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CA和证书_ca 证书 ca 私钥(3)，带你全面解析网络安全框架体系架构view篇_ca证书和私钥

作者：正经夜光杯 | 2024-07-02 21:59:37

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ca证书和私钥

发送者：使用接收者的公钥来加密消息，将加密后的消息发送给接收者

接收者：使用秘钥来解密消息

非对称加密实现数字签名

发送者：生成公钥/秘钥对，公开公钥，保密秘钥，使用秘钥加密消息，将加密后的消息发送给接收者

接收者：使用发送者的公钥来解密

CA和证书

中间人攻击（MTM）

攻击者与通讯的两端分别创建独立的联系，并交换其所收到的数据，使通讯的两端认为他们正在通过一个私密的连接与对方直接对话，但事实上整个会话都被攻击者完全控制。在中间人攻击中，攻击者可以拦截通讯双方的通话并插入新的内容。

SSL/TLS

SSL：Secure Socket Layer TLS：Transport Layer Security

功能

身份验证：SSL身份验证，指在客户端与服务器之间建立SSL连接时，通过SSL证书对服务器进行身份验证的过程。SSL证书是由可信的第三方机构（称为CA机构）颁发的，用于证明服务器身份的数字证书。
数据加密：SSL数据加密，指在客户端与服务器之间建立SSL连接后，通过使用加密算法对传输的数据进行加密处理，以保证数据在传输过程中不被窃听、篡改或伪造。
数据完整性：SSL数据完整性，是指通过数字签名等技术，在客户端与服务器之间建立的SSL连接中，保证传输的数据在传输过程中不被篡改或损坏。

HTTPS

http协议 + ssl/tls协议。

工作流程

客户端发起HTTPS请求

用户在浏览器里输入一个https网址，然后连接到服务器的443端口

服务端的配置

采用HTTPS协议的服务器必须要有一套数字证书，可以自己制作，也可以向组织申请。区别就是自己颁发的证书需要客户端验证通过，才可以继续访问，而使用受信任的公司申请的证书则不会弹出提示页面。这套证书其实就是一对公钥和私钥

传送服务器的证书给客户端

证书里其实就是公钥，并且还包含了很多信息，如证书的颁发机构，过期时间等等

客户端解析验证服务器证书

这部分工作是由客户端的TLS来完成的，首先会验证公钥是否有效，比如：颁发机构，过期时间等
等，如果发现异常，则会弹出一个警告框，提示证书存在问题。如果证书没有问题，那么就生成一
个随机值。然后用证书中公钥对该随机值进行非对称加密

客户端将加密信息传送服务器

这部分传送的是用证书加密后的随机值，目的就是让服务端得到这个随机值，以后客户端和服务端
的通信就可以通过这个随机值来进行加密解密了

服务端解密信息

服务端将客户端发送过来的加密信息用服务器私钥解密后，得到了客户端传过来的随机值

服务器加密信息并发送信息

服务器将数据利用随机值进行对称加密,再发送给客户端

客户端接收并解密信息

客户端用之前生成的随机值解密服务段传过来的数据，于是获取了解密后的内容

术语

PKI：公共秘钥加密体系

CA：签证机构

RA：注册机构

CRL：证书吊销列表

证书存取库：

X.509：定义了证书的结构以及认证协议标准

版本号
序列号
签名算法
颁发者
有效期限
主体名称

证书类型

证书授权机构的证书
服务器证书
用户证书

获取证书两种方法

自签名证书：自己签发自己的公钥
使用证书授权机构：

生成证书请求CSR
将证书请求CSR发送给CA
CA签名颁发证书

CA证书工作原理

须知：

图中每台设备都有自己的一套秘钥：公钥（P）和私钥（S）。SCA1表示CA1的私钥，Pzhao表示zhao的公钥…
根CA的公钥是客户端(zhao、qian、sun、li、子CA)本身就有的。如windows安装完毕后就自带有ROOTCA的证书，里面含有ROOTCA信息

当zhao要和qian通讯时：

zhao向CA1申请证书，CA1确定zhao的身份后，给zhao颁发证书：CA1用自己的私钥【SCA1】给zhao的公钥Pzhao签名加密【SCA1(Pzhao)】；再加上zhao的公钥信息；再加上CA1的信息；有效期等…。zhao获取到自己的证书。qian的证书同理。
zhao和qian通讯前会互相交换证书，如qian收到zhao证书时：用CA1的公钥解密【SCA1(Pzhao)】，就拿到了zhao的公钥，避免了MTM攻击。zhao收到qian证书同理，彼此就拿到了对方的公钥，可以进行安全通信。

在第2步中，客户端qian和zhao如何获取到CA1的公钥呢？

ROOTCA会给子CA1颁发证书：ROOTCA用自己的私钥【S根CA】给CA1的公钥【PCA1】签名加密【S根CA(PCA1)】。同时子CA1的证书也会由服务商部署在对应客户端（qian、zhao）上，这样客户端可以用ROOTCA公钥解密【S根CA(PCA1)】，拿到CA1的公钥【PCA1】。

