OpenSSL实验

文章目录

一、OpenSSL安装
二、OpenSSL配置
- - 常见路径
  - 查找配置文件的方法
  - 示例
  - **1. 配置文件结构**
  - **2. 主要段落及其作用**
  - - **(1) 默认段（Default Section）**
    - **(2) OID段（OID Section）**
    - **(3) CA相关段（CA Section）**
    - **(4) 证书请求段（REQ Section）**
    - **(5) DN字段段（Distinguished Name Section）**
    - **(6) 扩展字段段（Extensions Section）**
  - **3. 配置文件的使用**
  - **4. 配置文件的高级用法**
  - **5. 注意事项**
三、OpenSSL非对称密钥
- 生成RSA密钥
- 生成DH密钥及参数
- 生成EC密钥
- 生成SM2密钥
- 使用openssl pkey将加密的私钥转换为明文私钥
- 使用openssl asn1parse或其他ASN1解析工具，查看加密私钥、明文私钥、公钥内容
- 使用gmssl
- - GmSSL
  - 密钥对生成
  - 签名验签
  - 加密解密
四、OpenSSL杂凑和对称解密
- - 杂凑（Hash）
  - HMAC（消息认证码）
  - 加密
  - 解密
五、OpenSSL创建根CA
- - `[ CA_default ]` 部分：
  - `[ req ]` 部分：
  - 配置
  - 执行
六、OpenSSL创建中间CA和CRL
- - 配置
  - 执行
七、OpenSSL签发终端用户证书
- - 配置
  - 执行
八、OpenSSL签发服务器证书
- - 配置
  - 执行
  - 生成 CRL 步骤：
九、OpenSSL提供OCSP服务
- - 生成 OCSP 服务密钥和证书
  - 启动 OCSP 服务
  - OCSP 客户端测试

一、OpenSSL安装

先查看系统相关信息

[root@testsvr ~]# cat /etc/os-release
NAME="openEuler"
VERSION="22.03 (LTS-SP3)"
ID="openEuler"
VERSION_ID="22.03"
PRETTY_NAME="openEuler 22.03 (LTS-SP3)"
ANSI_COLOR="0;31"

[root@testsvr ~]# uname -r
5.10.0-182.0.0.95.oe2203sp3.x86_64

[root@testsvr ~]# hostnamectl
 Static hostname: testsvr
       Icon name: computer-vm
         Chassis: vm
      Machine ID: 6994b28ec2914ac98303f773e970f959
         Boot ID: 7f75d528cb9e44f7b8d4d8dd112e009d
  Virtualization: vmware
Operating System: openEuler 22.03 (LTS-SP3)
          Kernel: Linux 5.10.0-182.0.0.95.oe2203sp3.x86_64
    Architecture: x86-64
 Hardware Vendor: VMware, Inc.
  Hardware Model: VMware Virtual Platform

使用的系统是openEuler 22.03 SP3

openEuler 是一个开源的 Linux 操作系统，由华为（Huawei）发起并维护，旨在为服务器、云计算、边缘计算等场景提供稳定、可靠、高性能的操作系统平台。它基于 CentOS 和其他开源技术构建，具有良好的兼容性和扩展性。

改系统已安装了OpenSSL，故此步骤跳过

[root@testsvr ~]# openssl version
OpenSSL 1.1.1wa  16 Nov 2023

若未进行安装可使用以下命令进行安装：

sudo yum update
sudo yum install openssl

二、OpenSSL配置

在Linux系统中，OpenSSL的配置文件通常名为openssl.cnf，其位置可能因安装方式和系统配置而有所不同。以下是一些常见的OpenSSL配置文件路径和查找方法：

常见路径

/etc/ssl/openssl.cnf：这是许多Linux发行版中OpenSSL配置文件的默认位置。
/etc/pki/tls/openssl.cnf：在某些系统（如CentOS、openEuler）中，配置文件可能位于此路径。
/usr/local/ssl/openssl.cnf：如果OpenSSL是从源代码编译安装的，配置文件可能位于此路径。

查找配置文件的方法

使用find命令：
```
find / -name openssl.cnf 2>/dev/null
```
这个命令会在整个文件系统中搜索名为openssl.cnf的文件，并忽略错误信息。
查看OpenSSL命令的配置文件路径：
```
openssl version -a
```
这个命令会显示OpenSSL的版本信息以及编译时的配置路径。
检查环境变量：如果系统设置了OPENSSL_CONF环境变量，可以通过以下命令查看其值：
```
echo $OPENSSL_CONF
```
如果该变量未设置，OpenSSL会使用默认路径。

示例

假设你使用的是openEuler系统，配置文件通常位于/etc/pki/tls/openssl.cnf。你可以通过以下命令确认：

cat /etc/pki/tls/openssl.cnf

如果不确定配置文件的位置，可以使用find命令进行全局搜索：

find / -name openssl.cnf 2>/dev/null

OpenSSL的配置文件openssl.cnf是一个关键的文件，用于定义OpenSSL的行为、证书的生成和管理等。以下是对openssl.cnf配置文件的详细解释，基于最新的搜索结果：

