# HTTPS与SSL配置及CA证书 ## CA证书 **什么是证书** 证书，英文也叫“digital certificate”或“public key certificate”。 它是用来证明某某东西确实是某某的东西，通俗地说，证书就好比例子里面的公章。通过公章， 可以证明该介绍信确实是对应的公司发出的。 理论上，人人都可以找个证书工具，自己做一个证书。那如何防止坏人自己制作证书出来骗人呢？ **什么是CA** CA 是“Certificate Authority”的缩写，也叫“证书授权中心”。它是负责管理和签发证书的第三方机构， 就好比例子里面的中介C公司。 一般来说，CA必须是所有行业和所有公众都信任的、认可的。因此它必须具有足够的权威性。 就好比A、B两公司都必须信任C公司，才会找C公司作为公章的中介。 **什么是CA证书** CA证书，顾名思义，就是CA颁发的证书。 前面已经说了，人人都可以找工具制作证书。但是你一个小破孩制作出来的证书是没啥用处的。 因为你不是权威的CA机关，你自己搞的证书不具有权威性。 这就好比上述的例子里，某个坏人自己刻了一个公章，盖到介绍信上。但是别人一看， 不是受信任的中介公司的公章，就不予理睬。 **什么是证书之间的信任关系** 在开篇的例子里谈到，引入中介后，业务员要同时带两个介绍信。第一个介绍信包含了两个公章，并注明，公章C信任公章A。 证书间的信任关系，就和这个类似。就是用一个证书来证明另一个证书是真实可信滴。 **什么是证书信任链** 实际上，证书之间的信任关系，是可以嵌套的。 比如，C信任A1，A1信任A2，A2信任A3......这个叫做证书的信任链。 只要你信任链上的头一个证书，那后续的证书，都是可以信任滴。 **什么是根证书** 根证书的英文叫“root certificate”，为了说清楚根证书是咋回事，再来看个稍微复杂点的例子。 假设C证书信任A和B；然后A信任A1和A2；B信任B1和B2。则它们之间，构成如下的一个树形关系（一个倒立的树）。 ![](./333.png) 处于最顶上的树根位置的那个证书，就是“根证书”。除了根证书，其它证书都要依靠上一级的证书，来证明自己。 那谁来证明“根证书”可靠呢？ 实际上，根证书自己证明自己是可靠滴（或者换句话说，根证书是不需要被证明滴）。 聪明的同学此刻应该意识到了：根证书是整个证书体系安全的根本。 所以，如果某个证书体系中，根证书出了问题（不再可信了），那么所有被根证书所信任的其它证书，也就不再可信了。 **证书有啥用** CA证书的作用有很多，只列出常用的几个。 - 验证网站是否可信（针对HTTPS）： 通常，我们如果访问某些敏感的网页（比如用户登录的页面），其协议都会使用HTTPS而不是HTTP,因为HTTP协议是明文的， 一旦有坏人在偷窥你的网络通讯，他/她就可以看到网络通讯的内容（比如你的密码、银行帐号、等）。 而 HTTPS 是加密的协议，可以保证你的传输过程中，坏蛋无法偷窥。 但是，千万不要以为，HTTPS协议有了加密，就可高枕无忧了。 假设有一个坏人，搞了一个假的网银的站点，然后诱骗你上这个站点。 假设你又比较单纯，一不留神，就把你的帐号，口令都输入进去了。那这个坏蛋的阴谋就得逞了。 为了防止坏人这么干，HTTPS 协议除了有加密的机制，还有一套证书的机制。通过证书来确保，某个站点确实就是某个站点。 有了证书之后，当你的浏览器在访问某个HTTPS网站时，会验证该站点上的CA证书（类似于验证介绍信的公章）。 如果浏览器发现该证书没有问题（证书被某个根证书信任、证书上绑定的域名和该网站的域名一致、证书没有过期）， 那么页面就直接打开，否则的话，浏览器会给出一个警告，告诉你该网站的证书存在某某问题，是否继续访问该站点。 - 验证文件是否可信 ### SSL原理 要想弄明白SSL认证原理，首先要对CA有有所了解，它在SSL认证过程中有非常重要的作用。 说白了，CA就是一个组织，专门为网络服务器颁发证书的，国际知名的CA机构有VeriSign、Symantec，国内的有GlobalSign。 每一家CA都有自己的根证书，用来对它所签发过的服务器端证书进行验证。 如果服务器提供方想为自己的服务器申请证书，它就需要向CA机构提出申请。 服务器提供方向CA提供自己的身份信息，CA判明申请者的身份后，就为它分配一个公钥， 并且CA将该公钥和服务器身份绑定在一起，并为之签字，这就形成了一个服务器端证书。 如果一个用户想鉴别另一个证书的真伪，他就用CA的公钥对那个证书上的签字进行验证，一旦验证通过，该证书就被认为是有效的。 证书实际是由证书签证机关（CA）签发的对用户的公钥的认证。 证书的内容包括：电子签证机关的信息、公钥用户信息、公钥、权威机构的签字和有效期等等。 目前，证书的格式和验证方法普遍遵循X.509国际标准。 ### 申请证书流程 ![](./444.png) 首先要有一个CA根证书，然后用CA根证书来签发用户证书。 用户进行证书申请： 1. 先生成一个私钥 2. 用私钥生成证书请求(证书请求里应含有公钥信息) 3. 利用证书服务器的CA根证书来签发证书 这样最终拿到一个由CA根证书签发的证书，其实证书里仅有公钥，而私钥是在用户手里的。 ### SSL工作流程（单向） ![](./555.png) 1. 客户端say hello 服务端 2. 服务端将证书、公钥等发给客户端 3. 客户端CA验证证书，成功继续、不成功弹出选择页面 4. 客户端告知服务端所支持的加密算法 5. 服务端选择最高级别加密算法明文通知客户端 6. 客户端生成随机对称密钥key，使用服务端公钥加密发送给服务端 7. 服务端使用私钥解密，获取对称密钥key 8. 后续客户端与服务端使用该密钥key进行加密通信 ### SSL工作流程（双向） 单向认证，仅仅是客户端需要检验服务端证书是否是正确的，而服务端不会检验客户端证书是否是正确的。双向认证，指客户端验证服务器端证书，而服务器也需要通过CA的公钥证书来验证客户端证书。 双向验证的过程： 1. 客户端say hello 服务端 2. 服务端将证书、公钥等发给客户端 3. 客户端CA验证证书，成功继续、不成功弹出选择页面 4. 客户端将自己的证书和公钥发送给服务端 5. 服务端验证客户端证书，如不通过直接断开连接 6. 客户端告知服务端所支持的加密算法 7. 服务端选择最高级别加密算法使用客户端公钥加密后发送给客户端 8. 客户端收到后使用私钥解密并生成随机对称密钥key，使用服务端公钥加密发送给服务端 9. 