openssl 功能

openssl可以实现：秘钥证书管理、对称加密和非对称加密 。

加密命令

工具： openssl enc, gpg
算法： 3des, aes, blowfish, twofish、3des等。
常用选项有：
-in filename：指定要加密的文件存放路径
-out filename：指定加密后的文件存放路径
-salt：自动插入一个随机数作为文件内容加密，默认选项 加点盐：）
-e：加密；
-d：解密，解密时也可以指定算法，若不指定则使用默认算法，但一定要与加密时的算法一致
-a/-base64：当进行加解密时，他只对数据进行运算，有时需要进行base64转换，设置
此选项后加密结果进行base64编码，解密前先进行base64编码。
加密解密算法可以通过自己制定，有什么算法可以通过openssl help enc去查看加密内容。
enc命令：
帮助： man enc
加密：
openssl enc -e -des3 -a -salt -in testfile -out testfile.cipher
解密：
openssl enc -d -des3 -a -salt –in testfile.cipher -out testfile
openssl ?

• 对称加密算法
  OpenSSL一共提供了8种对称加密算法，其中7种是分组加密算法，仅有的一种流加密算法是RC4。这7种分组加密算法分别是AES、DES、Blowfish、CAST、IDEA、RC2、RC5.事实上，DES算法里面不仅仅是常用的DES算法，还支持三个密钥和两个密钥3DES算法。

• 非对称加密算法
  OpenSSL一共实现了4种非对称加密算法，包括DH算法、RSA算法、DSA算法和椭圆曲线算法（EC）。DH算法一般用户密钥交换。RSA算法既可以用于密钥交换，也可以用于数字签名，当然，如果你能够忍受其缓慢的速度，那么也可以用于数据加密。DSA算法则一般只用于数字签名。

摘要命令

OpenSSL实现了5种信息摘要算法，分别是MD2、MD5、MDC2、SHA（SHA1）和RIPEMD. SHA算法事实上包括了SHA和SHA1两种信息摘要算法，此外，OpenSSL还实现了DSS标准中规定的两种信息摘要算法DSS和DSS1。

摘要一般有两个作用：1）做信息完整性校验；2）保存密码，有些密码是直接在数据库中采用MD5（真实密码值）保存的，有的还进行加盐处理，使其难以破解，这样密码只能重置，无法告诉你原始过程，因为摘要是不可逆的。

openssl dgst
常用选项有：
[-md5|-md4|-md2|-sha1|-sha|-mdc2|-ripemd160|-dss1] ：指定一种摘要算法
-out filename：将摘要的内容保存到指定文件中
dgst命令：
帮助： man dgst
openssl dgst -md5 [-hex默认16进制] /PATH/SOMEFILE
openssl dgst -md5 testfile
md5sum /PATH/TO/SOMEFILE
MAC: Message Authentication Code，单向加密的一种延伸应用，用于实现网络通
信中保证所传输数据的完整性机制
CBC-MAC
HMAC：使用md5或sha1算法

生成密码和base64等

生成密码需要使用的标准命令为 passwd ，用法如下：

openssl passwd [-crypt] [-1] [-apr1] [-salt string] [-in file] [-stdin] [-noverify] [-quiet] [-table] {password}
常用选项有：

-1：使用md5加密算法
-salt string：加入随机数，最多8位随机数
-in file：对输入的文件内容进行加密
-stdion：对标准输入的内容进行加密

生成随机数

 生成随机数需要用到的标准命令为 rand ，用法如下：
openssl rand [-out file] [-rand file(s)] [-base64] [-hex] num
常用选项有：
-out file：将生成的随机数保存至指定文件中
-base64：使用base64 编码格式
-hex：使用16进制编码格式

