使用 openssl 生成证书（含openssl详解）

一、openssl 简介

openssl 是目前最流行的 SSL 密码库工具，其提供了一个通用、健壮、功能完备的 工具 套件，用以支持SSL/TLS 协议的实现。

官网： https://www.openssl.org/source/

构成部分

1. 密码算法库
2. 密钥和证书封装管理功能
3. SSL通信API接口

1. 建立 RSA、DH、DSA key 参数
2. 建立 X.509 证书、证书签名请求(CSR)和CRLs(证书回收列表)
3. 计算消息摘要
4. 使用各种 Cipher加密/解密
5. SSL/TLS 客户端以及服务器的测试
6. 处理S/MIME 或者加密邮件

二、RSA密钥操作

默认情况下，openssl 输出格式为 PKCS#1-PEM

生成RSA私钥(无加密)

openssl genrsa -out rsa_private.key 2048

生成RSA公钥

openssl rsa -in rsa_private.key -pubout -out rsa_public.key

生成RSA私钥(使用aes256加密)

openssl genrsa -aes256 -passout pass:111111 -out rsa_aes_private.key 2048

其中 passout 代替 shell 进行密码输入，否则会提示输入密码；

生成加密后的内容如：

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
Proc-Type: 4,ENCRYPTED
DEK-Info: AES-256-CBC,5584D000DDDD53DD5B12AE935F05A007
Base64 Encoded Data
-----END RSA PRIVATE KEY-----

此时若生成公钥，需要提供密码

openssl rsa -in rsa_aes_private.key -passin pass:111111 -pubout -out rsa_public.key

其中 passout 代替shell 进行密码输入，否则会提示输入密码；

转换命令

私钥转非加密

openssl rsa -in rsa_aes_private.key -passin pass:111111 -out rsa_private.key

私钥转加密

openssl rsa -in rsa_private.key -aes256 -passout pass:111111 -out rsa_aes_private.key

私钥PEM转DER

openssl rsa -in rsa_private.key -outform der-out rsa_aes_private.der

-inform和-outform 参数制定输入输出格式，由der转pem格式同理

查看私钥明细

openssl rsa -in rsa_private.key -noout -text

使用-pubin参数可查看公钥明细

私钥PKCS#1转PKCS#8

openssl pkcs8 -topk8 -in rsa_private.key -passout pass:111111 -out pkcs8_private.key

其中-passout指定了密码，输出的pkcs8格式密钥为加密形式，pkcs8默认采用des3 加密算法，内容如下：

-----BEGIN ENCRYPTED PRIVATE KEY-----
Base64 Encoded Data
-----END ENCRYPTED PRIVATE KEY-----

使用-nocrypt参数可以输出无加密的pkcs8密钥，如下：

-----BEGIN PRIVATE KEY-----
Base64 Encoded Data
-----END PRIVATE KEY-----

三、生成自签名证书

生成 RSA 私钥和自签名证书

openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout rsa_private.key -x509 -days 365 -out cert.crt

req是证书请求的子命令，-newkey rsa:2048 -keyout private_key.pem 表示生成私钥(PKCS8格式)，-nodes 表示私钥不加密，若不带参数将提示输入密码；

-x509表示输出证书，-days365 为有效期，此后根据提示输入证书拥有者信息；

若执行自动输入，可使用-subj选项：

openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout rsa_private.key -x509 -days 365 -out cert.crt -subj "/C=CN/ST=GD/L=SZ/O=vihoo/OU=dev/CN=vivo.com/emailAddress=yy@vivo.com"

使用 已有RSA 私钥生成自签名证书

openssl req -new -x509 -days 365 -key rsa_private.key -out cert.crt

-new 指生成证书请求，加上-x509 表示直接输出证书，-key 指定私钥文件，其余选项与上述命令相同

四、生成签名请求及CA 签名

使用 RSA私钥生成 CSR 签名请求

openssl genrsa -aes256 -passout pass:111111 -out server.key 2048
openssl req -new -key server.key -out server.csr