1. 配置文件结构

openssl.cnf文件由多个段（Section）组成，每个段以[section_name]开头，后面跟着一系列的name=value格式的指令。未被引用的段将被忽略。

2. 主要段落及其作用

(1) 默认段（Default Section）

默认段通常没有明确的名称，但也可以自定义名称。它定义了一些全局的默认设置。

ini复制

HOME = .
RANDFILE = $ENV::HOME/.rnd
oid_section = new_oids

HOME：定义了当前目录。
RANDFILE：定义了随机数文件的路径。
oid_section：指向其他定义了OID（对象标识符）的段。

(2) OID段（OID Section）

该段定义了自定义的OID，用于扩展证书的功能。

ini复制

[ new_oids ]
tsa_policy1 = 1.2.3.4.1
tsa_policy2 = 1.2.3.4.5.6
tsa_policy3 = 1.2.3.4.5.7

(3) CA相关段（CA Section）

该段定义了CA（证书颁发机构）的行为和路径。

ini复制

[ ca ]
default_ca = CA_default

[ CA_default ]
dir = /etc/pki/CA
certs = $dir/certs
database = $dir/index.txt
new_certs_dir = $dir/newcerts
certificate = $dir/cacert.pem
serial = $dir/serial
private_key = $dir/private/cakey.pem
x509_extensions = usr_cert
default_days = 365
default_md = default
policy = policy_match

dir：CA的根目录。
certs：已颁发证书的存放目录。
database：证书数据库文件。
new_certs_dir：新证书的存放目录。
certificate：CA证书文件。
serial：序列号文件。
private_key：CA的私钥文件。
x509_extensions：证书扩展字段。
default_days：证书默认有效期。
default_md：默认的摘要算法。
policy：证书匹配策略。

(4) 证书请求段（REQ Section）

该段定义了生成证书请求时的默认设置。

ini复制

[ req ]
default_bits = 2048
default_md = sha256
default_keyfile = privkey.pem
distinguished_name = req_distinguished_name
x509_extensions = v3_ca
string_mask = utf8only

default_bits：私钥的默认位数。
default_md：默认的摘要算法。
default_keyfile：默认的私钥文件。
distinguished_name：引用DN（可识别名称）的设置。
x509_extensions：自签名证书的扩展字段。
string_mask：字符串类型掩码，推荐使用utf8only。

(5) DN字段段（Distinguished Name Section）

该段定义了证书请求中需要填写的DN字段。

ini复制

[ req_distinguished_name ]
countryName = Country Name (2 letter code)
countryName_default = XX
stateOrProvinceName = State or Province Name (full name)
localityName = Locality Name (eg, city)
0.organizationName = Organization Name (eg, company)
commonName = Common Name (eg, your name or your server's hostname)
commonName_max = 64
emailAddress = Email Address
emailAddress_max = 64

(6) 扩展字段段（Extensions Section）

该段定义了证书的扩展字段。

ini复制

[ usr_cert ]
basicConstraints = CA:FALSE
nsComment = "OpenSSL Generated Certificate"
subjectKeyIdentifier = hash
authorityKeyIdentifier = keyid,issuer

basicConstraints：基本约束，CA:FALSE表示该证书不能作为CA证书。
nsComment：注释字段。
subjectKeyIdentifier：主题密钥标识符。
authorityKeyIdentifier：颁发者密钥标识符。

3. 配置文件的使用

查找配置文件：可以通过find / -name openssl.cnf 2>/dev/null命令查找配置文件的位置。
查看配置文件路径：运行openssl version -a可以显示OpenSSL的版本信息以及编译时的配置路径。
环境变量：如果设置了OPENSSL_CONF环境变量，OpenSSL会优先使用该变量指定的配置文件。

4. 配置文件的高级用法

扩展配置段：可以自定义扩展字段，用于特定的证书需求。
变量与宏：配置文件支持变量和宏的定义与引用，方便灵活配置。

5. 注意事项

权限问题：配置文件的权限需要正确设置，以防止未授权访问。
配置错误：如果配置文件存在错误，可能会导致OpenSSL命令失败。

三、OpenSSL非对称密钥

生成RSA密钥

使用 OpenSSL 命令行工具生成 RSA 密钥对的两个步骤。以下是每个命令的详细解释：

生成 RSA 密钥对：
```
openssl genpkey -algorithm RSA -out rsa.key -aes256 -pkeyopt rsa_keygen_bits:4096
```
- genpkey：生成私钥/公钥对。
- <algorithm RSA>：指定算法为 RSA。
- -out rsa.key：输出文件名，包含生成的 RSA 私钥。
- -aes256：使用 AES-256 算法加密私钥文件。
- -pkeyopt rsa_keygen_bits:4096：指定生成的 RSA 密钥长度为 4096 位。
这个命令会生成一个 RSA 私钥文件 rsa.key，并使用 AES-256 加密保护。
从 RSA 密钥对中提取公钥：

bash复制
```
openssl pkey -in rsa.key -pubout -out rsa.key.pub
```
- -in rsa.key：输入文件名，包含 RSA 私钥。
- -pubout：指示从私钥中提取公钥。
- -out rsa.key.pub：输出文件名，包含提取的 RSA 公钥。
这个命令会从 RSA 私钥文件 rsa.key 中提取公钥，并将其保存到 rsa.key.pub 文件中。