生成密钥对

首先需要先使用 genrsa 标准命令生成私钥，然后再使用 rsa 标准命令从私钥中提取公钥。
genrsa 的用法如下：

openssl genrsa [-out filename] [-passout arg] [-des] [-des3] [-idea] [-f4] [-3] [-rand file(s)] [-engine id] [numbits]
常用选项：
-out filename：将生成的私钥保存至指定的文件中
-des|-des3|-idea：不同的加密算法
numbits：指定生成私钥的大小，默认是2048

ras 的用法如下：

openssl rsa [-inform PEM|NET|DER] [-outform PEM|NET|DER] [-in filename] [-passin arg] [-out filename] [-passout arg]
       [-sgckey] [-des] [-des3] [-idea] [-text] [-noout] [-modulus] [-check] [-pubin] [-pubout] [-engine id]
常用选项：
-in filename：指明私钥文件
-out filename：指明将提取出的公钥保存至指定文件中 
-pubout：根据私钥提取出公钥 

创建证书

使用openssl工具创建CA证书和申请证书时，需要先查看配置文件，因为配置文件中对证书的名称和存放位置等相关信息都做了定义，具体可参考 /etc/pki/tls/openssl.cnf 文件。

第一步：创建为 CA 提供所需的目录及文件
第二步：指明证书的开始编号
第三步：生成私钥，私钥的文件名与存放位置要与配置文件中的设置相匹配；
第四步：生成自签证书，自签证书的存放位置也要与配置文件中的设置相匹配，生成证书时需要填写相应的信息；

image.png

命令中用到的选项解释：
-new：表示生成一个新证书签署请求
-x509：专用于CA生成自签证书，如果不是自签证书则不需要此项
-key：生成请求时用到的私钥文件
-out：证书的保存路径
-days：证书的有效期限，单位是day（天），默认是365天

颁发证书

在需要使用证书的主机上生成证书请求，以 httpd 服务为例，步骤如下：
第一步：在需要使用证书的主机上生成私钥，这个私钥文件的位置可以随意定
第二步：生成证书签署请求
第三步：将请求通过可靠方式发送给 CA 主机

image.png

第四步：CA 服务器拿到证书签署请求文件后颁发证书，这一步是在 CA 服务器上做的

image.png

image.png

• linux的证书是crt结尾
• windows的证书是cer结尾

吊销证书

吊销证书的步骤也是在CA服务器上执行的，以刚才新建的 httpd.crt 证书为例，吊销步骤如下：
第一步：在客户机上获取要吊销证书的 serial 和 subject 信息
第二步：根据客户机提交的 serial 和 subject 信息，对比其余本机数据库 index.txt 中存储的是否一致
第三步：执行吊销操作

image.png

第四步：生成吊销证书的吊销编号 （第一次吊销证书时执行）

echo 01 > /etc/pki/CA/crlnumber

第五步：更新证书吊销列表

openssl ca -gencrl -out /etc/pki/CA/crl/ca.crl

查看 crl 文件命令：

openssl crl -in /etc/pki/CA/crl/ca.crl -noout -text

利用OpenSSL软件实现HTTPS访问过程

• 第一步：创建一个私钥文件

openssl genrsa 2048 > server.key --->创建私钥信息，并指定私钥长度为2048，将生成的私钥信息保存在一个文件中

• 第二步：生成证书文件信息
  生成自签发证书

openssl req -new -x509 -key server.key -out server.crt -days

向证书颁发机构申请证书(ca证书机械完成)

openssl req -new -key server.key -out server_new.csr
将生成的证书文件发给证书机构，证书机构会返还一个公钥回来

• 第三步：配置Nginx负载均衡服务器配置，加载私钥和证书信息

获取权威机构颁发证书步骤

A：生成私钥key。

    使用命令：openssl genrsa -aes128 -out fd.key 2048 

B：私钥的key文件生成sign req 文件（.csr）

   使用命令：openssl req -new -key fd.key -out fd.csr 生成csr文件时，需要填写一些关于待签人或者公司的一些信息，有些信息可以不填写，使用.标识。

C、把csr文件发给权威机构，等待权威机构认证，交费获取证书即可。

OpenSSL生成root CA及签发证书

有时候，使用SSL协议是自己内部服务器使用的，这时可以不必去找第三方权威的CA机构做证书，可以做自签证书（自己创建root CA（非权威））主要有以下三个步骤:

