В наши дни очень часто для повышения безопасности сетевых соединений или просто для аутентификации используются ssl сертификаты. Одна из самых популярных свободных программ для создания сертификатов — это OpenSSL. Это утилита командной строки, которая позволяет создавать различные виды сертификатов, например, PKI или HTTPS.
В этой статье мы рассмотрим что такое сертификаты, какими они бывают, разберем подробно создание сертификата OpenSSL. Причем рассмотрим каждый этап, чтобы вам было легче понять что и как происходит.
Что такое сертификаты?
Думаю нужно начать с самого начала. Сертификаты в первую очередь позволяют идентифицировать человека, подтвердить что вы тот, за кого себя выдаете. А работает это так — есть два ключа — закрытый и открытый. Зашифровать сообщение можно с помощью открытого ключа, но чтобы его расшифровать нужен только закрытый ключ. Если у вас нет закрытого ключа, то вы попросту не сможете расшифровать зашифрованное сообщение. Фактически зашифровать сообщение может каждый, но расшифровать его способен только владелец закрытого (секретного ключа).
Если вы смогли расшифровать отправленное сообщение, зашифрованное с помощью вашего открытого ключа, то значит — это вы. Ключи работают только в паре, и вы не сможете расшифровать ничего другим ключом. Но еще остался один момент. Как определить что этот открытый ключ именно ваш, например, принадлежит вашему домену? Все просто, достаточно, чтобы кто-то из авторитетных источников, например, Comodo или LetsEncrypt подписал ваш ключ. Это так называемые центры сертификации.
В этой инструкции мы будем иметь дело с такими видами ключей:
- .pem, .crt, .cer — готовый, подписанный центром сертификации сертификат, расширения разные, но означают одно и то же. Если совсем просто, то сертификат, это подписанный открытый ключ, плюс немного информации о вашей компании;
- .key — закрытый или открытый ключ;
- .csr — запрос на подпись сертификата, в этом файле хранится ваш открытый ключ плюс информация, о компании и домене, которую вы указали.
А теперь рассмотрим как создать сертификат openssl, как его подписать и что для этого нужно сделать. Генерация ключей openssl — это довольно простая задача, если во всем разобраться.
Создание закрытого ключа и запроса на подпись
Вам необязательно подписывать сертификаты в центре сертификации CA, вы можете подписать их сами, но об этом потом. Весь процесс вам так и так придется пройти. Сначала рассмотрим как создать закрытый ключ с нуля, и указать необходимую информацию. Это CN, где должно быть указанно ваше доменное имя, для которого вы собираетесь использовать сертификат, также можно указать дополнительную информацию о вашей компании, адресе и организации, но это уже необязательно.
Чтобы создать закрытый ключ и запрос на подпись открытого ключа выполните такую команду:
openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout domain.key -out domain.csr
Опция -newkey указывает, что нужно создать новую пару ключей, а в параметрах мы сообщаем тип rsa и сложность 2048 байт. Опция -nodes указывает, что шифровать ключ не нужно, опция -new указывает что нужно создать запрос csr. Если у вас уже есть закрытый ключ, то вы можете создать для него csr запрос такой командой:
openssl req -key domain.key -new -out domain.csr
Во время создания вам нужно будет указать всю необходимую информацию для csr, это в первую очередь домен и организация. Можно создавать закрытый ключ отдельно:
openssl genrsa -des3 -out domain.key 2048
Кроме того, можно создать csr запрос из уже существующего сертификата и закрытого ключа, тогда вам не придется вводить информацию, она будет получена из сертификата:
openssl x509 -in domain.crt -signkey domain.key -x509toreq -out domain.csr
Параметр -x509toreq указывает, что нужно использовать сертификат для X509 для получения CSR. X509, это сертификаты, подписанные сами собой. Обычно сертификат подписывается другим сертификатом, а этот был подписан сам собой. Если вы получили сертификат от CA, то этот параметр не нужен.
Подпись сертификатов OpenSSL
Допустим, у вас есть приватный ключ и запрос на подпись, фактически, открытый ключ. Теперь вам нужно его подписать чтобы получить сертификат, который можно использовать. Тут есть несколько вариантов. Можно отправить csr файл на подпись какому-либо центру сертификации, например, LetsEncrypt. Можно подписать сертификат тем же ключом, с помощью которого он был создан, и третий вариант — создать свой центр сертификации.
Первый способ я рассматривать не буду. Здесь все просто. Либо используете утилиту сервиса, либо заполняете веб форму и получаете готовый сертификат. Второй вариант гораздо интереснее. Мы подпишем наш сертификат сами, ключом, на основе которого он был создан:
openssl x509 -signkey domain.key -in domain.csr -req -days 365 -out domain.crt
С помощью параметра -days мы указываем что сертификат будет действительным в течение 365 дней, то есть в течение года. Вы можете объединить все в одну команду и сразу создать закрытый ключ, csr и подписанный сертификат:
openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout domain.key
-x509 -days 365 -out domain.crt
Или создаем самоподписанный сертификат openssl из существующего закрытого ключа без csr:
openssl req -key domain.key -new -x509 -days 365 -out domain.crt
Опция -new говорит, что нужно запросить информацию о csr у пользователя. Чтобы браузер доверял ключу нужно этот же сертификат импортировать в список доверенных. А теперь рассмотрим третий способ выполнить создание сертификата OpenSSL — подписать его с помощью собственного CA, центра сертификации.
Вот вы сейчас думаете что это что-то такое сложное, да? А нет, это обычная папка, в которой лежит защищенный паролем закрытый ключ, с помощью которого мы будем подписывать все другие ключи. А открытая пара этого ключа должна быть добавлена во все браузеры, которые будут ему доверять.
Вообще, центр сертификации в крупных корпорациях находится на отдельных компьютерах, которые даже к сети не подключены. Но для примера мы разместим папку в нашей файловой системе /etc/:
mkdir /etc/ca/
Дальше нужно создать самоподписанный сертификат openssl для нашего CA:
openssl req -newkey rsa:4096 -x509 -extensions x509_ca -keyout /etc/ca/certs/ca.key -out /etc/ca/certs/ca.crt -days 3654
Параметр -extensions загружает необходимые расширения для создания сертификата центра сертификации. Мы устанавливаем долгий строк действия — десять лет. Осталось подписать наш сертификат, созданный ранее:
openssl ca -extensions x509_client -in ~/domain.csr -out ~/domain.crt
Готово, теперь наш сертификат подписан. Но теперь, чтобы браузеры ему доверяли нужно добавить сертификат CA в список доверенных браузера.
Просмотр сертификатов
Сертификаты сохраняются в формате pem, а это значит, что вы не сможете их открыть как текстовый файл и нужно использовать специальные команды для просмотра информации о них. Сначала смотрим содержимое csr:
openssl req -text -noout -verify -in domain.csr
Смотрим содержимое сертификата в режиме обычного текста:
openssl x509 -text -noout -in domain.crt
Проверяем действительно ли сертификат подписан нужным CA:
openssl verify -verbose -CAfile ca.crt domain.crt
Просмотр закрытого ключа:
openssl rsa -check -in domain.key
Чтобы проверить связаны ли между собой закрытый ключ, сертификат и открытый ключ можно подсчитать сумы md5 для этих ключей, если значения совпадут, то есть вероятность что это ключи из одной пары:
openssl rsa -noout -modulus -in domain.key | openssl md5
$ openssl x509 -noout -modulus -in domain.crt | openssl md5
$ openssl req -noout -modulus -in domain.csr | openssl md5
