Linux下OpenSSL客户端中使用req命令来生成证书的教程

2016-04-22 11:56:58 Gordon0918

openssl req 用于生成证书请求，以让第三方权威机构CA来签发，生成我们需要的证书。req 命令也可以调用x509命令，以进行格式转换及显示证书文件中的text，modulus等信息。如果你还没有密钥对，req命令可以一统帮你生成密钥对和证书请求，也可以指定是否对私钥文件进行加密。

1、密钥、证书请求、证书概要说明

在证书申请签发过程中，客户端涉及到密钥、证书请求、证书这几个概念，初学者可能会搞不清楚三者的关系，网上有的根据后缀名来区分三者，更让人一头雾水。我们以申请证书的流程说明三者的关系。客户端（相对于CA）在申请证书的时候，大体上有三个步骤：

第一步：生成客户端的密钥，即客户端的公私钥对，且要保证私钥只有客户端自己拥有。
第二步：以客户端的密钥和客户端自身的信息(国家、机构、域名、邮箱等)为输入，生成证书请求文件。其中客户端的公钥和客户端信息是明文保存在证书请求文件中的，而客户端私钥的作用是对客户端公钥及客户端信息做签名，自身是不包含在证书请求中的。然后把证书请求文件发送给CA机构。

为了数据传输安全，越来越多的网站启用https。在https握手阶段，服务器首先把自己的证书发送给用户(浏览器)，浏览器查看证书中的发证机构，然后在机器内置的证书中（在PC或者手机上，内置了世界上著名的CA机构的证书）查找对应CA证书，然后使用内置的证书公钥校验服务器的证书真伪。如果校验失败，浏览器会提示服务器证书有问题，询问用户是否继续。

例如12306网站，它使用的自签名的证书，所以浏览器会提示证书有问题，在12306的网站上有提示下载安装根证书，其用户就是把自己的根证书安装到用户机器的内置证书中，这样浏览器就不会报证书错误。但是注意，除非特别相信某个机构，否则不要在机器上随便导入证书，很危险。

2、req指令说明

上一节我们看到了申请证书流程，生成密钥对我们已经知道，那么如何生成证书请求呢，req指令就该上场了，我们可以查看req的man手册，如下：

openssl req [-inform PEM|DER] [-outform PEM|DER] [-in filename] [-passin arg] [-out filename] [-passout arg] [-text] [-pubkey] [-noout] [-verify] [-modulus] [-new] [-rand file(s)] [-newkey rsa:bits][-newkey alg:file] [-nodes] [-key filename] [-keyform PEM|DER] [-keyout filename] [-keygen_engine id] [-[digest]] [-config filename] [-subj arg] [-multivalue-rdn] [-x509] [-days n] [-set_serial n][-asn1-kludge] [-no-asn1-kludge] [-newhdr] [-extensions section] [-reqexts section] [-utf8] [-nameopt] [-reqopt] [-subject] [-subj arg] [-batch] [-verbose] [-engine id]
发现其参数多而复杂，还有许多没有用到过的参数。但是在实际应用中我们使用到的参数很有限，我们根据req的基本功能来学习。

req的基本功能主要有两个：生成证书请求和生成自签名证书。其他还有一些校验、查看请求文件等功能，示例会简单说明下。参数说明如下

[new/x509]

当使用-new选取的时候，说明是要生成证书请求，当使用x509选项的时候，说明是要生成自签名证书。

[key/newkey/keyout]

key和newkey是互斥的，key是指定已有的密钥文件，而newkey是指在生成证书请求或者自签名证书的时候自动生成密钥，然后生成的密钥名称有keyout参数指定。

当指定newkey选项时，后面指定rsa:bits说明产生rsa密钥，位数由bits指定。指定dsa:file说明产生dsa密钥，file是指生成dsa密钥的参数文件(由dsaparam生成)

[in/out/inform/outform/keyform]

in选项指定证书请求文件，当查看证书请求内容或者生成自签名证书的时候使用

out选项指定证书请求或者自签名证书文件名，或者公钥文件名(当使用pubkey选项时用到)，以及其他一些输出信息。

inform、outform、keyform分别指定了in、out、key选项指定的文件格式，默认是PEM格式。

[config]

参数文件，默认是/etc/ssl/openssl.cnf(ubuntu12.04)，根据系统不同位置不同。该文件包含生成req时的参数，当在命令行没有指定时，则采用该文件中的默认值。

除上述主要参数外，还有许多其他的参数，不在一一叙述，有兴趣的读者可以查看req的man手册

3、req指令使用实例

（1）使用已有私钥生成证书请求

使用原有的RSA密钥生成证书请求文件，输入主体相关信息：

$ openssl req -new -key RSA.pem -passin pass:123456 -out client.pem

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]:AU
State or Province Name (full name) [Some-State]:BJ
Locality Name (eg, city) []:BJ
Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:BJ
Organizational Unit Name (eg, section) []:BJ
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:BJ
Email Address []:BJ
Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:12345
An optional company name []:BJ
......
使用原有的RSA密钥生成证书请求文件，指定-batch选项，主体信息从配置文件读取：

$ openssl req -new -key RSA.pem -passin pass:123456 -out client.pem -batch

使用原有的RSA密钥生成证书请求文件，指定-batch选项，主体信息由命令行subj指定：

openssl req -new -key RSA.pem -passin pass:123456 -out client.pem -subj /C=AU/ST=Some-State/O=Internet