此后输入密码、server证书信息完成，也可以命令行指定各类参数

openssl req -new -key server.key -passin pass:111111 -out server.csr -subj "/C=CN/ST=GD/L=SZ/O=vihoo/OU=dev/CN=vivo.com/emailAddress=yy@vivo.com"

*** 此时生成的 csr签名请求文件可提交至 CA进行签发 ***

查看CSR 的细节

cat server.csr
-----BEGIN CERTIFICATE REQUEST-----
Base64EncodedData
-----END CERTIFICATE REQUEST-----

openssl req -noout -text -in server.csr

使用 CA 证书及CA密钥 对请求签发证书进行签发，生成 x509证书

openssl x509 -req -days 3650 -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -passin pass:111111 -CAcreateserial -out server.crt

其中 CAxxx 选项用于指定CA 参数输入

五、证书查看及转换

查看证书细节

openssl x509 -in cert.crt -noout -text

转换证书编码格式

openssl x509 -in cert.cer -inform DER -outform PEM -out cert.pem

合成 pkcs#12 证书(含私钥)

** 将 pem 证书和私钥转 pkcs#12 证书 **

openssl pkcs12 -export -in server.crt -inkey server.key -passin pass:111111 -password pass:111111 -out server.p12

其中-export指导出pkcs#12 证书，-inkey 指定了私钥文件，-passin 为私钥(文件)密码(nodes为无加密)，-password 指定 p12文件的密码(导入导出)

** 将 pem 证书和私钥/CA 证书 合成pkcs#12 证书**

openssl pkcs12 -export -in server.crt -inkey server.key -passin pass:111111 
    -chain -CAfile ca.crt -password pass:111111 -out server-all.p12

其中-chain指示同时添加证书链，-CAfile 指定了CA证书，导出的p12文件将包含多个证书。(其他选项：-name可用于指定server证书别名；-caname用于指定ca证书别名)

** pcks#12 提取PEM文件(含私钥) **

openssl pkcs12 -in server.p12 -password pass:111111 -passout pass:111111 -out out/server.pem

其中-password 指定 p12文件的密码(导入导出)，-passout指输出私钥的加密密码(nodes为无加密)

导出的文件为pem格式，同时包含证书和私钥(pkcs#8)：

Bag Attributes
    localKeyID: 97 DD 46 3D 1E 91 EF 01 3B 2E 4A 75 81 4F 11 A6 E7 1F 79 40 
subject=/C=CN/ST=GD/L=SZ/O=vihoo/OU=dev/CN=vihoo.com/emailAddress=yy@vihoo.com
issuer=/C=CN/ST=GD/L=SZ/O=viroot/OU=dev/CN=viroot.com/emailAddress=yy@viroot.com
-----BEGIN CERTIFICATE-----
MIIDazCCAlMCCQCIOlA9/dcfEjANBgkqhkiG9w0BAQUFADB5MQswCQYDVQQGEwJD
1LpQCA+2B6dn4scZwaCD
-----END CERTIFICATE-----
Bag Attributes
    localKeyID: 97 DD 46 3D 1E 91 EF 01 3B 2E 4A 75 81 4F 11 A6 E7 1F 79 40 
Key Attributes: <No Attributes>
-----BEGIN ENCRYPTED PRIVATE KEY-----
MIIEvAIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCBKYwggSiAgEAAoIBAQDC/6rAc1YaPRNf
K9ZLHbyBTKVaxehjxzJHHw==
-----END ENCRYPTED PRIVATE KEY-----

仅提取私钥

 openssl pkcs12 -in server.p12 -password pass:111111 -passout pass:111111 -nocerts -out out/key.pem

仅提取证书(所有证书)

 openssl pkcs12 -in server.p12 -password pass:111111 -nokeys -out out/key.pem

仅提取ca证书

openssl pkcs12 -in server-all.p12 -password pass:111111 -nokeys -cacerts -out out/cacert.pem

仅提取server证书

openssl pkcs12 -in server-all.p12 -password pass:111111 -nokeys -clcerts -out out/cert.pem