服务端使用私钥解密，获取对称密钥key 10. 后续客户端与服务端使用该密钥key进行加密通信 ### 自生成CA证书 #### 生成CA根证书 ```bash [root@rocky]# cd /etc/pki/ [root@rocky ca_test]#mkdir ca_test [root@rocky ca_test]#mkdir root server client newcerts [root@rocky ca_test]#echo 01 > serial [root@rocky ca_test]#echo 01 > crlnumber [root@rocky ca_test]#touch index.txt [root@rocky ca_test]#vi tls/openssl.cnf # 生成私钥 [root@rocky ca_test]#openssl genrsa -out /etc/pki/ca_test/root/ca.key # 生成请求文件 [root@rocky ca_test]#openssl req -new -key /etc/pki/ca_test/root/ca.key -out /etc/pki/ca_test/root/ca.csr You are about to be asked to enter information that will be incorporated into your certificate request. What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN. There are quite a few fields but you can leave some blank For some fields there will be a default value, If you enter '.', the field will be left blank. ----- Country Name (2 letter code) [XX]: State or Province Name (full name) []:SC Locality Name (eg, city) [Default City]:SC Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:rocky Organizational Unit Name (eg, section) []:rocky Common Name (eg, your name or your servers hostname) []:aming.com Email Address []:123@123.com Please enter the following 'extra' attributes to be sent with your certificate request A challenge password []:123456 An optional company name []:rockylinux.com #生成CA根证书 [root@rocky ca_test]#openssl x509 -req -days 365 -in /etc/pki/ca_test/root/ca.csr -signkey /etc/pki/ca_test/root/ca.key -out /etc/pki/ca_test/root/ca.crt Signature ok subject=C = XX, ST = SC, L = SC, O = rocky, OU = rocky, CN = aming.com, emailAddress = 123@123.com Getting Private key ``` #### 生成server端证书 ```bash [root@rocky ca_test]# cd /etc/pki/ca_test/server/ [root@rocky server]# openssl genrsa -out server.key Generating RSA private key, 2048 bit long modulus (2 primes) .........+++++ ...................................................+++++ e is 65537 (0x010001) [root@rocky server]# openssl req -new -key server.key -out server.csr You are about to be asked to enter information that will be incorporated into your certificate request. What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN. There are quite a few fields but you can leave some blank For some fields there will be a default value, If you enter '.', the field will be left blank. ----- Country Name (2 letter code) [XX]: State or Province Name (full name) []:SC Locality Name (eg, city) [Default City]:SC Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:rocky Organizational Unit Name (eg, section) []:linux Common Name (eg, your name or your servers hostname) []:server.com Email Address []:server.com Please enter the following 'extra' attributes to be sent with your certificate request A challenge password []:123456 An optional company