搭建自己的CA服务 – OpenSSL CA 实战
当前网络安全事故不断，如何提升系统安全性是一个系统上线之前必须考虑的重点DFx特性之一。在提升系统安全性的方法中，给每个端口（通道）加上SSL协议是最通用和有效的一种。
使用SSL就必须要有证书，在互联网世界里，有专门的组织机构给各个公司、组织、团体颁发证书，并保证其证书的有效性（通过颁发吊销列表使其实效）。这个颁发证书的机构我们称为CA。
不过找CA申请颁发证书是需要费用的。而在一些分布式系统中，内部节点之间通信通道需要SSL加密和认证，这种场景下，每个内部节点都去CA结构申请颁发一个证书没有必要，也费钱。 [1]
所以，搭建一个CA是非常有必要的。当前很多开源软件也都有自己的CA，典型的如 Puppet：Puppet 的 Agent 在启动时候，会请求 Puppet CA 颁发一个证书，只有 CA 颁发证书给 Agent 之后，Agent 才可以连接到 Puppet Master 。
OpenSSL是目前最流行的SSL开源实现，这里介绍如何使用OpenSSL搭建一个CA服务。
思路
搭建CA服务分为2个阶段。
1. 准备CA证书，包括CA根证书（信任证书），CA的私钥
2. 使用CA证书颁发证书
0.准备 openssl.conf 配置环境
这个配置文件定义了证书生成的一些属性，Internet上很多相关的介绍。笔者参考的是这个 http://www.phildev.net/ssl/opensslconf.html 。
下面是我们要用到的 openssl.conf 文件：
#http://www.phildev.net/ssl/opensslconf.html
[ ca ]
default_ca = CA_default
[CA_default]
dir = .
certs = $dir/certsdb
new_certs_dir = $certs
database = $dir/index.txt
certificate = $dir/ca_cert.pem
private_key = $dir/ca_key.pem
serial = $dir/serial
#crldir = $dir/crl
#crlnumber = $dir/crlnumber
#crl = $crldir/crl.pem
RANDFILE = $dir/private/.rand
x509_extensions = usr_cert
#copy_extensions = copy
name_opt = ca_default
cert_opt = ca_default
default_days = 365
#default_crl_days= 30
default_md = sha256
preserve = no
policy = policy_match
[ policy_match ]
countryName = match
stateOrProvinceName = match
localityName = supplied
organizationName = match
organizationalUnitName = optional
commonName = supplied
emailAddress = optional
[ policy_anything ]
countryName = optional
stateOrProvinceName = optional
localityName = optional
organizationName = optional
organizationalUnitName = optional
commonName = supplied
emailAddress = optional
[ req ]
default_bits = 4096
default_keyfile = privkey.pem
distinguished_name = req_distinguished_name
attributes = req_attributes
x509_extensions = v3_ca
req_extensions = v3_req
string_mask = nombstr
[ req_distinguished_name ]
C = CN
ST = GuangDong
L = ShenZhen
O = UProject
OU = Yunweipai
CN = www.yunweipai.com
emailAddress = web@yunweipai.com
[ req_attributes ]
[ usr_cert ]
basicConstraints = CA:false
subjectKeyIdentifier = hash
authorityKeyIdentifier = keyid,issuer
[ v3_req ]
subjectAltName = email:move
[ v3_ca ]
subjectKeyIdentifier=hash
authorityKeyIdentifier=keyid:always,issuer:always
basicConstraints = CA:true
上面的 openssl.conf 配置，需要在服务器上准备好如下目录和文件：
- mkdir certsdb
- touch index.txt
- touch index.txt.attr
- echo 01 > serial [2]
1. 准备CA证书
1.创建CA的私钥
创建一个长度为4096 bits的私钥，以AES128算法加密，加密密钥为 Yunweipai@123
mao@ubuntu:/home/yunweipai/openssl_ca$ openssl genrsa -aes128 -passout pass:Yunweipai@123 4096 > ca_key.pem
Generating RSA private key, 4096 bit long modulus
.................................................................................................................++
.........++
e is 65537 (0x10001)
2.创建CA的证书请求
指定证书的 subject
mao@ubuntu:/home/yunweipai/openssl_ca$ openssl req -new -key ca_key.pem -passin pass:Yunweipai@123 -config openssl.conf -subj "/C=CN/ST=GuangDong/L=ShenZhen/O=UProject/OU=UProject/CN=UProject-CA" -batch -out ca_csr.pem