验证私钥

生成私钥后，可以通过以下命令验证私钥是否正确生成：

openssl rsa -in rsa.key -check

执行该命令时，系统会提示你输入私钥的密码。输入密码后，如果私钥有效，将输出类似以下内容：

RSA key ok

提取公钥

从私钥中提取公钥的命令如下：

openssl rsa -in rsa.key -pubout -out rsa.pub

-in rsa.key：指定输入的私钥文件。
-pubout：指示从私钥中提取公钥。
-out rsa.pub：指定公钥输出文件的名称。

执行该命令时，系统会提示你输入私钥的密码。输入密码后，公钥将被提取并保存到rsa.pub文件中。

生成DH密钥及参数

使用 OpenSSL 命令行工具生成和处理 Diffie-Hellman（DH）密钥对的三个步骤。Diffie-Hellman 是一种安全协议，用于在不安全的信道上安全地交换密钥。以下是每个命令的详细解释：

生成 DH 参数：
```
openssl genpkey -genparam -algorithm dh -out dh.param.pem -pkeyopt dh_paramgen_prime_len:2048
```
- genpkey：生成私钥/公钥对。
- -genparam：生成密钥交换参数。
- <algorithm dh>：指定算法为 Diffie-Hellman。
- -out dh.param.pem：输出文件名，包含 DH 参数。
- -pkeyopt dh_paramgen_prime_len:2048：指定生成的素数长度为 2048 位。
这个命令会生成一个包含 DH 参数的文件 dh.param.pem，这些参数稍后用于生成 DH 密钥对。
生成 DH 密钥对：
```
openssl genpkey -paramfile dh.param.pem -out dh.key -aes256
```
- -paramfile dh.param.pem：使用之前生成的 DH 参数文件。
- -out dh.key：输出文件名，包含生成的 DH 私钥。
- -aes256：使用 AES-256 算法加密私钥文件。
这个命令会生成一个 DH 私钥文件 dh.key，并使用 AES-256 加密保护。
从 DH 密钥对中提取公钥：
```
openssl pkey -in dh.key -pubout -out dh.key.pub
```
- -in dh.key：输入文件名，包含 DH 私钥。
- -pubout：指示从私钥中提取公钥。
- -out dh.key.pub：输出文件名，包含提取的 DH 公钥。
这个命令会从 DH 私钥文件 dh.key 中提取公钥，并将其保存到 dh.key.pub 文件中。

生成EC密钥

使用 OpenSSL 命令行工具生成椭圆曲线（EC）密钥对的两个步骤。以下是命令的详细解释：

生成 EC 密钥对：
```
openssl genpkey -algorithm EC -out ec.key -aes256 -pkeyopt ec_paramgen_curve:prime256v1
```
- genpkey：生成私钥/公钥对。
- <algorithm EC>：指定算法为椭圆曲线。
- -out ec.key：输出文件名，包含生成的 EC 私钥。
- -aes256：使用 AES-256 算法加密私钥文件。
- -pkeyopt ec_paramgen_curve:prime256v1：指定椭圆曲线参数，这里使用的是 prime256v1 曲线，也称为 secp256r1，这是一个广泛使用的 NIST 曲线。
这个命令会生成一个 EC 私钥文件 ec.key，并使用 AES-256 加密保护。
从 EC 密钥对中提取公钥：
```
openssl pkey -in ec.key -pubout -out ec.key.pub
```
- -in ec.key：输入文件名，包含 EC 私钥。
- -pubout：指示从私钥中提取公钥。
- -out ec.key.pub：输出文件名，包含提取的 EC 公钥。
这个命令会从 EC 私钥文件 ec.key 中提取公钥，并将其保存到 ec.key.pub 文件中。

生成SM2密钥

使用 OpenSSL 命令行工具生成基于 SM2 椭圆曲线算法的密钥对的两个步骤。以下是命令的详细解释：

生成 SM2 密钥对：
```
openssl genpkey -algorithm EC -out sm2.key -aes256 -pkeyopt ec_paramgen_curve:SM2
```
- genpkey：生成私钥/公钥对。
- <algorithm EC>：指定算法为椭圆曲线。
- -out sm2.key：输出文件名，包含生成的 SM2 私钥。
- -aes256：使用 AES-256 算法加密私钥文件。
- -pkeyopt ec_paramgen_curve:SM2：指定椭圆曲线参数，这里使用的是 SM2 曲线，这是中国国家密码局推荐的椭圆曲线密码算法。
这个命令会生成一个 SM2 私钥文件 sm2.key，并使用 AES-256 加密保护。
从 SM2 密钥对中提取公钥：
```
openssl pkey -in sm2.key -pubout -out sm2.key.pub
```
- -in sm2.key：输入文件名，包含 SM2 私钥。
- -pubout：指示从私钥中提取公钥。
- -out sm2.key.pub：输出文件名，包含提取的 SM2 公钥。
这个命令会从 SM2 私钥文件 sm2.key 中提取公钥，并将其保存到 sm2.key.pub 文件中。