使用原有的RSA密钥生成证书请求文件，指定-batch选项，主体信息由命令行subj指定，且输出公钥：

$ openssl req -new -key RSA.pem -passin pass:123456 -out client.pem -subj /C=AU/ST=Some-State/O=Internet -pubkey

可以看到公钥和请求信息：

$ cat client.pem

（2）自动生成密钥，生成证书请求文件

自动生成1024位RSA密钥，并生成证书请求文件：

$ openssl req -new -newkey rsa:1024 -out client.pem -keyout RSA.pem -batch

Generating a 1024 bit RSA private key
.......................................++++++
...............................++++++
writing new private key to 'RSA.pem'
Enter PEM pass phrase:
Verifying - Enter PEM pass phrase:
......
自动生成1024位RSA密钥，并生成证书请求文件，指定-nodes文件，密钥文件不加密：

$ openssl req -new -newkey rsa:1024 -out client.pem -keyout RSA.pem -batch -nodes

Generating a 1024 bit RSA private key
..++++++
.........................++++++
writing new private key to 'RSA.pem'
......
自动生成1024位DSA密钥参数：

$ openssl dsaparam -out DSA.param 1024

Generating DSA parameters, 1024 bit long prime
This could take some time
...+.+..+.+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++*
................+...........+......+.+.............+.+.....+.+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++*
自动生成1024位DSA密钥，并生成证书请求文件，指定-nodes文件，密钥文件不加密：

$ openssl req -new -newkey dsa:DSA.param -out client.pem -keyout DSA.pem -batch -nodes

Generating a 1024 bit DSA private key
writing new private key to 'DSA.pem'
......

（3）生成自签名证书

生成自签名证书，与req参数一样，只需要把req修改为x509即可：

$ openssl req -x509 -newkey rsa:1024 -out client.cer -keyout RSA.pem -batch -nodes

Generating a 1024 bit RSA private key
.........++++++
..++++++
writing new private key to 'RSA.pem'
......
查看证书文件：

$ openssl x509 -in client.cer -noout -text

Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
    .....
    Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption
         5b:d7:f5:fd:18:3a:a9:22:2a:d9:f1:fc:00:3a:cf:23:ff:d1:
         82:e5:2d:3f:7e:97:a8:38:32:e6:88:7a:ce:9f:31:cc:ea:60:
         06:d1:96:bb:c8:42:ec:ef:26:73:4e:3b:2d:fa:0f:16:c2:25:
         30:1b:a5:ca:35:bd:9b:dd:4b:41:d4:8b:95:3a:d4:7c:aa:8d:
         0d:2d:e7:f3:95:33:d2:4a:5a:7f:a2:5d:cc:48:60:9f:ca:2d:
         77:d9:ed:e9:09:f3:a1:18:96:1d:91:c6:1c:2b:7a:c1:d6:5d:
         81:87:25:0d:32:6a:55:d2:89:95:c5:32:44:cc:9d:e7:68:6f:
         d8:80

（4）查看证书请求内容

生成证书请求：

$ openssl req -new -newkey rsa:1024 -out client.req -keyout RSA.pem -batch -nodes

Generating a 1024 bit RSA private key
...............................................................++++++
......................++++++
writing new private key to 'RSA.pem'
......
查看证书请求内容，subject指定输出主体：

$ openssl req -in client.req -noout -text -subject

Certificate Request:
    Data:
        Version: 0 (0x0)
        Subject: C=AU, ST=Some-State, O=Internet Widgits Pty Ltd
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: rsaEncryption
                Public-Key: (1024 bit)
                Modulus:
                ...
             Exponent: 65537 (0x10001)
        Attributes:
        Requested Extensions:
            X509v3 Basic Constraints:
                CA:FALSE
            X509v3 Key Usage:
                Digital Signature, Non Repudiation, Key Encipherment
    Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption
...
   subject=/C=AU/ST=Some-State/O=Internet Widgits Pty Ltd

（5）校验证书请求文件

指定verify指令，校验证书请求文件，其操作时提取请求文件中的公钥来验证签名信息：

$ openssl req -verify -in client.req -noout

verify OK

4、生成证书步骤小结

Step 1. Create key (password protected)

openssl genrsa -out prvtkey.pem 1024/2038 (with out password protected)

openssl genrsa -des3 -out prvtkey.pem 1024/2048 (password protected)

这个命令会生成一个1024/2048位的密钥。
Step 2. Create certification request

openssl req -new -key prvtkey.pem -out cert.csr
openssl req -new -nodes -key prvtkey.pem -out cert.csr

这个命令将会生成一个证书请求，当然，用到了前面生成的密钥prvtkey.pem文件
这里将生成一个新的文件cert.csr，即一个证书请求文件，你可以拿着这个文件去数字证书颁发机构（即CA）申请一个数字证书。CA会给你一个新的文件cacert.pem，那才是你的数字证书。
Step 3: Send certificate request to Certification Authority (CA)
如果是自己做测试，那么证书的申请机构和颁发机构都是自己。就可以用下面这个命令来生成证书：

openssl req -new -x509 -key prvtkey.pem -out cacert.pem -days 1095

这个命令将用上面生成的密钥privkey.pem生成一个数字证书cacert.pem