前言
一般，我们提供https网站服务需要购买 CA 机构签发的证书。但在某些情况下，例如：保护企业 Intranet 类网站的安全，我们就可以创建自己的 CA ，自签发免费的证书，往往比付费证书更有意义！
Linux 环境下我们可以利用 OpenSSL 来实现免费证书的签发。在签发免费证书之前我们需要了解一些公钥密码学的常识。
一、公钥密码学
1、公钥密码学
PKI 是一个安全体系，它利用公钥密码学技术来管理和分发数字证书，以验证通信实体的身份。PKIX 是 PKI 的一个具体实现标准，它定义了 PKI 体系结构的模型和操作协议。PKCS则为公钥密码学的应用提供了具体的标准和实现方式。它们相互协作，共同确保网络通信的安全性和可靠性。
个人理解，就是 PKIX 在 X.509 公钥证书标准的基础上，定义了PKI应该具备哪些基础组件、及组件间的操作协议，使得 PKI 系统的构建和管理更标准和规范。在各组件构建与管理中，PKCS 则为涉及到的密钥管理、加密算法、证书管理等提供了具体的标准和接口等。
2、平时最常见的各种文件拓展名：
PEM ：DER 编码的二进制数据再以 Base64 编码。
CRT – certificate 的缩写,linux 系统中比较常见,可能是PEM 编码,也可能是 DER 编码,但大多数应该是 PEM 编码。
CER – certificate 的缩写,常见于Windows 系统,同样的,可能是 PEM 编码,也可能是 DER 编码,但大多数应该是 DER 编码。
DER ：以二进制编码格式保存证书，不包含私钥。这些证书也可以用 CER 或者 CRT 作为扩展名KEY – 通常用来存放一个公钥或者私钥,并非 X.509 证书,编码同样的,可能是 PEM ,也可能是 DER 。
JKS ：Java 的密钥存储文件,二进制格式,是一种 Java 特定的密钥文件格式， JKS 的密钥库和私钥可以用不同的密码进行保护。
CSR – Certificate Signing Request ,即证书签名请求,不是证书,而是向 CA 获得签名证书的申请文件PFX/P12 PKCS#12 通过 DER 编码实现,以二进制格式保存证书，可以包含私钥，也可以不包含私钥。如果包含私钥那么通常会加密。
总结一下：
- 常见证书三种编码格式：
DER、PEM、PKCS#12 -
常见证书文件扩展名：
CRT、CER、DER - 公钥和私钥文件扩展名：
KEY、JKS - 包含证书和私钥文件扩展名：
PFX/P12 - 证书签名请求文件扩展名：
CSR
3、思考了几个傻傻的问题
梳理完上面一堆个概念还是一直懵懵懂懂，于是思考了几个傻傻的问题？
- 数字证书是不是都是公钥证书，有私钥证书吗？
私钥证书并不是常见的表述，通常在公钥密码学中，我们谈及的是公钥证书，而不是私钥证书。私钥不应该被公开或包含在证书中，因为它是保持通信和交易安全性的关键。
- 证书和密钥为什么要使用
ASN.1描述？
私ASN.1 提供了描述数据结构的能力，跨平台，统一的编解码，高效传输。
- 证书和密钥为什么要使用
ASN.1的编码规则进行编码？
个人理解使用了ASN.1 定义了证书和密钥数据结构，使用 ASN.1 提供的编码规则进行编码，不需要考虑兼容性。而且通过 ASN.1 统一编码，通过定义的编码规则，变相约定了证书和秘钥的内容格式，使得证书和密钥更容易被管理。
二、浏览器的如何验证SSL/TLS证书SAN的
其他的不谈，我们只关心浏览器是如何匹配证书中的 Subject Alternative Name 字段的，有三种方法：
- 在地址栏中的主机名与证书主题
Subject中的Common Name完全匹配。 - 主机名与通配符
Common Name相匹配。例如：www.example.com匹配* .example.com。 - 主机名在
Subject Alternative Name字段中列出
三、OpenSSL签发证书
使用 openssl req 工具时，不指定 -config 选项时，默认使用 /etc/pki/tls/openssl.cnf;
1、生成自签名的CA证书
一条命令生成CA的私钥文件 CA.key 和证书文件CA.crt
#nodes 私钥不加密
#days 证书有效期 10年是一个合理的时间
#v3_req v3_ca 参考openssl.cnf
openssl req -x509 -nodes -days 3650 -newkey rsa:2048 -subj "/C=CN/ST=HB/L=SJZ/O=lbaxe" -keyout CA.key -out CA.crt -reqexts v3_req -extensions v3_ca
当然也可以分步
#1.生成私钥 CA.key
openssl genrsa -out CA.key 2048
#2.生成csr请求文件 CA.csr
openssl req -new -key CA.key -subj "/C=CN/ST=HB/L=SJZ/O=lbaxe" -sha256 -out CA.csr
#3.生成CA自签名证书 CA.crt
openssl x509 -req -days 3650 -in CA.csr -signkey CA.key -out CA.crt
2、签发SSL证书
准备服务器 192.168.0.100 的私钥文件 server.key
openssl genrsa -out server.key 2048
生成证书请求文件 server.csr
# 公用名称 (Common Name) 简称CN SSL 证书，一般为网站域名或ip；而对于代码签名证书则为申请单位名称；而对于客户端证书则为证书申请者的姓名
# O 字段，SSL 证书，一般为网站域名；而对于代码签名证书则为申请单位名称；而对于客户端单位证书则为证书申请者所在单位名称
openssl req -new -key server.key -subj "/C=CN/ST=HB/L=SJZ/O=lbaxe/CN=192.168.0.100" -sha256 -out server.csr
准备服务器 192.168.0.100 的证书扩展文件 server.ext ，subjectAltName 填写多个ip（需包含证书请求CN），可以多个服务器共用扩展文件
[ req ]
default_bits = 2048
default_md = sha256
distinguished_name = req_distinguished_name
x509_extensions = SAN
[ req_distinguished_name ]
countryName = CN
stateOrProvinceName = Definesys
localityName = Definesys
organizationName = Definesys
[ SAN ]
basicConstraints = CA:FALSE
keyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEncipherment,dataEncipherment
subjectAltName = @alt_names
[ alt_names ]
IP.1 = 192.168.0.100
IP.2 = 192.168.0.101
使用CA证书签发服务器证书 server.crt
openssl x509 -req -days 365 -in server.csr -CA CA.crt -CAkey CA.key -CAcreateserial -sha256 -out server.crt -extfile server.ext -extensions SAN
※参考数据与延伸阅读
- https://www.digicert.com/faq/public-trust-and-certificates/what-is-a-multi-domain-san-certificate。
- https://jamielinux.com/docs/openssl-certificate-authority/index.html。