支持指必須填寫這項申請信息，可選指可有可無

1）創建所需要的文件

touch /etc/pki/CA/index.txt 生成證書索引數據庫文件（必須是這個目錄叫這個文件）

echo 01 >/etc/pki/CA/serial 指定第一個頒發證書的序列號（必須是這個目錄叫這個文件）

（如圖，如果不創建的話會在生成證書時報錯）

2）CA自簽證書

A生成私鑰

cd /etc/pki/CA/

(umask 066;openssl genrsa -out /etc/pki/CA/private/cakey.pem 2048)

作為CA 必須放在/etc/pki/CA/private/下且必須叫cakey.pem

B生成自簽名證書

openssl req -new -x509 –key /etc/pki/CA/private/cakey.pem -days 7300 -out/etc/pki/CA/cacert.pem

-new: 生成新證書簽署請求

-x509: 專用於CA生成自簽證書（如果是申請證書就不用加）

-key: 生成請求時用到的私鑰文件

-days n：證書的有效期限

-out /PATH/TO/SOMECERTFILE: 證書的保存路徑，自簽名必須放在/etc/pki/CA/cacert.pem

生成完之後我們可以將證書導出來到Windows裏可以看一下（記得把後綴改為cer）

查看一下證書

（有些時候需要我們把私鑰和自簽名證書合起來，就一起重定向到一個文件即可，我們在這就不弄了

）

3）頒發證書

A在需要使用證書的主機生成證書請求

給web服務器生成私鑰

(umask 066; openssl genrsa -out /etc/pki/tls/private/test.key 2048)

(這個私鑰文件路徑隨意)

生成證書申請文件test.csr（文件路徑也隨意，文件後綴一般為csr）

openssl req -new -key /etc/pki/tls/private/test.key -days 365 -out etc/pki/tls/test.csr (此命令跟之前CA生成自簽名證書只少了一個-x509)

這裏的-days沒有實際意義，即使你申請了10年，CA那邊也不一定批，所以可以不寫。

註意：默認國家，省，公司名稱三項必須和CA一致，因為策略文件/etc/pki/tls/openssl.cnf中設定的這幾項需要匹配，我們也可以修改它。

把policy改為anything策略的話，就可以都不匹配了。

B將證書請求文件傳輸給CA

C CA簽署證書，並將證書頒發給請求者

openssl ca -in /tmp/test.csr –out /etc/pki/CA/certs/test.crt-days 365

-in 證書請求文件

-out 輸出生成crt證書文件

-days 在這裏就是你給指定它頒發的多長時間，如果不寫就是默認值

看看信息有沒有問題，沒有問題就可以輸入y確認頒發了。

查看一下數據庫，果然增加了（V表示有效）

然後把生成的文件發回去

D查看證書中的信息：

opensslx509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout -text|issuer|subject|serial|dates

opensslca -status SERIAL查看指定編號的證書狀態

·我們也可以導出windows查看

現在顯示不能驗證該證書，是因為我們CA自認證文件還沒有安裝

我們來安裝一下：

安裝完之後再看頒發的證書：

信息就顯示了。

4）吊銷證書

A在客戶端獲取要吊銷的證書的serial

openssl x509 -in /PATH/FROM/CERT_FILE -noout -serial -subject

B在CA上，根據客戶提交的serial與subject信息，對比檢驗是否與index.txt文件中的信息一致，吊銷證書：

openssl ca -revoke /etc/pki/CA/newcerts/SERIAL.pem

取消之後查看一下狀態，變成R了。

C指定第一個吊銷證書的編號

註意：第一次更新證書吊銷列表前，才需要執行

echo 01 >/etc/pki/CA/crlnumber （必須放在這個路徑這個文件）

D更新證書吊銷列表

openssl ca-gencrl -out /etc/pki/CA/crl/crl.pem （必須放在這個路徑這個文件）

查看crl文件：

openssl crl -in /etc/pki/CA/crl/crl.pem-noout -text

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CA和證書