六、openssl 命令参考

1. openssl list-standard-commands(标准命令)
    1) asn1parse: asn1parse用于解释用ANS.1语法书写的语句(ASN一般用于定义语法的构成) 
    2) ca: ca用于CA的管理 
    openssl ca [options]:
        2.1) -selfsign
        使用对证书请求进行签名的密钥对来签发证书。即"自签名"，这种情况发生在生成证书的客户端、签发证书的CA都是同一台机器(也是我们大多数实验中的情况)，我们可以使用同一个
密钥对来进行"自签名"
        2.2) -in file
        需要进行处理的PEM格式的证书
        2.3) -out file
        处理结束后输出的证书文件
        2.4) -cert file
        用于签发的根CA证书
        2.5) -days arg 
        指定签发的证书的有效时间
        2.6) -keyfile arg   
        CA的私钥证书文件
        2.7) -keyform arg
        CA的根私钥证书文件格式:
            2.7.1) PEM
            2.7.2) ENGINE 
        2.8) -key arg   
        CA的根私钥证书文件的解密密码(如果加密了的话)
        2.9) -config file    
        配置文件
    example1: 利用CA证书签署请求证书
    openssl ca -in server.csr -out server.crt -cert ca.crt -keyfile ca.key  

    3) req: X.509证书签发请求(CSR)管理
    openssl req [options] <infile >outfile
        3.1) -inform arg
        输入文件格式
            3.1.1) DER
            3.1.2) PEM
        3.2) -outform arg   
        输出文件格式
            3.2.1) DER
            3.2.2) PEM
        3.3) -in arg
        待处理文件
        3.4) -out arg
        待输出文件
        3.5) -passin        
        用于签名待生成的请求证书的私钥文件的解密密码
        3.6) -key file
        用于签名待生成的请求证书的私钥文件
        3.7) -keyform arg  
            3.7.1) DER
            3.7.2) NET
            3.7.3) PEM
        3.8) -new
        新的请求
        3.9) -x509          
        输出一个X509格式的证书 
        3.10) -days
        X509证书的有效时间  
        3.11) -newkey rsa:bits 
        生成一个bits长度的RSA私钥文件，用于签发  
        3.12) -[digest]
        HASH算法
            3.12.1) md5
            3.12.2) sha1
            3.12.3) md2
            3.12.4) mdc2
            3.12.5) md4
        3.13) -config file   
        指定openssl配置文件
        3.14) -text: text显示格式
    example1: 利用CA的RSA密钥创建一个自签署的CA证书(X.509结构) 
    openssl req -new -x509 -days 3650 -key server.key -out ca.crt 
    example2: 用server.key生成证书签署请求CSR(这个CSR用于之外发送待CA中心等待签发)
    openssl req -new -key server.key -out server.csr
    example3: 查看CSR的细节
    openssl req -noout -text -in server.csr

    4) genrsa: 生成RSA参数
    openssl genrsa [args] [numbits]
        [args]
        4.1) 对生成的私钥文件是否要使用加密算法进行对称加密:
            4.1.1) -des: CBC模式的DES加密
            4.1.2) -des3: CBC模式的DES加密
            4.1.3) -aes128: CBC模式的AES128加密
            4.1.4) -aes192: CBC模式的AES192加密
            4.1.5) -aes256: CBC模式的AES256加密
        4.2) -passout arg: arg为对称加密(des、des、aes)的密码(使用这个参数就省去了console交互提示输入密码的环节)
        4.3) -out file: 输出证书私钥文件
        [numbits]: 密钥长度
    example: 生成一个1024位的RSA私钥，并用DES加密(密码为1111)，保存为server.key文件
    openssl genrsa -out server.key -passout pass:1111 -des3 1024 