使用openssl pkey将加密的私钥转换为明文私钥

使用 OpenSSL 命令来查看椭圆曲线（EC）私钥文件内容的命令。命令如下：

openssl ec -in sm2.key -text -noout

这个命令的各个参数解释如下：

openssl ec：指定使用 OpenSSL 的椭圆曲线（EC）功能。
-in sm2.key：指定输入文件为 sm2.key，这是包含椭圆曲线私钥的文件。
-text：指示 OpenSSL 输出私钥的详细信息，包括使用的椭圆曲线参数、私钥值等。
-noout：指示 OpenSSL 不要输出私钥或公钥的编码内容，只显示文本信息。

执行这个命令后，OpenSSL 会显示 sm2.key 文件中椭圆曲线私钥的详细信息，但不包括私钥或公钥的编码内容。这对于验证密钥文件的内容或调试问题非常有用，同时不会泄露私钥信息。

输出信息通常包括：

椭圆曲线的名称（例如 SM2）
使用的参数（例如素数、系数等）
私钥值（以十六进制表示）
其他相关信息（例如密钥长度）

这个命令可以帮助你确认密钥文件是否正确生成，以及它使用的椭圆曲线参数是否符合预期。

使用openssl asn1parse或其他ASN1解析工具，查看加密私钥、明文私钥、公钥内容

使用 OpenSSL 的 asn1parse 工具来解析一个名为 rsa.key 的文件，该文件可能包含一个 RSA 私钥。命令如下：

openssl asn1parse -in rsa.key -dump

这个命令的参数解释如下：

openssl asn1parse：这是 OpenSSL 提供的一个用于解析 ASN.1 数据结构的命令。
-in rsa.key：指定输入文件为 rsa.key，这是包含 RSA 密钥的文件。
-dump：这个选项会输出更详细的信息，包括每个字段的标签、长度和内容。它通常用于调试和分析 ASN.1 结构。

执行这个命令后，OpenSSL 会显示 rsa.key 文件中每个 ASN.1 字段的详细信息。

使用gmssl

使用 GmSSL 工具进行密钥对生成、签名验签以及加密解密操作的说明。GmSSL 是一个支持国密算法的 OpenSSL 替代品。以下是各个步骤的详细解释：

GmSSL

链接：提供了 GmSSL 在 GitHub 上的链接：https://github.com/guanzhi/GmSSL，你可以从这里获取 GmSSL 的源代码和相关文档。

密钥对生成

命令：
```
gmssl sm2keygen -pass 12345678 -out sm2.key -pubout sm2.key.pub
```
- sm2keygen：生成 SM2 密钥对。
- -pass 12345678：设置私钥的密码为 12345678。
- -out sm2.key：输出私钥文件名为 sm2.key。
- -pubout sm2.key.pub：输出公钥文件名为 sm2.key.pub。

签名验签

生成待签名消息：
```
echo -n "abc" > msg.txt
```
- 将字符串 "abc" 写入文件 msg.txt。
签名：
```
gmssl sm2sign -key sm2.key -pass 12345678 -in msg.txt -out msg.sig
```
- sm2sign：使用 SM2 算法进行签名。
- -key sm2.key：指定私钥文件。
- -pass 12345678：指定私钥的密码。
- -in msg.txt：指定输入文件，即待签名的消息。
- -out msg.sig：输出签名文件。
验签：
```
gmssl sm2verify -in msg.txt -pubkey sm2.key.pub -sig msg.sig
```
- sm2verify：验证签名。
- -in msg.txt：指定输入文件，即原始消息。
- -pubkey sm2.key.pub：指定公钥文件。
- -sig msg.sig：指定签名文件。

加密解密

生成随机明文：
```
gmssl rand -outlen 32 -out plain.bin
```
- rand：生成随机数。
- -outlen 32：生成 32 字节的随机数。
- -out plain.bin：输出文件名为 plain.bin。
加密：
```
gmssl sm2encrypt -in plain.bin -pubkey sm2.key.pub -out ct.bin
```
- sm2encrypt：使用 SM2 算法进行加密。
- -in plain.bin：指定输入文件，即明文。
- -pubkey sm2.key.pub：指定公钥文件。
- -out ct.bin：输出文件名为 ct.bin，即密文。
解密：
```
gmssl sm2decrypt -in ct.bin -key sm2.key -pass 12345678 -out pt.bin
```
- sm2decrypt：使用 SM2 算法进行解密。
- -in ct.bin：指定输入文件，即密文。
- -key sm2.key：指定私钥文件。
- -pass 12345678：指定私钥的密码。
- -out pt.bin：输出文件名为 pt.bin，即解密后的明文。
比较明文：
```
cmp plain.bin pt.bin
```
- cmp：比较两个文件是否相同。
- plain.bin 和 pt.bin：分别是加密前的明文和解密后的文件。

四、OpenSSL杂凑和对称解密

杂凑（Hash）

SHA-256 杂凑：
```
openssl dgst -sha256 msg.txt
```
这条命令使用 SHA-256 算法对文件 msg.txt 进行杂凑运算，生成消息的摘要。
SM3 杂凑：
```
openssl dgst -sm3 msg.txt
```
这条命令使用 SM3 算法对文件 msg.txt 进行杂凑运算，生成消息的摘要。

