TLS(SSL) 相关

作者: 马六甲的笔记 | 来源:发表于2020-12-11 16:09 被阅读0次

网络协议 Day19 HTTPS
SSL/TLS 相关
TLS(SSL) 相关
SSL证书签发
TLS/SSL
Nginx配置Https单向、双向认证
深入浅出HTTPS基本原理
深入浅出HTTPS基本原理
SSL（IPTV项目使用HTTPS和服务器通讯）
密码技术（十四）之SSL/TLS

CURL

请求 HTTPS 网站，一般为单向认证，流程图如下：

单向认证

步骤1

CURLOPT_SSLVERSION
指定要使用的 SSL 版本（一般无需设置，让 Curl 决定）

步骤3

CURLOPT_CAINFO / CURLOPT_CAPATH
校验服务端证书合法性所使用的本地 CA 证书，（一般不设置，内用内置证书）

CURLOPT_SSL_VERIFYPEER
是否校验服务端的证书合法性，默认: true

CURLOPT_SSL_VERIFYHOST
若服务端证书合法，是否验证域名与证书是否匹配。默认: true

CURLOPT_SSL_VERIFYSTATUS
若服务端证书校验通过，是否校验证书状态（会向证书服务商发出请求，检查证书是否被吊销）默认: false

步骤4

CURLOPT_SSL_CIPHER_LIST
设置SSL的加密算法列表，（一般无需设置，让 Curl 决定）

步骤7

CURLOPT_RANDOM_FILE
用来生成 SSL 随机数种子的文件名，（一般不设置，Curl 自行决定）

其他

CURLOPT_SSL_OPTIONS
SSL 验证行为：一般保持默认，可参见

CURLOPT_CERTINFO
是否收集通信过程中的证书信息，需要 CURLOPT_VERBOSE=1 (开启 debug , 收集信息)

以上为客户端校验服务端的流程，有些时候，服务端也要校验客户端，比如一些支付接口，需要认证才能请求 API。此时，客户端也需要提供证书，进行双向认证，所有单向认证的参数仍然有效，额外增加了客户端提供证书的步骤。

双向认证

步骤 4 、步骤 9：客户端提供证书和公钥：

CURLOPT_SSLCERT
客户端证书路径，该证书可以同时包含公钥，比如 PEM 证书就可以合二为一

CURLOPT_SSLCERTTYPE
证书类型，支持 "PEM"(默认值)、"DER"和"ENG"

若证书不包含公钥，则需要单独提供。（证书和公钥一般为相同格式，但也可以不同）

CURLOPT_SSLKEY
私钥的文件路径

CURLOPT_SSLKEYTYPE
私钥的文件类型，支持 "PEM"(默认值)、"DER"和"ENG"

CURLOPT_KEYPASSWD
公钥如果需要密码，可通过该选项进行设置

CURLOPT_SSLCERTPASSWD / CURLOPT_SSLKEYPASSWD
提一下这两个选项，已不建议（弃用），原本：

CURLOPT_SSLCERTPASSWD 对应二合一 CURLOPT_SSLCERT 的密码

CURLOPT_SSLKEYPASSWD 对应单独 CURLOPT_SSLKEY 密码
但实际上二者都是指公钥密码，现在建议使用 CURLOPT_SSLKEY 直接设置

CURLOPT_SSLENGINE / CURLOPT_SSLENGINE_DEFAULT
私钥的加密引擎 / 非对称加密操作的变量。这两个参数用的较少，需要使用通过引擎构建的 Openssl 库，通常无需理会，当你需要用到的时候，自然就会明白。

最后，以上都是针对 HTTP 请求的。Curl 还支持 SSH 、SFTP、SCP 协议，对应的也有相关配置，如：

CURLOPT_SSH_HOST_PUBLIC_KEY_MD5
SSH 远程主机公钥（public key）的 MD5 校验值，用于验证远程主机公钥证书

CURLOPT_SSH_PUBLIC_KEYFILE
SSH 客户端公钥文件路径，默认使用 $HOME/.ssh/id_dsa.pub

CURLOPT_SSH_PRIVATE_KEYFILE
SSH 客户端私钥文件路径，默认使用 $HOME/.ssh/id_dsa

CURLOPT_KEYPASSWD
SSH 客户端私钥密码，在旧版本的 Curl 中，没有 CURLOPT_SSLCERTTYPE 和 CURLOPT_SSLKEYPASSWD 选项，也是使用该选项设置的。很有可能为了兼容，该值仍作为这两个值的 fallback