A：创建openssl.cnf在使用default-ca时需要使用的SSL的工作目录（第一次必须要设置）。

• 查看openssl的配置文件：openssl version -a

• 找到OPENSSLDIR: "/etc/pki/tls"的配置文件openssl.cnf,根据配置文件下的[ CA_default ]节点默认值，创建对应文件夹和文件。

  
  
  image.png

按顺序在/etc/pki/CA下执行以下命令创建文件夹和文件：

image

其中，certs：存放已颁发的证书；newcerts：存放CA指令生成的新证书；private：存放私钥；crl：存放已吊销的整数；index.txt：penSSL定义的已签发证书的文本数据库文件，这个文件通常在初始化的时候是空的；serial：证书签发时使用的序列号参考文件，该文件的序列号是以16进制格式进行存放的，该文件必须提供并且包含一个有效的序列号。
执行完后，当前目录为：

[tt@SWEBMYVMM000210 /etc/pki/CA]$ll
total 20
drwxrwxrwx 2 root root 4096 Mar 12 11:08 certs
drwxrwxrwx 2 root root 4096 Nov 18  2016 crl
-rwxrwxrwx 1 root root    0 Mar 12 11:06 index.txt
drwxrwxrwx 2 root root 4096 Nov 18  2016 newcerts
drwxrwxrwx 2 root root 4096 Nov 18  2016 private
-rwxrwxrwx 1 root root   33 Mar 12 11:12 serial

B：生成CA根证书（root ca证书）。
步骤：生成CA私钥（.key）-->生成CA证书请求（.csr）-->自签名得到根证书（.crt）（CA给自已颁发的证书）。

# Generate CA private key   --->ca.key
openssl genrsa -out ca.key 2048   
# Generate CSR   --->ca.csr 
openssl req -new -key ca.key -out ca.csr  
# Generate Self Signed certificate（CA 根证书）  ---> ca.crt  
openssl x509 -req -days 365 -in ca.csr -signkey ca.key -out ca.crt

小插曲：直接根据key文件获取CA根证书的命令
方法：在得到key文件后，执行以下命令：
openssl req -new -x509 -days 365 -key fd.key -out fd.crt
如果不想填写那些注册信息，执行以下命令：
openssl req -new -x509 -days 365 -key fd.key -out fd.crt subj "/C=GB/L=London/

C：用自签根证书 ca.crt 给用户证书签名。
步骤：生成私钥（.key）-->生成证书请求（.csr）-->用CA根证书签名得到证书（.crt）

#  private key  --->server.key

openssl genrsa  -out server.key 1024
# generate csr  --->server.csr

openssl req -new -key server.key -out server.csr 
# generate certificate  --->server.crt 
openssl ca -in server.csr -out server.crt -cert ca.crt -keyfile ca.key

小插曲：用CA根证书签名时报错，The mandatory stateOrProvinceName field was missing
1、问题描述：
sudo openssl ca -in server.csr -out server.crt -cert ca.crt -keyfile ca.key
Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf
Check that the request matches the signature
Signature ok
The mandatory stateOrProvinceName field was missing
2、出现原因：openssl.cnf中CA policy有三个match，必须要填一样的，或者改成optional
3、解决方法：修改配置文件，修改后为： #For the CA policy
[ policy_match ]
countryName = optional
stateOrProvinceName = optional
organizationName = optional
organizationalUnitName = optional
commonName = supplied
emailAddress = optional

D：证书的简单使用。
把server.crt以及server.key保存在服务器端等待程序加载使用；把ca.key保存在客户端，如果客户端需要验证服务器端发的证书时使用。

总结

• 生成密钥
• 生成认证请求csr
• 可以生成一个ca证书，用来认证各种csr
• 官方ca，可以用他们的证书，去认证csr
• 自签：根据密钥直接生成证书，相当于本机做ca，因为中间不生成ca证书，所以肯定也没法去认证别的csr了。