x509证书相关内容

时间：2022-06-19 16:40:33

什么是证书

X.509证书,其核心是根据RFC 5280编码或数字签名的数字文档。
    实际上，术语X.509证书通常指的是IETF的PKIX证书和X.509 v3证书标准的CRL 文件，即如RFC 5280（通常称为PKIX for Public Key Infrastructure（X.509））中规定的。

证书虽然与密钥用存储的文件格式一样，都是pem或者der等，但是，证书不是密钥，证书包含公钥以及签名，拥有人等相关信息。

证书格式：

pem格式

最普通的证书格式，以-----BEGIN CERTIFICATE----- 开头，以-----END CERTIFICATE-----结尾；有些pem证书把私钥也放在了一个文件中，但是很多平台还是需求证书和私钥分开放在不同的文件中。 pem证书有以下特点：

  • base64编码；
  • 有.pem, .crt, .cer, .key文件后缀；
  • Apache等类似服务器使用pem格式证书；

der格式

der格式是pem格式证书的二进制格式，证书和私钥都可以以der格式存储。 其特点为：

  • 二进制格式；
  • 以.cer或.der格式为后缀；
  • 常被用于java平台；

PKCS#7格式

它是一种PKCS#7格式以-----BEGIN PKCS-----开头，以-----END PKCS7-----结尾，它只能保存证书或证书链，不能保存私钥。 其特点为：

  • base64编码；
  • 文件后缀为 .p7p, .p7c；
  • window或java tomcat等平台支持此类型；

PKCS#12（pfx）格式

它能把服务器证书（包括公钥），中间证书和私钥存储在一起。特点为：

  • 二进制文档；
  • 以 .pfx 或.p12为后缀；
  • 经常在windows系统内被用于导入导出证书和私钥；
  • 打开可能需要额外密码；

密钥的保存

对于密钥（单指公私钥）的保存，并不需要特殊的格式，直接将base64编码后的密钥作为字符串存入文档即可。

证书格式示例

-----BEGIN PRIVATE KEY-----
...
-----END PRIVATE KEY-----

RSA private key (PKCS#1)

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
-----END RSA PRIVATE KEY-----

RSA public key (PKCS#1)

-----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----
...
-----END RSA PUBLIC KEY-----

RSA private key (PKCS#8, key 沒加密 )

-----BEGIN PRIVATE KEY-----
...
-----END PRIVATE KEY-----

RSA public key (PKCS#8)

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
...
-----END PUBLIC KEY-----

RSA private key (PKCS#8, key 有加密 )

-----BEGIN ENCRYPTED PRIVATE KEY-----
...
-----END ENCRYPTED PRIVATE KEY-----

证书的相关命令行操作

RSA加密操作
密钥生成和使用

openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 1024 // 生产一个1024位的私钥, 保存在 rsa_private_key.pem 文件里

openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out pub.pem  // 通过私钥生产公钥

格式转换
从pfx文件中提取公私钥

openssl pkcs12 -in source.pfx -nocerts -nodes -out key.key // 从pfx文件中获取到密匙对文件，有时会需要密码
opensll rsa -in key.key -out pri.key // 从密匙对文件中获取到私匙。
opensll rsa -in key.key -pubout -out pub.key // 从密匙对文件中获取到公匙;
openssl pkcs8 -in pri.key -out repri.key -outform der -nocrypt -topk8 //java语言用

各种证书之间的互相转换

PEM to DER
openssl x509 -outform der -in certificate.pem -out certificate.der
—————————————————————————————————–
PEM to P7B
openssl crl2pkcs7 -nocrl -certfile certificate.cer -out certificate.p7b -certfile CAcert.cer
———————————————————————————————————————————-
PEM to PFX
openssl pkcs12 -export -out certificate.pfx -inkey privateKey.key -in certificate.crt -certfile CAcert.crt
——————————————————————————————————————————————————
DER to PEM
openssl x509 -inform der -in certificate.cer -out certificate.pem
————————————————————————————————
P7B to PEM
openssl pkcs7 -print_certs -in certificate.p7b -out certificate.cer
————————————————————————————————-
P7B to PFX
openssl pkcs7 -print_certs -in certificate.p7b -out certificate.cer
openssl pkcs12 -export -in certificate.cer -inkey privateKey.key -out certificate.pfx -certfile CAcert.cer
——————————————————————————————————————————————————-
PFX to PEM
openssl pkcs12 -in certificate.pfx -out certificate.cer -nodes

openssl 预设输入输出的格式都是PEM, 要转换格式很简单,搭配 inform, outform 参数就可以了

Certificate PEM 转 DER

openssl x509 -inform pem -in cert.pem -outform der -out cert.der

Certificate DER转 PEM

openssl x509 -inform der -in cert.der -outform pem -out cert.pem

RSA key 的转换比较多一些, 有 private/public key, PKCS#1/PKCS#8, DER/PEM, 以下只都是用 PEM 格式, 要转成 DER 只要加入inform, outform 参数就可以了