name []:server [root@rocky server]# openssl ca -in server.csr -cert /etc/pki/ca_test/root/ca.crt -keyfile /etc/pki/ca_test/root/ca.key -out server.crt -days 3560 Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf Check that the request matches the signature Signature ok Certificate Details: Serial Number: 1 (0x1) Validity Not Before: Aug 27 04:15:31 2022 GMT Not After : May 26 04:15:31 2032 GMT Subject: countryName = XX stateOrProvinceName = SC organizationName = rocky organizationalUnitName = linux commonName = server.com emailAddress = server.com X509v3 extensions: X509v3 Basic Constraints: CA:FALSE Netscape Comment: OpenSSL Generated Certificate X509v3 Subject Key Identifier: F1:16:FD:35:18:4D:E6:04:A9:14:92:95:76:2B:A8:55:56:CF:34:A1 X509v3 Authority Key Identifier: DirName:/C=XX/ST=SC/L=SC/O=rocky/OU=rocky/CN=aming.com/emailAddress=123@123.com serial:72:D4:E2:96:5F:B1:30:25:E9:67:6F:B8:48:38:AC:2B:B6:A9:B2:E5 Certificate is to be certified until May 26 04:15:31 2032 GMT (3560 days) Sign the certificate? [y/n]:y 1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]y Write out database with 1 new entries Data Base Updated ``` #### 生成客户端证书 ```bash [root@rocky ca_test]# cd client/ [root@rocky client]# openssl genrsa -out client.key Generating RSA private key, 2048 bit long modulus (2 primes) ................+++++ ...............................................................................+++++ e is 65537 (0x010001) [root@rocky client]# openssl req -new -key client.key -out client.csr You are about to be asked to enter information that will be incorporated into your certificate request. What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN. There are quite a few fields but you can leave some blank For some fields there will be a default value, If you enter '.', the field will be left blank. ----- Country Name (2 letter code) [XX]: State or Province Name (full name) []:SC Locality Name (eg, city) [Default City]:CD Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:rocky Organizational Unit Name (eg, section) []:client Common Name (eg, your name or your servers hostname) []:client.com Email Address []: Please enter the following 'extra' attributes to be sent with your certificate request A challenge password []:123456 An optional company name []:linuxclient.com [root@rocky client]# openssl ca -in client.csr -cert /etc/pki/ca_test/root/ca.crt -keyfile /etc/pki/ca_test/root/ca.key -out client.crt -days 3650 Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf Check that the request matches the signature Signature ok Certificate Details: Serial Number: 2 (0x2) Validity Not Before: Aug 27 04:20:09 2022 GMT Not After : Aug 24 04:20:09 2032 GMT Subject: countryName = XX stateOrProvinceName = SC organizationName = rocky organizationalUnitName = client commonName = client.com X509v3 extensions: X509v3 Basic Constraints: CA:FALSE Netscape Comment: OpenSSL Generated Certificate X509v3 Subject Key Identifier: E6:64:B9:21:56:FE:56:D0:DE:0C:DD:E4:87:CD:B6:25:2C:CD:06:AE X509v3 Authority Key Identifier: DirName:/C=XX/ST=SC/L=SC/O=rocky/OU=rocky/CN=aming.com/emailAddress=123@123.com serial:72:D4:E2:96:5F:B1:30:25:E9:67:6F:B8:48:38:AC:2B:B6:A9:B2:E5 Certificate is to be certified until Aug 24 04:20:09 2032 GMT (3650 days) Sign the certificate? [y/n]:y 1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]y Write out database with 1 new entries Data Base Updated ``` ## certbot生成证书配置HTTPS 免费ssl证书申请网站： - [freessl.cn](https://freessl.cn/) - [freessl命令行工具部署证书](https://docs.certcloud.cn/docs/installation/auto/cmcli/) - [Let’s Encrypt证书](https://certbot.eff.org/instructions?ws=nginx&os=centosrhel7) 使用certbot工具自动生成Let’s Encrypt证书 证书有效期为90天，到期自动续期 ### 安装snap (Centos、Rocky通用) ```bash sudo yum install epel-release sudo yum upgrade sudo yum install snapd sudo systemctl enable --now snapd.socket sudo ln -s /var/lib/snapd/snap /snap ``` ### 使用snap安装certbot (Centos、Rocky通用) ```bash sudo snap install --classic certbot sudo ln -s /snap/bin/certbot /usr/bin/certbot # 配置https证书 sudo certbot --nginx # 测试自动续订 sudo certbot renew --dry-run ``` ### 使用 ```bash sudo certbot --nginx ``` > 注意： > 1. 有时候即使在root用户下执行也会报错，需要加上`sudo` > 2. certbot是根据nginx项目配置的server块筛选的，server_name后面的域名不要有特殊符号。 > 3. 域名需要解析到互联网。 ![](./111.png) ![](./222.png) 是否将http重定向到https 1. 无重定向 2. 重定向，访问域名将默认跳转到https ### 配置https #### 配置单向SSL ``` server { listen 443 ssl; server_name www.123.com; index index.html; root /data/wwwroot/server.com; ssl_certificate /etc/pki/ca_test/server/server.crt; ssl_certificate_key /etc/pki/ca_test/server/server.key; ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; ssl_ciphers ALL:!DH:!EXPORT:!RC4:+HIGH:+MEDIUM:!eNULL; ssl_prefer_server_ciphers on; } ``` #### 配置双向SSL ```bash server { listen 443 ssl; server_name www.123.com; index index.html; root /data/wwwroot/server.com; ssl_certificate /etc/pki/ca_test/server/server.crt; ssl_certificate_key /etc/pki/ca_test/server/server.key; ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; ssl_ciphers ALL:!DH:!EXPORT:!RC4:+HIGH:+MEDIUM:!eNULL; ssl_prefer_server_ciphers on; ssl_client_certificate /etc/pki/ca_test/root/ca.crt; ssl_verify_client on; } ``` #### 配置解析 - `443 ssl`：监听443端口，使用ssl协议 - `ssl_certificate`：证书文件路径 - `ssl_certificate_key`：私钥文件路径 - `ssl_protocols`：指定ssl协议版本，TLSv1和TLSv1.1有安全隐患，建议去掉 - `ssl_ciphers`：指定加密套件，多个套件用冒号分隔，`ALL`表示全部，`!`表示不启用，`+`表示将该套件排到最后 - `ssl_prefer_server_ciphers`：如果不指定默认为off，当为on时，在使用SSLv3和TLS协议时，服务器加密算法将优于客户端加密算法。 - `ssl_client_certificate`：客户端证书文件路径 - `ssl_verify_client`：是否验证客户端证书，on表示验证，off表示不验证