详解如何使用openssl创建自签名证书

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• 概览&证书的结构&证书验签
• 创建根证书
• 创建根密钥 ca.key.pem
• 创建根证书 ca.crt.pem
• * 创建根证书 ca.csr.pem ca.crt.pem
• 查看根证书
• 创建服务器证书
• 创建服务器密钥 server.key.pem
• 配置文件server.ini
• 生成服务器端证书==请求文件== server.csr.pem
• 生成服务器端证书 server.crt.pem
• 查看服务器端请求文件

概览&证书的结构&证书验签

创建根证书

创建根密钥 ca.key.pem

$ openssl genrsa -des3 -out ca/ca.key.pem 4096
Generating RSA private key, 4096 bit long modulus (2 primes)
.........................................................................................................................................................................++++
..........................................................++++
e is 65537 (0x010001)
Enter pass phrase for ca.key.pem:
Verifying - Enter pass phrase for ca.key.pem:

密码 123456

我们在这儿使用 RSA 4096, 因为根证书不经常使用，为了更好的安全性，我们使用较大的参数。

备注

生产环境一般都会有中间证书，我们这儿为了方便省略了中间证书的签发流程

-des         使用des cbc模式对私钥文件进行加密。
-des3         使用des3 cbc模式对私钥文件进行加密。  需要输入密码，秘钥使用需要输入密码
-idea         使用idea cbc模式对私钥文件进行加密
-out          指定输出私钥文件名。

创建根证书 ca.crt.pem

可以不用创建ca.csr.pem文件，直接生成ca.crt.pem文件，如果分成两步，见下一小节

现在我们使用刚创建的根密钥来创建我们的根证书:

$ openssl req -key ca/ca.key.pem -new -x509 -days 3650 -sha256 -out ca/ca.crt -subj '/C=CN/ST=ShanDong/CN=demo.toolbox/O=dzb'
Enter pass phrase for ca.key.pem:

req大致有3个功能：生成证书请求文件、验证证书请求文件和创建根CA

-config
-key     指定私钥
-new
-sha256  哈希函数
-out     输出的文件
-days    有效期
-subj
subj子参数详解：
缩写	翻译	     英文对照
C	 国家名称缩写	Country Name (2 letter code)
ST	 州或省名称	State or Province Name (full name)
L	 城市或区域称	Locality Name (eg, city)
O	 组织名（或公司名）	Organization Name (eg, company)
OU	 组织单位名称（或部门名）	Organizational Unit Name (eg, section)
CN	 服务器域名/证书拥有者名称	Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name)
emailAddress	邮件地址	Email

ca.crt的后缀名不加pem，是方便证书安装的时候，系统可以识别，后续的crt不需要安装，所以添加pem后缀，以区分格式

* 创建根证书 ca.csr.pem ca.crt.pem

$ openssl req -new -key ca/ca.key.pem -sha256 -out ca/ca.csr.pem -subj '/C=CN/ST=ShanDong/CN=demo.toolbox/O=dzb'
Enter pass phrase for ca.key.pem:

$ openssl x509 -req -days 3650 -in ca/ca.csr.pem -signkey ca/ca.key.pem -out ca/ca.crt

查看根证书

查看我们刚刚创建的根证书:

$ openssl x509 -noout -text -in ca/ca.crt

主要检查上面 -subj 填写的内容和证书的有效期

Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Serial Number:
            71:34:01:05:eb:4b:f7:8c:09:c6:b0:ad:34:b4:aa:03:93:2b:fc:d8
        Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
        Issuer: C = CN, ST = ShanDong, CN = demo.toolbox, O = dzb
        Validity
            Not Before: Apr 24 02:08:43 2023 GMT
            Not After : Apr 21 02:08:43 2033 GMT
        Subject: C = CN, ST = ShanDong, CN = demo.toolbox, O = dzb
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: rsaEncryption
                RSA Public-Key: (4096 bit)
                Modulus:
                    00:a7:cb:bb:f2:58:8b:17:60:6d:e3:c8:3f:ed:72:
                      ... ...
                    73:ad:e1:de:d0:5b:d2:1d:3e:0c:55:a3:aa:b5:0c:
                    28:8c:b7
                Exponent: 65537 (0x10001)
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Key Identifier:
                FE:D8:0D:72:BE:7B:21:48:1F:14:27:85:3C:9D:16:9E:25:D1:3B:4A
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:FE:D8:0D:72:BE:7B:21:48:1F:14:27:85:3C:9D:16:9E:25:D1:3B:4A
            X509v3 Basic Constraints: critical
                CA:TRUE
    Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
         24:1e:d8:40:7b:0e:3b:4b:96:51:ff:cb:a0:62:ba:e5:e9:55:
           ... ...
         a2:ba:44:ac:97:da:dc:24:d9:b7:5f:3a:fa:05:16:b8:2f:9e:
         7a:45:89:fa:be:cf:e4:4e