    5) rsa: RSA数据管理
    openssl rsa [options] <infile >outfile
        5.1) -inform arg
        输入密钥文件格式:
            5.1.1) DER(ASN1)
            5.1.2) NET
            5.1.3) PEM(base64编码格式)
         5.2) -outform arg
         输出密钥文件格式
            5.2.1) DER
            5.2.2) NET
            5.2.3) PEM
        5.3) -in arg
        待处理密钥文件 
        5.4) -passin arg
        输入这个加密密钥文件的解密密钥(如果在生成这个密钥文件的时候，选择了加密算法了的话)
        5.5) -out arg
        待输出密钥文件
        5.6) -passout arg  
        如果希望输出的密钥文件继续使用加密算法的话则指定密码 
        5.7) -des: CBC模式的DES加密
        5.8) -des3: CBC模式的DES加密
        5.9) -aes128: CBC模式的AES128加密
        5.10) -aes192: CBC模式的AES192加密
        5.11) -aes256: CBC模式的AES256加密
        5.12) -text: 以text形式打印密钥key数据 
        5.13) -noout: 不打印密钥key数据 
        5.14) -pubin: 检查待处理文件是否为公钥文件
        5.15) -pubout: 输出公钥文件
    example1: 对私钥文件进行解密
    openssl rsa -in server.key -passin pass:111 -out server_nopass.key
    example:2: 利用私钥文件生成对应的公钥文件
    openssl rsa -in server.key -passin pass:111 -pubout -out server_public.key

    6) x509:
    本指令是一个功能很丰富的证书处理工具。可以用来显示证书的内容，转换其格式，给CSR签名等X.509证书的管理工作
    openssl x509 [args]    
        6.1) -inform arg
        待处理X509证书文件格式
            6.1.1) DER
            6.1.2) NET
            6.1.3) PEM
        6.2) -outform arg   
        待输出X509证书文件格式
            6.2.1) DER
            6.2.2) NET
            6.2.3) PEM
        6.3) -in arg 
        待处理X509证书文件
        6.4) -out arg       
        待输出X509证书文件
        6.5) -req            
        表明输入文件是一个"请求签发证书文件(CSR)"，等待进行签发 
        6.6) -days arg       
        表明将要签发的证书的有效时间 
        6.7) -CA arg 
        指定用于签发请求证书的根CA证书 
        6.8) -CAform arg     
        根CA证书格式(默认是PEM) 
        6.9) -CAkey arg      
        指定用于签发请求证书的CA私钥证书文件，如果这个option没有参数输入，那么缺省认为私有密钥在CA证书文件里有
        6.10) -CAkeyform arg  
        指定根CA私钥证书文件格式(默认为PEM格式)
        6.11) -CAserial arg   
        指定序列号文件(serial number file)
        6.12) -CAcreateserial 
        如果序列号文件(serial number file)没有指定，则自动创建它     
    example1: 转换DER证书为PEM格式
    openssl x509 -in cert.cer -inform DER -outform PEM -out cert.pem
    example2: 使用根CA证书对"请求签发证书"进行签发，生成x509格式证书
    openssl x509 -req -days 3650 -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out server.crt
    example3: 打印出证书的内容
    openssl x509 -in server.crt -noout -text 

    7) crl: crl是用于管理CRL列表 
    openssl crl [args]
        7.1) -inform arg
        输入文件的格式
            7.1.1) DER(DER编码的CRL对象)
            7.1.2) PEM(默认的格式)(base64编码的CRL对象)
        7.2) -outform arg
        指定文件的输出格式 
            7.2.1) DER(DER编码的CRL对象)
            7.2.2) PEM(默认的格式)(base64编码的CRL对象)
        7.3) -text: 
        以文本格式来打印CRL信息值。
        7.4) -in filename
        指定的输入文件名。默认为标准输入。
        7.5) -out filename
        指定的输出文件名。默认为标准输出。
        7.6) -hash
        输出颁发者信息值的哈希值。这一项可用于在文件中根据颁发者信息值的哈希值来查询CRL对象。
        7.7) -fingerprint
        打印CRL对象的标识。
        7.8) -issuer
        输出颁发者的信息值。
        7.9) -lastupdate
        输出上一次更新的时间。
        7.10) -nextupdate
        打印出下一次更新的时间。 
        7.11) -CAfile file
        指定CA文件，用来验证该CRL对象是否合法。 
        7.12) -verify
        是否验证证书。        
    example1: 输出CRL文件，包括(颁发者信息HASH值、上一次更新的时间、下一次更新的时间)
    openssl crl -in crl.crl -text -issuer -hash -lastupdate –nextupdate 
    example2: 将PEM格式的CRL文件转换为DER格式
    openssl crl -in crl.pem -outform DER -out crl.der  