HMAC（消息认证码）

SHA-256 HMAC：
```
openssl dgst -sha256 -hmac "hmackey" msg.txt
```
这条命令使用 SHA-256 算法和密钥 hmackey 对文件 msg.txt 进行 HMAC 计算，生成消息的认证码。
SM3 HMAC：
```
openssl dgst -sm3 -hmac "hmackey" msg.txt
```
这条命令使用 SM3 算法和密钥 hmackey 对文件 msg.txt 进行 HMAC 计算，生成消息的认证码。

加密

生成随机文件：
```
openssl rand -out plain.bin 32
```
这条命令生成一个包含 32 字节随机数据的文件 plain.bin。
AES-128-CBC 加密：
```
openssl enc -e -in plain.bin -K 00112233445566778899aabbccddeeff -iv 00112233445566778899aabbccddeeff -aes-128-cbc -out ct.aes.bin
```
这条命令使用 AES-128-CBC 算法加密文件 plain.bin，密钥和初始化向量（IV）均为 001122334455667788899aabbccddeeff，输出加密文件 ct.aes.bin。
SM4-ECB 加密：
```
openssl enc -e -in plain.bin -K 00112233445566778899aabbccddeeff -sm4-ecb -out ct.sm4.bin
```
这条命令使用 SM4-ECB 算法加密文件 plain.bin，密钥为 00112233445566778899aabbccddeeff，输出加密文件 ct.sm4.bin。
手动填充：

如果你不想手动填充，可以生成一个随机的16字节（ 128 位）密钥和初始化向量，例如：
```
openssl rand -out key.bin 16
openssl rand -out iv.bin 16
```
然后你可以使用这些文件作为密钥和初始化向量：
```
openssl enc -e -in plain.bin -K $(cat key.bin | xxd -p) -iv $(cat iv.bin | xxd -p) -aes-128-cbc -out ct.aes.bin
```
这样，OpenSSL 会从 key.bin 和 iv.bin 文件中读取密钥和初始化向量。

解密

AES-128-CBC 解密：
```
openssl enc -d -in ct.aes.bin -K 00112233445566778899aabbccddeeff -iv 00112233445566778899aabbccddeeff -aes-128-cbc -out pt.aes.bin
```
这条命令使用 AES-128-CBC 算法解密文件 ct.aes.bin，密钥和初始化向量（IV）均为 00112233445566778899aabbccddeeff，输出解密文件 pt.aes.bin。
SM4-ECB 解密：
```
openssl enc -d -in ct.sm4.bin -K 00112233445566778899aabbccddeeff -sm4-ecb -out pt.sm4.bin
```
这条命令使用 SM4-ECB 算法解密文件 ct.sm4.bin，密钥为 001122334455667788899aabbccddeeff，输出解密文件 pt.sm4.bin。

五、OpenSSL创建根CA

如何使用 OpenSSL 创建一个根证书颁发机构（CA）的配置文件？

配置文件通常包含两个主要部分：[ CA_default ] 和 [ req ]，每个部分定义了不同的参数。以下是图片中提到的配置项的解释：

`[ CA_default ]` 部分：

dir：CA 的工作目录，这里是 ./demoCA。
database：CA 的索引数据库文件路径，这里是 $dir/index.txt，即工作目录下的 index.txt 文件。
serial：CA 的序列号文件路径，这里是 $dir/serial，即工作目录下的 serial 文件。
private_key：CA 的私钥文件路径，这里是 $dir/private/cakey.pem，即工作目录下的 private 子目录中的 cakey.pem 文件。
x509_extensions：证书扩展的配置文件，这里使用的是 subca_cert，通常用于子 CA 证书的扩展。
default_days：证书的默认有效期，这里是 3650 天。
default_md：默认的消息摘要算法，这里使用的是 default，通常指的是 OpenSSL 默认的摘要算法。

`[ req ]` 部分：

default_bits：默认的密钥长度，这里是 2048 位。
default_keyfile：默认的私钥文件，这里是 privkey.pem。
distinguished_name：用于证书请求的名称区分字段，这里使用的是 req_distinguished_name，通常在另一个配置文件中定义。
attributes：请求的属性，这里使用的是 req_attributes，通常在另一个配置文件中定义。
x509_extensions：X.509 证书扩展，这里使用的是 v3_ca，通常用于定义 CA 证书的扩展。

这些配置项是创建根 CA 时常用的参数，它们定义了 CA 的基本属性和证书的生成规则。在实际使用中，可能需要根据具体需求调整这些参数。

如何配置和执行 OpenSSL 命令来创建一个根证书颁发机构（CA）。以下是步骤和命令的解释：

配置

创建目录：
```
mkdir -p /root/openssl/rootca && cd /root/openssl/rootca
```
这条命令创建一个名为 rootca 的目录在 /root/openssl/ 下，然后切换到该目录。
复制配置文件：
```
cp /etc/pki/tls/openssl.cnf .
```
这条命令将系统的 OpenSSL 配置文件 openssl.cnf 复制到当前目录。
编辑 v3_ca 配置：
- basicConstraints = critical,CA:true：指定证书是一个 CA 证书。
- keyUsage = critical, cRLSign, keyCertSign：指定密钥的用途，包括签发证书和 CRL（证书吊销列表）。
编辑 req_distinguished_name 配置：
- countryName_default = CN：默认的国家代码。
- stateOrProvinceName_default 和 0.organizationName_default：需要设置为合适的值，这些是证书申请者的信息。