3.自颁发证书 [3]
mao@ubuntu:/home/yunweipai/openssl_ca$ openssl ca -config openssl.conf -create_serial -out ca_cert.cer -days 365 -keyfile ca_key.pem -key Yunweipai@123 -selfsign -in ca_csr.pem
Using configuration from openssl.conf
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
Serial Number: 1 (0x1)
Validity
Not Before: Apr 29 16:15:58 2015 GMT
Not After : Apr 28 16:15:58 2016 GMT
Subject:
countryName = CN
stateOrProvinceName = GuangDong
localityName = ShenZhen
organizationName = UProject
organizationalUnitName = UProject
commonName = UProject-CA
X509v3 extensions:
X509v3 Basic Constraints:
CA:FALSE
X509v3 Subject Key Identifier:
DD:A7:68:BD:02:D3:D1:9C:15:5A:37:C2:FD:8F:16:13:D6:FB:08:9D
X509v3 Authority Key Identifier:
keyid:DD:A7:68:BD:02:D3:D1:9C:15:5A:37:C2:FD:8F:16:13:D6:FB:08:9D
Certificate is to be certified until Apr 28 16:15:58 2016 GMT (365 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
2. 使用CA证书颁发证书
1.创建申请者的私钥
创建一个长度为4096 bits的私钥，以AES128算法加密，加密密钥为 Yunweipai@123
mao@ubuntu:/home/yunweipai/user_certs$ openssl genrsa -aes128 -passout pass:Yunweipai@123 -out web_key.pem
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
......................................................+++
...............................................+++
e is 65537 (0x10001)
2.创建申请者的证书颁发请求
指定 subject，这里的 subject 与 CA 的 subject 不能相同
mao@ubuntu:/home/yunweipai/user_certs$ openssl req -new -key web_key.pem -passin pass:Yunweipai@123 -config /home/yunweipai/openssl_ca/openssl.conf -subj "/C=CN/ST=GuangDong/L=ShenZhen/O=UProject/OU=Yunweipai/CN=www.yunweipai.com" -batch -out web_csr.pem
3.申请颁发证书
在实际生产环境中，一般 CA 服务器都独立部署，因为申请颁发证书的过程是申请者将证书请求（CSR）发送给CA服务器，CA服务器接收到了之后，通过下面命令颁发证书，然后将证书返回给申请者
mao@ubuntu:/home/yunweipai/openssl_ca$ openssl ca -days 365 -config openssl.conf -keyfile ca_key.pem -key Yunweipai@123 -cert ca_cert.cer -in /home/yunweipai/user_certs/web_csr.pem -out web.cer
Using configuration from openssl.conf
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
Serial Number: 2 (0x2)
Validity
Not Before: Apr 29 16:25:16 2015 GMT
Not After : Apr 28 16:25:16 2016 GMT
Subject:
countryName = CN
stateOrProvinceName = GuangDong
localityName = ShenZhen
organizationName = UProject
organizationalUnitName = Yunweipai
commonName = www.yunweipai.com
X509v3 extensions:
X509v3 Basic Constraints:
CA:FALSE
X509v3 Subject Key Identifier:
9D:A4:E9:7B:5F:74:3C:60:4D:E8:6B:54:2A:F0:68:36:58:9B:F7:85
X509v3 Authority Key Identifier:
keyid:DD:A7:68:BD:02:D3:D1:9C:15:5A:37:C2:FD:8F:16:13:D6:FB:08:9D
Certificate is to be certified until Apr 28 16:25:16 2016 GMT (365 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
好了，证书终于颁发完了，通过这个命令，可以验证web.cer是由ca_cert.cer颁发的：
mao@ubuntu:/home/yunweipai/openssl_ca$ openssl verify -CAfile ca_cert.cer web.cer
web.cer: OK
2017年5月份更新：
因为工作需要，编写了一个证书工具pkcs，并完全开源出来了，点击这里了解：
http://www.yunweipai.com/archives/18073.html
本文链接：https://www.yunweipai.com/4513.html
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