当zhao要和sun通讯时，两者分属不同的CA，CA1和CA2同归ROOTCA管辖，子CA有ROOTCA颁发的证书，子CA的权威性由根CA证明，所以彼此互换证书可互信。

OpenSSL

OpenSSL是一个开放源代码的软件库包，应用程序可以使用这个包来进行安全通信，避免窃听，同时确认另一端连线者的身份。

组件

ibcrypto：用于实现加密和解密的库
libssl：用于实现ssl通信协议的安全库
openssl：多用途命令行工具

命令

两种运行模式

交互模式
批处理模式

三种子命令

标准命令
消息摘要命令
加密命令

单向哈希加密

工具：openssl dgst

算法：md5sum, sha1sum, sha224sum,sha256sum

生成用户密码

openssl passwd [options] [password]
常用选项：
-1：表示使用MD5加密算法
-5：表示使用SHA256加密算法
-6：表示使用SHA512加密算法，/etc/shadow使用该算法
-in：表示从文件中读取密码
-stdin：表示从标准输入读取密码
-salt：指定salt值，不使用随机产生的salt。在使用加密算法进行加密时，即使密码一样，salt不一样，所计算出来的hash值也不一样。除非密码一样，salt值也一样，计算出来的hash值才一样。

[root@centos8 ~]#echo wenzi | openssl passwd -6 -salt Y16DiwuVQtL6XCQK -stdin
$6$ Y16DiwuVQtL6XCQK$MQEkn8e5iJ7haOIpJcO9cGkPS5c7gBG…7DxCVnr/9ozge2K5oAVpvoNDOWI0pBG7czyCMU4TaGmDo5W1H4c91

创建新用户同时指定密码，在CentOS8和Ubuntu都通用
[root@centos8 ~]#useradd -p echo admin | openssl passwd -6 -salt abcdefghijk -stdin liubei
查看
[root@centos8 ~]#getent shadow liubei
liubei: $6$ abcdefghijk$heeR9m6lKuX0TKg/89kyy.po/71nRAlKWIocZj5Jg7AylICvzBMi8ZSYZJoOJ1V4lxMu4bxxWWGmyG2DQUHJr.:19721:0:99999:7:::

生成随机数

openssl rand -base64

生成随机10位长度密码
[root@centos8 ~]#openssl rand -base64 9 | head -c 10
l0t440TrGA

[root@centos8 ~]#tr -dc ‘[[:alnum:]]’ < /dev/urandom | head -c 10
a1YZyCEtkB

实现PKI

文档：man genrsa

生成私钥

(umask 077;openssl genrsa -out 私钥存储路径 2048)

[root@centos8 ~]#(umask 077;openssl genrsa -out /data/test1.key 2048)
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus (2 primes)
…+++++
.+++++
e is 65537 (0x010001)
[root@centos8 ~]#cat /data/test1.key
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----

解密加密的私钥

openssl rsa -in 原私钥路径 -out 新私钥路径

生成加密的私钥
[root@centos8 data]#openssl genrsa -out /data/test1.key -des3 1024
Generating RSA private key, 1024 bit long modulus (2 primes)
…+++++
…+++++
e is 65537 (0x010001)
Enter pass phrase for /data/test1.key:
Verifying - Enter pass phrase for /data/test1.key:
[root@centos8 data]#cat /data/test1.key
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
Proc-Type: 4,ENCRYPTED
DEK-Info: DES-EDE3-CBC,7FB3B71681AD9D1C
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-----END RSA PRIVATE KEY-----

解密加密的私钥
[root@centos8 data]#openssl rsa -in /data/test1.key -out /data/test2.key
Enter pass phrase for /data/test1.key:
writing RSA key
[root@centos8 data]#ll /data/
total 8
-rw------- 1 root root 963 Dec 31 03:50 test1.key
-rw------- 1 root root 887 Dec 31 03:51 test2.key
[root@centos8 data]#cat test2.key
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
MIICXQIBAAKBgQD3Xxxc1vhCK10Arz3ENbaMX/2QYl8MdULe6lrPhM4wsp9uzkOv
K+YD2ORT+AC70GAdE3kbGmq24z09/232iUB0AJxBvQp++MusDgTr3OpEB/1YLL9a
ZusvjEfgUIkLNL0lTVsEAu7cY2p4yPuWBDwpyEZoxzVYn/2k4xSRFPgtIQIDAQAB
AoGAITNmvx8rGtZvGRRsGdWLtrN7eNF7KFTksL6LiaatdePDej+83dnqeUG3A34Z
uxtwivZ+HqEhCYLeSV/rBlfNioCtGGL/yAbMm/Oke4ztraBmObFLYKCRj6l6pzHQ
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