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openssl自簽名CA憑證前情提要什麼是x509證書鍊概念步驟

原部落格連結

本文非原創，系浏覽各部落格後結合自身使用的一個總結，友善回顧。

前情提要

通俗了解SSL/TLS協定差別與原理

數字簽名是什麼

什麼是x509證書鍊

  • x509證書一般會用到三類檔案，key，csr，crt。
  • key是私用密鑰，openssl格式，通常是rsa算法。
  • csr是證書請求檔案，用于申請證書。在制作csr檔案的時候，必須使用自己的私鑰來簽署申請，還可以設定一個密鑰。
  • crt是CA認證後的證書檔案（windows下面的csr，其實是crt），簽署人用自己的key給你簽署的憑證。

概念

  • 根證書 生成伺服器證書，用戶端證書的基礎。自簽名。
  • 伺服器證書 由根證書簽發。配置在伺服器上。
  • 用戶端證書 由根證書簽發。配置在伺服器上，并發送給客戶，讓客戶安裝在浏覽器裡。

（把根證書安裝到浏覽器的受信CA中，通路伺服器時就不會出警告了。）

首先要有一個CA根證書，然後用CA根證書來簽發使用者證書。使用者進行證書申請：一般先生成一個私鑰，然後用私鑰生成證書請求(證書請求裡應含有公鑰資訊)，再利用證書伺服器的CA根證書來簽發證書。

步驟

自簽名CA根證書

1、/root/ca目錄下建立4個子目錄：

  • newcerts：存放CA簽署過的數字證書。
  • private：存放CA的私鑰。
  • conf：存放一些簡化參數用的配置檔案。
  • server：存放伺服器證書檔案。

2、制作ca.key 私鑰

openssl genrsa -out /root/ca/private/ca.key 2048

3、生成pem格式的根證書

openssl req -x509 -new -nodes \
-key /root/ca/private/ca.key \
-sha256 -days 1024 \
-out /root/ca/private/ca.pem

接下來提示将如下顯示：

Country Name (2 letter code) [XX]:CN

State or Province Name (full name) []:GuangDong

Locality Name (eg, city) [Default City]:ShenZhen

Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:Fatri

Organizational Unit Name (eg, section) []:Test

Common Name (eg, your name or your server’s hostname) []: *.fatri.cn

Email Address []:[email protected]

4、.pem轉化為.crt(用于浏覽器信任)

openssl x509 -outform der -in /root/ca/private/ca.pem -out /root/ca/private/ca.crt

簽發伺服器證書（用戶端證書同理）

1、建立檔案ca.conf

[req]
default_bits = 2048
prompt = no
default_md = sha256
distinguished_name = dn

[dn]
C = CN
ST = GuangDong
L = ShenZhen
O = Fatri
OU = Test
emailAddress = [email protected]
CN = *.fatri.cn

2、建立檔案v3.ext

authorityKeyIdentifier=keyid,issuer
basicConstraints=CA:FALSE
keyUsage = digitalSignature, nonRepudiation, keyEncipherment, dataEncipherment
subjectAltName = @alt_names

[alt_names]
DNS.1 = *.fatri.cn 
DNS.2 = localhost
IP.1 = 172.28.2.105
IP.2 = 172.28.2.107

3、生成服務端證書簽名請求，同時生成服務端私鑰（nginx用）

openssl req -new -sha256 -nodes \
-out /root/ca/server/server.csr \
-newkey rsa:2048 -keyout /root/ca/server/server.key \
-config /root/ca/conf/ca.cnf

4、用ca私鑰以ca的名義(ca.pem)給網站證書簽名，加上v3.ext中的配置

openssl x509 -req -in /root/ca/server/server.csr \
-CA /root/ca/private/ca.pem \
-CAkey /root/ca/private/ca.key \
-CAcreateserial -out /root/ca/server/server.crt -days 1800 -sha256 -extfile /root/ca/conf/v3.ext

至此證書生成完畢！

接下來是使用流程。

服務端Nginx配置SSL

1、啟動Nginx容器

docker run -d --name nginx-test --restart always\  
-p 81:8080 -p 444:443 \ 
-v /usr/local/nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro  \  
-v /root/ca:/root/ca \ 
nginx:1.17.3