输出 public key 指令

从
certificate
输出

openssl x509 -in cert.pem -pubkey -noout > public.pem

从 private key 输出

openssl rsa -in private.pem -pubout -out public.pem

PKCS#1/PKCS#8转换
openssl 有多个指令会产生 private key,genpkey会产生PKCS#8格式genrsa会产生PKCS#1格式,
上面兩个输出 public key的指令都是PKCS#8格式

Public key 格式转换,主要是搭配 RSAPublicKey_in,RSAPublicKey_out,
這兩个参数, rsa command的 help沒有显示这两个参数,说明文件才有

Public key: PKCS#8 -> PKCS#1

openssl rsa -pubin -in public.pem -RSAPublicKey_out -out public_pkcs1.pem

Public key: PKCS#1 -> PKCS#8

openssl rsa  -RSAPublicKey_in -in public_pkcs1.pem  -out public_pkcs8.pem

也可以在从 private key 输出時直接设定输出格式

openssl rsa -in private.pem -RSAPublicKey_out -out public_pkcs1.pem

Private key 格式转换,主要是用pkcs8指令,搭配topk8参数作转换,若不加密就再加上nocrypt

Private key: PKCS#1 -> PKCS#8

openssl pkcs8 -in private_pkcs1.pem -topk8 -nocrypt -out private_pkcs8.pem

Private key: PKCS#8 -> PKCS#1

openssl pkcs8 -in private_pkcs8.pem -nocrypt -out private_pkcs1.pem
用OpenSSL 0.9.8可以,之后的版本用pkcs8这个指令输出都是PKCS#8,這指令只是用於0.9.8
用0.9.8之后的版本直接用rsa转换即可
openssl rsa -in private_pkcs8.pem -out private_pkcs1.pem

从PKCS#7 输出 certificate
目前最常遇到的是 DOCSIS secure upgrade 用的 Code File, 前面會有一段 DER 编码的资料, 包含1～2张CVC

openssl pkcs7 -in code.p7b -print_certs -out certs.pem

从 PKCS#12(PFS)输出 certificate
和 private key

openssl pkcs12 -in key_cert.pfx -nodes -out key_cert.pem

打完指令会要求输入 pfx file 的密码,若上述指令没加入nodes,会再要求输入输出的 private key 要用的密碼

把 private key 和 certificate 以及 CA 打包成 PKCS#12
者功能我是用来制作
FreeRADIUS client 端,给 windows 用的懒人包,输入的 private key (client.key),
certificate (client.crt), certificate-chain(cert-chain.crt)
都是用 PEM 格式

openssl pkcs12 -export -out client.p12 -inkey client.key -in client.crt -certfile cert-chain.crt

打完指令会要求输入 pfx file 的密码, 之後在 windows下直接开启 client.p12 敲完密码,下一步到底,凭证就会放到对的地方了

生成证书命令

证书的生成过程

1. 首先，要生成证书，首先，要有密钥，也就是你用来加密解密的一个RSA密钥对。

2. 制作一个根证书，因为个人使用，不打算找相关机构申请签名，那么你就必须有一个自己的根证书进行签名。

3. 生成一个证书的申请文件，这个文件正常情况下是用来跟机构申请证书的，如果你自己用，就可以用2中的根证书自己签名。

4. 用跟证书给自己的证书签名。

x509证书一般会用到三类文件，key，csr，crt。

Key 是私用密钥，openssl格式，通常是rsa算法。

csr是证书请求文件，用于申请证书。在制作csr文件的时候，必须使用自己的私钥来签署申请，还可以设定一个密钥。

crt是CA认证后的证书文件（windows下面的csr，其实是crt），签署人用自己的key给你签署的凭证。

1.    key的生成

openssl genrsa -des3 -out server.key 2048

这样是生成rsa私钥，des3算法，openssl格式，2048位强度。server.key是密钥文件名。为了生成这样的密钥，需要一个至少四位的密码。可以通过以下方法生成没有密码的key:

openssl rsa -in server.key -out server.key

server.key就是没有密码的版本了。

2. 生成CA的crt

openssl req -new -x509 -key server.key -out ca.crt -days 3650

生成的ca.crt文件是用来签署下面的server.csr文件。

3.    csr的生成方法：

openssl req -new -key server.key -out server.csr

需要依次输入国家，地区，组织，email。最重要的是，有一个common name，可以写你的名字或者域名。如果为了https申请，这个必须和域名吻合，否则会引发浏览器警报。生成的csr文件交给CA签名后形成服务端自己的证书。

4.    crt生成方法
openssl x509 -req -days 3650 -in server.csr -CA ca.crt -CAkey server.key -CAcreateserial -out server.crt

在这个blog中讲的更详细一些：https://blog.csdn.net/fyang2007/article/details/6180361

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