什么是自动证书管理环境（ACME）

组织的网站需要 24x7 全天候可用，以建立信任并提供信息，如果网站因证书过期而停机，那么很难恢复失去的客户信任、收入和品牌声誉，手动管理证书基础结构会使组织面临中断、中间人 （MITM） 攻击等的严重风险。

自动证书管理环境 （ACME） 是一种通信协议，无需任何人工干预即可自动颁发、安装、续订和吊销 PKI 证书，ACME 自动执行证书颁发机构 （CA） 与托管 PKI 证书的 Web 服务器或设备之间的交互。

ACME最初由互联网安全研究小组专门为自己的证书服务Let’s Encrypt创建，用于颁发域验证（DV）SSL / TLS证书。现在，多个 CA 越来越多地采用 ACME 协议来颁发不同类型的证书，例如扩展验证 （EV） 和组织验证 （OV）。

使用 ACME 协议的优势

• 无许可费;开源工具
• 需要最少的集成时间;易于设置和使用
• 为组织节省时间、成本和劳动密集型手动工作
• 防止由于中断而导致的MITM攻击和安全风险
• 直接联系 CA，消除冗长的等待队列
• 无需人工干预
• 由开源社区持续增强
• 敏捷且可扩展
• 快速将受损证书替换为新证书
• 灾难发生时轻松切换到其他 CA

ACME 协议如何工作

ACME 遵循客户端-服务器架构，其中它们使用 JSON 消息通过加密的 HTTPS 连接安全地相互通信。

• 客户：ACME 客户端（也称为 ACME 代理）在需要部署 PKI 证书的任何 Web 服务器或计算机上运行，它代表安装它的 Web 服务器发送证书颁发、续订和吊销请求。
• 服务器：ACME 服务器在 CA 上运行，例如 Let’s Encrypt 或 Sectigo，并响应 ACME 客户端发出的请求。

如何设置 ACME 客户端-服务器体系结构

与任何客户端-服务器体系结构一样，ACME 服务器响应并执行 ACME 客户端发出的证书请求（颁发、续订、吊销），用户开始使用的第一步是选择需要安装的客户端。

尽管有大量可用的客户端，但建议开始使用 Certbot，这是一个易于使用且适用于许多操作系统的 ACME 客户端。这是一个免费的开源工具，每 60 天续订一次证书。

在自动化 PKI 证书管理之前，必须彻底设置客户端和服务器，由于 ACME 服务器仅接受来自授权客户端的请求，因此必须确保客户端经过身份验证才能发出请求。因此，为了证明其真实性，ACME 客户端需要完成 ACME 服务器提出的挑战。

ACME挑战

有两种类型的ACME挑战：HTTP和DNS。它们可以在不到 15 秒的时间内快速完成。

• HTTP：当 ACME 客户端向 CA（ACME 服务器）发送请求时，CA 会发回要安装在客户端上的令牌。客户端使用该令牌创建一个文件，并在该文件后附加授权密钥的指纹。安装文件后，客户端会通知 CA。ACME 服务器检索并验证文件，从而完成质询。
• 域名解析：DNS 质询与 HTTP 质询类似，但需要额外的验证因素。除了使用令牌安装文件外，ACME 客户端还需要在 DNS 空间的 TXT 记录中放置一个给定值。质询完成后，服务器将执行 DNS 查找并检索 TXT 记录。

配置 ACME 客户端

选择 ACME 客户端后，下一步是在需要由 PKI 证书保护的服务器或计算机上对其进行配置。概述如下：

• 确定域后，从支持 ACME 的 CA 列表中选择所需的 CA。
• ACME 客户端联系 CA（ACME 服务器）并生成授权密钥对。
• CA 为客户端发出质询（HTTP 或 DNS）以验证其身份，它还发送一个随机数（随机生成的数字）。
• 客户端使用其生成的私钥对随机数进行签名。
• 验证域的所有权，并完成客户端-服务器设置。
• 配置 ACME 客户端应联系 CA 以续订证书的频率。
• ACME 客户端可以代表域执行自动证书颁发、续订和吊销。

ACME 客户端如何请求证书颁发和续订

• ACME 客户端为域生成证书签名请求 （CSR）。
• ACME 客户端对 CSR 和用自己的私钥生成的公钥进行签名。
• CA 在验证签名后颁发所需的证书。
• ACME 客户端在域服务器上安装证书。

ACME 客户端如何请求证书吊销

• ACME 客户端发送使用其私钥签名的撤销请求。
• CA 验证签名并吊销证书。
• CA 将信息发送到标准吊销通道，以便浏览器不接受吊销的证书。

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