解釋:

-d:背景運作 --name:容器名 --restart:重新開機設定

-p:端口映射(主控端端口:容器内端口)

-v:資料挂載(容器内目錄挂載到主控端, ro将容器内配置檔案設為隻讀模式, 隻能在主控端修改nginx配置)

2、打開防火牆端口81、444

firewall-cmd --add-port 81/tcp --permanent --zone=public
firewall-cmd --add-port 444/tcp --permanent --zone=public
firewal-cmd --reload

3、配置nginx.conf, 為了開發友善同時開啟了http和https的通路，如果區域網路統一配置了域名，不需要更改主機host就可以關閉8080端口或者将其重定向至443。

worker_processes  auto;

events {
   worker_connections  1024;
}

http {
   include             mime.types;
   default_type        application/octet-stream;
   sendfile            on;

   proxy_set_header X-Forward-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
   # 請求主機頭字段，否則為伺服器名稱
   proxy_set_header Host           $host;
   # 用戶端ip位址
   proxy_set_header X-Real-IP      $remote_addr;
   # 包含請求參數的原始URI，不包含主機名
   proxy_set_header Request-Url    $request_uri;

   # 配置共享會話緩存大小，視站點通路情況設定
   ssl_session_cache   shared:SSL:10m;
   # 配置會話逾時時間
   ssl_session_timeout 10m; 

   map $http_upgrade $connection_upgrade {
       default upgrade;
       ''      close;
   }

   upstream shadow {
       server 172.20.0.104:8080 weight=1;
   }
  
   upstream web {
       server 172.20.0.109:8080 weight=1;
   }

   server {
       listen       8080;
       listen       443 ssl;
       server_name *.fatri.cn;
       ssl_certificate /root/ca/server/server.crt;
       ssl_certificate_key /root/ca/server/server.key;

       # 設定長連接配接
       keepalive_timeout   70;
         
       # 以下兩項不建議顯示設定
       # ssl_protocols  SSLv2 SSLv3 TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; 
       # 定義算法        
       # ssl_ciphers  ALL:!ADH:!EXPORT56:RC4+RSA:+HIGH:+MEDIUM:+LOW:+SSLv2:+EXP;         

       # 優先采取伺服器算法
       ssl_prefer_server_ciphers   on;

       location / {
           proxy_pass http://web;
       }
       location /api/v1/ws {
           proxy_pass http://shadow; 
           proxy_http_version 1.1;
           proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
           proxy_set_header Connection $connection_upgrade;
       }
   }
}

nginx重定向http請求配置(未測試)

server {
    listen 80;
    server_name *.fatri.cn;
    return 301 https://$host$request_uri;
}

server {
    listen 443 ssl;
    server_name  example.org;
    root /etc/nginx/wwwroot/;
    charset utf-8;

    ssl_certificate /etc/nginx/ssl/example.org.bundle.crt;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/example.org.key;
    
    # ...
}

4、修改Nginx配置檔案nginx.conf, 修改後重新開機容器使配置生效

docker restart nginx-test

由于不是買的官方CA憑證，是以需要讓浏覽器信任CA。

用戶端添加信任證書

輕按兩下根

ca.crt

導入證書（也可從控制台搜尋管理系統證書導入）

openssl自簽名CA憑證前情提要什麼是x509證書鍊概念步驟

選擇受信任的根證書頒發機構

openssl自簽名CA憑證前情提要什麼是x509證書鍊概念步驟

配置主機映射 

# 1、修改host
win10到C:\Windows\System32\drivers\etc目錄下修改host（可先用文本編輯儲存到桌面，在修改字尾名拖回檔案夾覆寫原檔案）
mac直接指令行`sodo vi /etc/hosts`

# 2、添加映射
172.28.2.105   dev.fatri.cn

# 3、重新整理配置
win10還需進入終端輸入`ipconfig/flushdns`重新整理配置
mac應該直接修改後就生效
學習 ssl openssl ca證書
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