执行

切换到 rootca 目录：
```
cd /root/openssl/rootca
```
创建子目录：
```
mkdir -p demoCA/{certs,crl,newcerts,private}
```
这条命令在 demoCA 目录下创建四个子目录，用于存放证书、CRL、新证书和私钥。
设置权限：
```
chmod 700 demoCA/private
```
这条命令设置 private 目录的权限，确保私钥文件的安全性。
初始化索引文件：
```
touch demoCA/index.txt
```
这条命令创建一个空的索引文件，用于记录签发的证书。
初始化序列号文件：
```
echo 1000 > demoCA/serial
```
这条命令创建一个序列号文件，并初始化为 1000，用于证书序列号的生成。
生成私钥：
```
openssl genpkey -algorithm RSA -out demoCA/private/cakey.pem -aes256 -pkeyopt rsa_keygen_bits:4096
```
这条命令生成一个 4096 位的 RSA 私钥，并使用 AES-256 加密保存到 cakey.pem 文件中。
生成自签名根证书：
```
openssl req -config ./openssl.cnf -key ./demoCA/private/cakey.pem -x509 -days 7300 -out ./demoCA/cacert.pem
```
这条命令使用配置文件 openssl.cnf 和私钥 cakey.pem 生成一个自签名的根证书，有效期为 7300 天，保存到 cacert.pem 文件中。
- Country Name (2 letter code) [CN]:
- 国家名称（两位字母代码）[中国]：CN
- State or Province Name (full name) [Some-State]:
- 州或省名称（全名）[某个州]：Guangdong（广东）
- Locality Name (eg, city) []:
- 地区名称（例如，城市）[]：Shenzhen（深圳）
- Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:
- 组织名称（例如，公司）[互联网小部件有限公司]：My Company（我的公司）
- Organizational Unit Name (eg, section) []:
- 组织单位名称（例如，部门）[]：IT Department（IT部门）
- Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:
- 通用名称（例如，服务器的完全限定域名或您的名称）[]：my-ca（我的CA）
- Email Address []:
- 电子邮件地址[]：admin@example.com

这些步骤和命令构成了创建一个基本的 OpenSSL 根 CA 的过程。

六、OpenSSL创建中间CA和CRL

如何使用 OpenSSL 创建一个中间证书颁发机构（CA）。以下是配置和执行步骤的解释：

配置

CA_default：
- default_days = 3650：证书的默认有效期为 3650 天（不修改也可以）。
- x509_extensions = subca_cert：修改证书扩展配置段，使用名为 subca_cert 的扩展配置。
subca_cert（新增该段）：
- subjectKeyIdentifier=hash：指定主题密钥标识符使用哈希值。
- authorityKeyIdentifier=keyid:always,issuer：指定颁发者密钥标识符总是包含密钥 ID 和颁发者信息。
- basicConstraints=critical, CA:true：指定证书是一个 CA 证书。
- keyUsage = critical, cRLSign, keyCertSign：指定密钥的用途，包括签发证书和 CRL（证书吊销列表）。

执行

生成私钥：
```
openssl genpkey -algorithm RSA -out demoCA/private/subca.pem -aes256 -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048
```
这条命令生成一个 2048 位的 RSA 私钥，并使用 AES-256 加密保存到 subca.pem 文件中。
生成证书签名请求（CSR）：
```
openssl req -config openssl.cnf -new -key ./demoCA/private/subca.pem -out ./demoCA/csr/subca.csr
```
这条命令使用配置文件 openssl.cnf 和私钥 subca.pem 生成一个证书签名请求（CSR），保存到 subca.csr 文件中。
签发中间 CA 证书：
```
openssl ca -config openssl.cnf -in ./demoCA/csr/subca.csr -out ./demoCA/certs/subca.cer
```
这条命令使用配置文件 openssl.cnf 签发中间 CA 证书，从 CSR 文件 subca.csr 中获取信息，并将签发的证书保存到 subca.cer 文件中。

这些步骤构成了创建一个中间 CA 的基本过程。中间 CA 通常用于分层的 PKI（公钥基础设施）结构中，以提供额外的安全性和管理灵活性。

七、OpenSSL签发终端用户证书

以下是使用 OpenSSL 签发用户证书的过程，包括配置和执行步骤的详细解释：

配置

切换目录并创建子目录：
```
mkdir -p /root/openssl/subca && cd /root/openssl/subca
mkdir -p demoCA/{certs,crl,newcerts,private,csr}
```
切换到 /root/openssl/subca 目录，这是存放中间 CA 相关文件的地方。
复制 OpenSSL 配置文件：
```
cp /etc/pki/tls/openssl.cnf .
```
将系统的 OpenSSL 配置文件 openssl.cnf 复制到当前目录。
编辑用户证书配置（usr_cert）：
- basicConstraints=CA:FALSE：指定证书不是 CA 证书。
- keyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEncipherment：指定密钥的用途，包括不可否认性、数字签名和密钥加密。
- subjectKeyIdentifier=hash：指定主题密钥标识符使用哈希值。
- authorityKeyIdentifier=keyid,issuer：指定颁发者密钥标识符包括密钥 ID 和颁发者信息。
- req_distinguished_name：设置合适的默认值，这些值将在生成证书请求时使用。