CURLOPT_SSH_AUTH_TYPES
SFTP 和 SCP 所需的身份验证类型

SSL 上下文

以上是使用 CURL 时，与 SSL 相关的配置，还有一些是直接使用 openssl 来进行操作，以 php ssl 上下文选项举例

作为客户端

使用 stream-socket-client 创建 SSL 客户端，在配置上下文选项时

对应 CURL 章节中步骤 3
cafile / capath
校验服务端证书合法性所使用的本地 CA 证书，（一般不设置，内用内置证书）

verify_peer
是否校验服务端的证书合法性，默认: true

verify_peer_name
若服务端证书合法，是否验证域名与证书是否匹配。默认: true

peer_name
证书内包含域名信息，一般校验时，对比证书内域名与所请求域名。但可以通过该值直接指定

allow_self_signed
服务端的证书一般为 CA 证书下发的二级证书，是否允许服务端自制的证书（非 CA 二级证书）

对应 CURL 章节中步骤 4、9（仅支持 PEM 证书）
local_cert
客户端证书路径，该证书可以同时包含公钥

local_pk
若证书不包含公钥，单独提供公钥

passphrase
二合一证书或单独公钥的密码

作为服务端

使用 stream-socket-server 创建 SSL 服务端端，在配置上下文选项时

cafile / capath
服务端 CA 证书，（一般不设置，内用内置证书）

local_cert
服务端证书，一般为从 CA 机构注册得到的二级证书

local_pk
若证书不包含公钥，单独提供公钥

passphrase
二合一证书或单独公钥的密码

若服务端需要 SSL 双向认证，即客户端在请求时也要提供证书（该证书也由服务端生成，分发给用户）

verify_peer
设置为 true 开启校验，即客户端需提供证书

verify_peer_name
是否要验证客户端证书的域名一致性

peer_name
验证域名一致性时，要求客户端证书的域名与该设置值匹配（一般会自动获取，但也可手动设置）

证书生成

若是客户端需要证书，一般由服务端提供。若是服务端需要证书，通常在 CA 机构注册获得。但有时候只是为了测试，或者部署私有 CA，使用私有证书，有必要了解一下证书的制作。
对于 Windows，如果安装了 Git，就无需再次安装 openssl 了，可直接使用 C:\Progra~1\Git\usr\bin\openssl

命令行方式

一、制作一级 CA 证书

生成私钥 CA.key

#创建私钥 (建议设置密码)
openssl genrsa -des3 -out CA.key 2048

生成如下

Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
.............................................+++
................................+++
e is 65537 (0x010001)
<注：输入两次 CA Key 的密码>
Enter pass phrase for Ca.key:123456
Verifying - Enter pass phrase for CA.key:123456

由 KEY 生成证书 CA.crt

# 1 年有效期
openssl req -x509 -new -nodes -key CA.key -sha256 -days 360 -out CA.crt

流程如下

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) [AU]:CN
State or Province Name (full name) [Some-State]:HaiNan
Locality Name (eg, city) []:WenChang
Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:CNASA Inc
Organizational Unit Name (eg, section) []:
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:CNASA root CA
Email Address []:admin@cnasa.cn

一级 CA 证书制作完毕，该 CA.crt 将作为客户端请求使用的 CA 证书。若是希望用户通过浏览器访问该 CA 证书下发的二级证书网站，需要用户将 CA.crt 添加到系统信任证书中。

二、制作二级 SSL 证书

假如你的 CA 获得了操作系统认证，内置在操作系统内了，你就成了一个 CA 签发机构了，可以卖证书了，通过下面的方式签发证书发放给网站主

创建 SSL 证书 KEY

# 这里简单起见，使用无密码 key，若需要给 key 设置密码，参考上面 CA.key
openssl genrsa -out localhost.key 2048

输出信息

Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
...............+++
..............................................................................+++
e is 65537 (0x010001)

由 KEY 创建 SSL 证书 CSR

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

输入相关信息

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) [AU]:CN
State or Province Name (full name) [Some-State]:HaiNan
Locality Name (eg, city) []:WenChang
Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:CNASA Inc
Organizational Unit Name (eg, section) []:
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:CNASA root CA
Email Address []:admin@cnasa.cn

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
<注:以下两项一般无需输入，回车即可>
A challenge password []:<Enter>
An optional company name []:<Enter>

challenge password：这个不是证书密码（证书没有密码，证书公钥 KEY 才有密码），CA 机构的网站一般有管理证书的操作界面，该密码通常为 CA 机构自用，在进行一些敏感操作（如删除证书，修改 KEY 密码），需要证书管理员提供该 challenge password 以提高安全性

创建域名附加配置文件，新建文件cert.ext 输入如下内容保存

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

[alt_names]
DNS.1 = localhost
IP.2 = 127.0.0.1
DNS.3 = test.com
DNS.4 = *.test.com

使用上面准备好的文件，由步骤一创建的 CA 签发 SSL 证书

# ssl证书有效期10年
openssl x509 -req -in localhost.csr -out localhost.crt -days 3650 \
  -CAcreateserial -CA CA.crt -CAkey CA.key \
  -CAserial serial -extfile cert.ext

此步骤需要输入 CA 私钥的密码

....
Getting CA Private Key
<输入 CA.key 密码回车>
Enter pass phrase for CA.key:

OK，到这里为止， SSL 证书制作完毕，使用自制的 CA 和 SSL 证书可以配置到服务端，网站就可以开启 HTTPS 了（客户端需要使用该 CA 证书进行访问）

若网站需要开启双向 SSL 认证，就需要给客户端也提供一个 SSL 证书，只需要重复上面 [制作二级 SSL 证书] 的步骤，生成的证书和 key（密码可选）就可以分发给用户了。

编程方式

通过 PHP 举例，创建 CA 证书 / SSL 证书都可以通过以下步骤完成

openssl_pkey_new（创建 key）
openssl-csr-new（创建 CSR）
openssl-csr-sign（由 KEY 签署 CSR）
openssl-x509-export（创建 CA）

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