创建服务器证书

现在让我们使用上面创建的根证书，创建一个我们可以使用的 https 证书。

创建服务器密钥 server.key.pem

$ openssl genrsa -des3 -out server/server.key.pem 2048
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus (2 primes)
.......................................................+++++
................................+++++
e is 65537 (0x010001)
Enter pass phrase for server.key.pem:
Verifying - Enter pass phrase for server.key.pem:

密码 123456

备注

我们使用 2048 位的 RSA 证书是因为服务器证书会经常使用，这样可以降低CPU的压力，而且并不影响安全性。

配置文件server.ini

cat > server/server.ini <<EOF
[ req ]
default_bits       = 2048
distinguished_name = req_distinguished_name
req_extensions     = req_ext
[ req_distinguished_name ]
[ req_ext ]
subjectAltName = @alt_names
[alt_names]
DNS.1  = localhost
IP.1   = 127.0.0.1
IP.2   = 169.254.4.58
IP.3   = 172.20.10.2
EOF

DNS可以配置多个

如果只对IP进行签名，可以如下配置（如果要修改IP，就从这之后进行就行）

cat > server.ini <<EOF
[ req ]
default_bits       = 2048
distinguished_name = req_distinguished_name
req_extensions     = req_ext
[ req_distinguished_name ]
countryName                 = Country Name (2 letter code)
countryName_default         = CN
stateOrProvinceName         = ShangHai
stateOrProvinceName_default = ShangHai
localityName                = Locality Name (eg, city)
localityName_default        = ShangHai
organizationName            = Organization Name (eg, company)
organizationName_default    = dai
commonName                  = Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name)
commonName_max              = 64
commonName_default          = server.toolbox
[ req_ext ]
subjectAltName = @alt_names
[alt_names]
IP      = 169.254.4.58
EOF

DNS可以配置多个（对应多个域名），IP也可以配置多个

生成服务器端证书==请求文件== server.csr.pem

$ openssl req -sha256 -new -key server/server.key.pem -config server/server.ini -out server/server.csr.pem -subj '/C=CN/ST=ShangHai/CN=server.toolbox/O=dai'
$ openssl req -sha256 -new -key server/server.key.pem -config server/server.ini -out server/server.csr.pem

第一种方式，通过 -subj配置了证书授权对象的信息

第二种方式，通过配置文件确定，在执行过程中，会要求确认，可以在这个过程中进行修改

生成服务器端证书 server.crt.pem

openssl x509 -req -days 3650 \
  -CA ca/ca.crt -CAkey ca/ca.key.pem -CAcreateserial \
  -in server/server.csr.pem -out server/server.crt.pem\
  -extensions req_ext -extfile server/server.ini

一定要加-extfile server/server.ini否则最后签发的证书内不会有IP和域名的信息

查看服务器端请求文件

$ openssl x509 -noout -text -in server/server.crt.pem

Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Serial Number:
            61:79:bd:82:c8:1e:2a:27:6f:a9:34:c8:92:f8:54:3f:22:de:80:0b
        Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
        Issuer: C = CN, ST = ShanDong, CN = demo.toolbox, O = dzb
        Validity
            Not Before: Apr 24 02:19:50 2023 GMT
            Not After : Apr 21 02:19:50 2033 GMT
        Subject: C = CN, ST = ShangHai, CN = server.toolbox, O = dai
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: rsaEncryption
                RSA Public-Key: (2048 bit)
                Modulus:
                    00:b1:de:96:bb:43:4b:fb:46:99:7e:be:61:c1:46:
                      ... ...
                    4a:18:24:b3:79:8c:ff:35:d1:3a:4e:a3:11:02:2c:
                    98:ff
                Exponent: 65537 (0x10001)
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Alternative Name:
                DNS:localhost, IP Address:127.0.0.1, IP Address:169.254.4.58, IP Address:172.20.10.2
    Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
         07:c8:2a:e0:e7:14:86:23:3b:72:38:7f:f8:cc:90:54:f2:fa:
           ... ...
         c2:82:8a:2f:c0:a3:42:78:91:45:92:73:a4:aa:f2:ca:c1:5a:
         58:c0:41:f0:ea:65:43:9e

要检查授权的DNS和IP

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