    8) crl2pkcs7: 用于CRL和PKCS#7之间的转换 
    openssl crl2pkcs7 [options] <infile >outfile
    转换pem到spc
    openssl crl2pkcs7 -nocrl -certfile venus.pem -outform DER -out venus.spc
    https://www.openssl.org/docs/apps/crl2pkcs7.html

    9) pkcs12: PKCS#12数据的管理
    pkcs12文件工具，能生成和分析pkcs12文件。PKCS#12文件可以被用于多个项目，例如包含Netscape、 MSIE 和 MS Outlook
    openssl pkcs12 [options] 
    http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16105475
    https://www.openssl.org/docs/apps/pkcs12.html

    10) pkcs7: PCKS#7数据的管理 
    用于处理DER或者PEM格式的pkcs#7文件
    openssl pkcs7 [options] <infile >outfile
    http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16105407
    https://www.openssl.org/docs/apps/pkcs7.html
 
2. openssl list-message-digest-commands(消息摘要命令)
    1) dgst: dgst用于计算消息摘要 
    openssl dgst [args]
        1.1) -hex           
        以16进制形式输出摘要
        1.2) -binary        
        以二进制形式输出摘要
        1.3) -sign file    
        以私钥文件对生成的摘要进行签名
        1.4) -verify file    
        使用公钥文件对私钥签名过的摘要文件进行验证 
        1.5) -prverify file  
        以私钥文件对公钥签名过的摘要文件进行验证
        verify a signature using private key in file
        1.6) 加密处理
            1.6.1) -md5: MD5 
            1.6.2) -md4: MD4         
            1.6.3) -sha1: SHA1 
            1.6.4) -ripemd160
    example1: 用SHA1算法计算文件file.txt的哈西值，输出到stdout
    openssl dgst -sha1 file.txt
    example2: 用dss1算法验证file.txt的数字签名dsasign.bin，验证的private key为DSA算法产生的文件dsakey.pem
    openssl dgst -dss1 -prverify dsakey.pem -signature dsasign.bin file.txt

    2) sha1: 用于进行RSA处理
    openssl sha1 [args] 
        2.1) -sign file
        用于RSA算法的私钥文件 
        2.2) -out file
        输出文件爱你
        2.3) -hex   
        以16进制形式输出
        2.4) -binary
        以二进制形式输出  
    example1: 用SHA1算法计算文件file.txt的HASH值,输出到文件digest.txt
    openssl sha1 -out digest.txt file.txt
    example2: 用sha1算法为文件file.txt签名,输出到文件rsasign.bin，签名的private key为RSA算法产生的文件rsaprivate.pem
    openssl sha1 -sign rsaprivate.pem -out rsasign.bin file.txt

3. openssl list-cipher-commands (Cipher命令的列表)
    1) aes-128-cbc
    2) aes-128-ecb
    3) aes-192-cbc
    4) aes-192-ecb
    5) aes-256-cbc
    6) aes-256-ecb
    7) base64
    8) bf
    9) bf-cbc
    10) bf-cfb
    11) bf-ecb
    12) bf-ofb
    13) cast
    14) cast-cbc
    15) cast5-cbc
    16) cast5-cfb
    17) cast5-ecb
    18) cast5-ofb
    19) des
    20) des-cbc
    21) des-cfb
    22) des-ecb
    23) des-ede
    24) des-ede-cbc
    25) des-ede-cfb
    26) des-ede-ofb
    27) des-ede3
    28) des-ede3-cbc
    29) des-ede3-cfb
    30) des-ede3-ofb
    31) des-ofb
    32) des3
    33) desx
    34) rc2
    35) rc2-40-cbc
    36) rc2-64-cbc
    37) rc2-cbc
    38) rc2-cfb
    39) rc2-ecb
    40) rc2-ofb
    41) rc4
    42) rc4-40

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