基于ssl协议和openssl工具建立私有CA

前言

    要自建CA需先了解openssl工具和ssl协议还有各加密类型

    ssl(Secure Socket Layer)安全套接字层当前版本为3.0,浏览器与Web服务器之间的身份认证和加密数据传输,它工作在传输层和各应用层之间,用户可以选择是否使用ssl进行传输,选择ssl协议将调用ssl函数库,端口也会发生变化。


加密类型

          对称加密:任意加密数据块和流的内容,加密和解密用同一个密码, 通常明文通过算法和密钥生成密文,再由接受者用相同的密钥和算法解密获取明文。

              算法:(DES、3DES、AES现在使用比较广、Blowfish、Twofish、IDEA、RC6、CAST5)
              特性:加密、解密使用同一口令。将明文分割成固定大小块,逐个进行加密
              缺陷:密钥过多、密钥传输不安全、密钥交换、身份验证。

               

          公钥加密:公钥和私钥是成对出现的,公钥包含在私钥中,公钥称为public key、私钥为secret key,由发起者对接受者索要公钥,用公钥加密数据后发送给接受者,接受者用算法和私钥解密

              缺陷:加密、解密时间过长一般不用于简单通信


          单项加密:单项机密也叫数据完整性校验,抽取数据特征码和之前特征码作比较以确保数据没有被窜改


          认证协议:用来确定通信方的真实性。


ssl会话模型

       发起者用单项加密获取数据特征码,用自己的私钥计算特征码附加在数据后面,在用对称加密对整个包(数据和特征码)进行加密,并用对方公钥加密对称加密密码,附加在整个包中一并发给对方。接受者用自己的私钥解密获取对称加密密码,得到密码后解密整个包获得数据和特征码,在用相同的算法计算特征码,用对方的公钥解密数据验证对方身份,用对方计算结果(特征码)和解析结果(特征码)进行对比,来验证数据的完整性


openssl工具

      对称加密工具openssl enc

               openssl命令选项:
                   -e:指定为加密,可以不写默认为加密。
                   -des3:指定算法算法
                   -salt:默认设置,生成一段字符串放在密码最前面进行加密,提高解密难度。
                   -a:基于base64处理数据。加密结果进行base64编码处理
                   -in:读取那个文件进行加密
                   -out:输出到那里
                   -d:指定为解密

               案例如下:

                   加密文件:openssl enc -e -des3 -a -salt -in test.sh -out ./test.txt
                   解密文件:openssl enc -d -des3 -a -salt -in test.txt -out ./test.sh 


       单项加密:openssl dgst

                  -md5:用md5方式加密
                  -sha1:sha1方式加密
                  -out:加密后密码保存到那里

               案例如下:

                  openssl dgst -md5 test.sh 或openssl dgst -md5 -out ./123a test.sh

                  openssl dgst -sha1 test.sh


       用户密码:openssl passwd

                  -1:md5加密、
                  -salt:自己指定附加信息。

                  生成随机数:openssl rand -base64 4或openssl rand -hex 4,生成8位随机数

               案例如下:

                  openssl passwd -1 -salt openssl rand -base64 4 123456  

    

       生成私钥和公钥:openssl genrsa 

               案例如下:

                 (umask 077;openssl genrsa -out ./mykey 2048)生成只有当前用户可读的2048字节mkkey私钥文件

                  openssl rsa -in ./mykey -pubout,-pubout根据私钥文件提取公钥


建立私有CA:

          服务器端:

             生成密钥

             自签证书

             初始化工作环境

       节点:

             生成密钥对儿

             生成证书签署请求

             把请求发送给CA

       CA服务器:

             验正请求者信息:自建CA无需该步骤

             签署证书

             把签好的证书发送给请求者    


服务器端自建CA

       生成密钥:

             (umask 077; openssl genrsa -out /etc/pki/CA/private/cakey.pem 2048)

       自签证书:

             req: 生成证书签署请求
             -news: 新请求
             -key /path/to/keyfile: 指定私钥文件
             -out /path/to/somefile:输出文件到那里
             -x509: 生成自签署证书
             -days n: 有效天数
             openssl req -new -x509 -key /etc/pki/CA/private/cakey.pem -out /etc/pki/CA/cacert.pem -days 3655

             详细记录证书创建时所填信息如不一致签署将失败。建议修改openssl.conf文件发给每个申请节点

       初始化工作环境:
             touch /etc/pki/CA/{index.txt,serial}:创建相关文件
             echo 01 > /etc/pki/CA/serial。只需第一次创建序列号


节点申请证书:

       生成密钥:

             (umask 077; openssl genrsa -out /etc/httpd/ssl/httpd.key 2048)

         生成证书签署请求:

             openssl req -new -key /etc/httpd/ssl/httpd.key -out /etc/httpd/ssl/httpd.csr

         把签署请求文件发送给CA服务


CA服务器签署证书: 
                  
签署证书:

             openssl ca -in /path/to/somefile.csr -out /path/to/somefile.crt -days N
         发送给请求者:


CA证书验证会话模型

       在基于tcp/ip协议建立后,服务端会把ca证书发送给客户端,客户端得到证书后通过ca公钥进行解密ca签名,能解密证明该证书是可信任的、把解密出来的数据和重新计算出来的特征码对比对确保完整性、之后验证主机的名称和申请者名称是否相同,验证通过后客户端会取得服务器端公钥信息,客户端用公钥生成个一次性的对称加密密码发给服务器端。服务器端获取密码后加密网页数据发给客户端。


以上为建立CA大致流程,如有遗漏请告知。

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