使用OpenSSL生成自签证书

什么是OpenSSL

OpenSSL是一个开源的软件库和工具套件，用于安全地处理网络数据传输中的加密、解密、安全套接层（SSL）以及传输层安全（TLS）协议等功能。它广泛应用于网站和互联网服务中，以确保数据传输的安全性和隐私性。OpenSSL可以运行在多种操作系统上，并为程序员提供了用C、C++、Python等语言编写的应用程序接口（API）。官网：https://www.openssl.org/

安装OpenSSL

参考：https://www.feistyduck.com/library/openssl-cookbook/online/openssl-command-line/building-openssl.html

使用OpenSSL生成自签证书

创建ca根证书及其私钥

ca证书及其私钥是后续创建其他证书的前提，相当于其他证书是经过ca证书认证后颁发的。

分2步：

创建ca私钥

openssl genpkey -algorithm RSA -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 -out ca_private_key.pem

用私钥创建ca根证书

openssl req -x509 -days 3650 -new -key ca_private_key.pem -subj "/CN=kubernetes" -out ca_root_certificate.pem

根据CA根证书及其私钥生成自签名证书

生成服务器（或客户端）私钥

openssl genpkey -algorithm RSA -out server_private_key.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048

创建服务器证书签名请求（CSR）

openssl req -new -key server_private_key.pem -subj "/CN=www.zptest.com/C=CN/L=ShenZhen/ST=GuangDong" -out server_csr.pem

注意：-subj的格式：/type0=value0/type1=value1/type2=…

例如：-subj "/CN=www.zptest.com/C=CN/L=ShenZhen/ST=GuangDong"

或者如下用配置文件代替命令行-subj "/CN=www.zptest.com"的方式：

• step1：先创建csr配置文件：csr.conf;
• step2：再使用-config选项创建csr

如下：

# step1
cat > csr.conf <<EOF
[ req ]
default_bits = 2048
prompt = no
default_md = sha256
req_extensions = req_ext
distinguished_name = dn[ dn ]
C = CN
ST = GuangDong
L = ShenZhen
CN = www.zptest.com[ req_ext ]
subjectAltName = @alt_names[ alt_names ]
IP.1 = 127.0.0.1
EOF# step2
openssl req -new -key server_private_key.pem -out server_csr.pem -config csr.conf

使用ca根证书签发服务器（或客户端）证书

openssl x509 -req -days 365 -in server_csr.pem -CA ca_root_certificate.pem -CAkey ca_private_key.pem -set_serial 01 -out server_certificate.pem

-set_serial 01：选项是为证书分配的唯一表示标识号，类似于身份证。值类型可以为十进制或者十六进制（通过前缀加0x）。每个X.509证书的序列号必须唯一，以便在需要时轻松确定、追踪和管理特定证书。例如，在撤销证书时，可以使用序列号查询或标记证书已撤销

可以通过如下方式查询到证书的序列号：

openssl x509 -in server_certificate.pem -noout -text | grep -i "Serial Number"

验证服务器（或客户端）证书

openssl verify -CAfile ca_root_certificate.pem server_certificate.pem

输出server_certificate.pem: OK则表明证书验证成功。

补充：

查看证书的详细信息：

[root@k8s-master openssl_test]# openssl x509 -noout -text -in  server_certificate.pem
Certificate:Data:Version: 1 (0x0)Serial Number: 1 (0x1)Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryptionIssuer: CN=kubernetesValidityNot Before: Oct 11 07:03:51 2023 GMTNot After : Oct 10 07:03:51 2024 GMTSubject: C=CN, ST=GuangDong, L=ShenZhen, CN=www.zptest.comSubject Public Key Info:Public Key Algorithm: rsaEncryptionPublic-Key: (2048 bit)Modulus:00:a1:36
……

总结

1. 创建自签名证书需要先创建一个“自认权威”的ca，充当第三方CA的角色。这就涉及到创建ca私钥和创建ca根证书

2. 通过证书签名请求中的-subj来指定证书绑定哪个（哪些）域名

3. 使用证书时，域名要和证书中的域名对应上

4. 使用curl访问域名时，要手动指定ca证书来进行校验，通过--cacert选项来指定

   比如：

   [root@k8s-master cfssl_test]# curl -L www.zptest.com/index.html --cacert ca.pem
   hello nginx
   

知识补充

openssl中genpkey和genrsa命令有啥区别？

genrsa和genpkey命令都可以在OpenSSL中生成RSA私钥，但二者之间存在一些区别：

1. 可生成的密钥类型：

• genrsa命令仅用于生成RSA私钥。
• genpkey更通用，可以生成不仅仅是RSA类型的私钥，还可以生成其他如DSA、EC（Elliptic Curve）等多种类型的私钥。

2. 算法参数和选项：

• genrsa只支持一部分RSA相关的选项。
• genpkey支持各种密钥类型的全部参数和选项，并拥有更多的灵活性。

OpenSSL版本：

• genrsa命令在早期的OpenSSL版本已经存在，所以对于使用较旧版本的OpenSSL的用户来说，genrsa可能是更常用的命令。
• genpkey命令在OpenSSL中引入较晚，但由于其通用性和灵活性，现在被官方推荐使用，尤其在生成非RSA密钥时。

总结：尽管genrsa和genpkey都可以生成RSA私钥，但genpkey命令更为通用且灵活，适用于生成各种密钥类型。因此，建议在现代应用中使用genpkey命令生成私钥

附录

OpenSSL官网

OpenSSL cookbook