执行

生成用户私钥：
```
openssl genpkey -algorithm RSA -out demoCA/private/user.pem -aes256 -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048
```
生成一个 2048 位的 RSA 私钥，并使用 AES-256 加密保存到 user.pem 文件中。
生成证书签名请求（CSR）：
```
openssl req -config openssl.cnf -new -key demoCA/private/user.pem -out demoCA/csr/user.csr
```
使用配置文件 openssl.cnf 和私钥 user.pem 生成一个证书签名请求（CSR），保存到 user.csr 文件中。
签发用户证书：
```
openssl ca -config openssl.cnf -in ./demoCA/csr/user.csr -out ./demoCA/certs/user.cer
```
使用配置文件 openssl.cnf 签发用户证书，从 CSR 文件 user.csr 中获取信息，并将签发的证书保存到 user.cer 文件中。

这些步骤构成了使用 OpenSSL 签发用户证书的基本过程。在这个过程中，你首先生成用户的私钥和 CSR，然后使用中间 CA 来签发最终的用户证书。

八、OpenSSL签发服务器证书

OpenSSL 配置文件中添加和配置不同的段落，以设置证书的扩展属性。以下是详细解释：

配置

增加 server_cert 段：
- basicConstraints=CA:FALSE：指定该证书不是一个 CA 证书。
- keyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEncipherment：指定密钥的用途，包括不可否认性、数字签名和密钥加密。
- subjectKeyIdentifier=hash：指定主题密钥标识符使用哈希值。
- authorityKeyIdentifier=keyid,issuer：指定颁发者密钥标识符包括密钥 ID 和颁发者信息。
- crlDistributionPoints = @crl_section：指定 CRL（证书吊销列表）分发点，引用 crl_section 段。
- authorityInfoAccess = @ocsp_section：指定 OCSP（在线证书状态协议）信息访问，引用 ocsp_section 段。
- subjectAltName = @alt_names：指定主题备用名称，引用 alt_names 段。
新增 crl_section 段：
- URI.0 = http://www.domain.dom/ca-crl.pem：指定第一个 CRL 分发点的 URL。
新增 ocsp_section 段：
- caIssuers;URI.0 = http://www.domain.dom/ca.crt：指定 CA 证书的 URL，用于 OCSP 检查。
- OCSP;URI.0 = http://ocsp.domain.dom/ocsp：指定 OCSP 服务的 URL。
新增 alt_names 段：
- DNS.1 = www.domain.dom：指定第一个备用 DNS 名称。
- IP.1 = 192.168.9.3：指定第一个备用 IP 地址。

执行

生成服务器私钥：
```
openssl genpkey -algorithm RSA -aes256 -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 -out demoCA/private/server.pem
```
这条命令生成一个 2048 位的 RSA 私钥，并使用 AES-256 加密保存到 demoCA/private/server.pem 文件中。
生成证书签名请求（CSR）：
```
openssl req -config openssl.cnf -new -key ./demoCA/private/server.pem -out ./demoCA/csr/server.csr
```
这条命令使用配置文件 openssl.cnf 和私钥 server.pem 生成一个证书签名请求（CSR），保存到 server.csr 文件中。
签发服务器证书：
```
openssl ca -config openssl.cnf -extensions server_cert -in ./demoCA/csr/server.csr -out ./demoCA/certs/server.cer
```
这条命令使用配置文件 openssl.cnf 和扩展配置 server_cert 签发服务器证书，从 CSR 文件 server.csr 中获取信息，并将签发的证书保存到 server.cer 文件中。

生成 CRL 步骤：

初始化 CRL 序列号：
```
echo 01 > demoCA/crlnumber
```
这条命令初始化 CRL 序列号文件 crlnumber，序列号从 01 开始。
生成 CRL：
```
openssl ca -config openssl.cnf -gencrl -out demoCA/crl/01.crl
```
这条命令使用配置文件 openssl.cnf 生成 CRL，并将生成的 CRL 保存到 01.crl 文件中。

使用 OpenSSL 签发不同类型服务器证书时如何指定证书的扩展密钥使用（Extended Key Usage，简称 EKU）。以下是详细解释：

特定应用服务器证书

extendedKeyUsage：用于指定证书的预期用途，确保证书仅用于特定的应用场景。

OCSP服务证书

extendedKeyUsage = critical, OCSPSigning：指定证书用于 OCSP（在线证书状态协议）签名。

代码签名服务证书

extendedKeyUsage = critical, codeSigning：指定证书用于代码签名。

时间戳服务证书

extendedKeyUsage = critical, timeStamping：指定证书用于时间戳服务。

可能取值

serverAuth：服务器认证。
clientAuth：客户端认证。
codeSigning：代码签名。
emailProtection：电子邮件保护。
OCSPSigning：OCSP 签名。
timeStamping：时间戳服务。

多个用途

extendedKeyUsage = critical, serverAuth, clientAuth, codeSigning, emailProtection：指定证书可以用于服务器认证、客户端认证、代码签名和电子邮件保护等多个用途。
extendedKeyUsage = critical, serverAuth, 1.2.3.4.5.6.7：指定证书可以用于服务器认证和另一个特定 OID（对象标识符）所代表的用途。

九、OpenSSL提供OCSP服务

如何使用 OpenSSL 提供 OCSP（在线证书状态协议）服务的步骤。以下是详细解释：

生成 OCSP 服务密钥和证书

切换目录：
```
cd /root/openssl/subca
```
切换到存放中间 CA 相关文件的目录。
生成 OCSP 私钥：
```
openssl genpkey -algorithm RSA -aes256 -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 -out demoCA/private/ocsp.pem
```
生成一个 2048 位的 RSA 私钥，并使用 AES-256 加密保存到 ocsp.pem 文件中。
生成 OCSP 证书签名请求（CSR）：
```
openssl req -config openssl.cnf -new -key ./demoCA/private/ocsp.pem -out ./demoCA/csr/ocsp.csr
```
使用配置文件 openssl.cnf 和私钥 ocsp.pem 生成一个证书签名请求（CSR），保存到 ocsp.csr 文件中。
签发 OCSP 证书：
```
openssl ca -config openssl.cnf -extensions ocsp_cert -in ./demoCA/csr/ocsp.csr -out ./demoCA/certs/ocsp.cer
```
使用配置文件 openssl.cnf 和扩展配置 ocsp_cert 签发 OCSP 证书，从 CSR 文件 ocsp.csr 中获取信息，并将签发的证书保存到 ocsp.cer 文件中。

[在openssl.cnf中仿照server_cert新增ocsp_cert段]
拷贝根 CA 证书：
```
cp /root/openssl/rootca/demoCA/cacert.pem ./demoCA/rootcert.pem
```
拷贝根 CA 证书到 rootcert.pem 文件中。

启动 OCSP 服务

openssl ocsp -port 8888 -index ./demoCA/index.txt -rsigner ./demoCA/certs/ocsp.cer -rkey ./demoCA/private/ocsp.pem -CA ./demoCA/cacert.pem -text

这条命令启动 OCSP 服务，监听 8888 端口，使用 ocsp.cer 作为签名证书，ocsp.pem 作为私钥，cacert.pem 作为 CA 证书，并以文本格式输出信息。

OCSP 客户端测试

openssl ocsp -host 127.0.0.1 -port 8888 -issuer ./demoCA/cacert.pem -cert ./demoCA/certs/user.cer -CAfile ./demoCA/rootcert.pem

这条命令测试 OCSP 服务，从本地主机（127.0.0.1）的 8888 端口获取证书状态，使用 cacert.pem 作为 CA 证书，user.cer 作为要查询的证书，rootcert.pem 作为信任的根 CA 证书。

忽略证书链验证（仅用于测试）：

如果需要验证 OCSP 响应，但证书链验证失败，可以使用 -noverify 选项跳过验证：

bash复制

openssl ocsp -host 127.0.0.1 -port 8888 -issuer ./demoCA/cacert.pem -cert ./demoCA/certs/user.cer -CAfile ./demoCA/rootcert.pem -noverify

注意：-noverify 仅用于调试，不适用于生产环境。

人类刻着对痛苦的敏感，却没有对痛苦的反感。

OpenSSL实验

文章目录

一、OpenSSL安装

二、OpenSSL配置

常见路径

查找配置文件的方法

示例

1. 配置文件结构

2. 主要段落及其作用

(1) 默认段（Default Section）

(2) OID段（OID Section）

(3) CA相关段（CA Section）

(4) 证书请求段（REQ Section）

(5) DN字段段（Distinguished Name Section）

(6) 扩展字段段（Extensions Section）

3. 配置文件的使用

4. 配置文件的高级用法

5. 注意事项

三、OpenSSL非对称密钥

生成RSA密钥

生成DH密钥及参数

生成EC密钥

生成SM2密钥

使用openssl pkey将加密的私钥转换为明文私钥

使用openssl asn1parse或其他ASN1解析工具，查看加密私钥、明文私钥、公钥内容

使用gmssl

GmSSL

密钥对生成

签名验签

加密解密

四、OpenSSL杂凑和对称解密

杂凑（Hash）

HMAC（消息认证码）

加密

解密

五、OpenSSL创建根CA

[ CA_default ] 部分：

[ req ] 部分：

配置

执行

六、OpenSSL创建中间CA和CRL

配置

执行

七、OpenSSL签发终端用户证书

配置

执行

八、OpenSSL签发服务器证书

配置

执行

生成 CRL 步骤：

九、OpenSSL提供OCSP服务

生成 OCSP 服务密钥和证书

启动 OCSP 服务

OCSP 客户端测试

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`[ CA_default ]` 部分：

`[ req ]` 部分：