证书安全

Steven大约 21 分钟

工具：

在线查看证书/证书转换工具
- https://www.lddgo.net/encrypt/view-certificate （工具集，功能包括：查看/转换/...）
- https://myssl.com/cert_convert.html （工具集）
- https://www.qgj.cc/ （工具集）

PKCS#7 或 P7B 格式通常以 Base64 ASCII 格式存储，文件扩展名为 .p7b 或 .p7c。 P7B 证书包含“----- BEGIN PKCS7 -----”和“----- END PKCS7 -----”语句。 P7B 文件仅包含证书和链证书，而不包含私钥。多个平台支持 P7B 文件，包括 Microsoft Windows 和 Java Tomcat。

# 【转换】
# 将P7B转换为PEM
openssl pkcs7 -print_certs -in certificate.p7b -out certificate.cer
# 将P7B转换为PFX
openssl pkcs12 -export -in certificate.cer -inkey privateKey.key -out certificate.pfx -certfile CACert.cer

`.pkcs12`/`.pfx`/`.p12` - PKCS（Public-Key Cryptography Standards，公玥密码学）

格式： PKCS#12 是一种二进制的跨平台的标准格式。（RSA 定义的 “描述个人信息交换语法标准” 有多个标准，pkcs（Public-Key Cryptography Standards，公玥密码学）标准是其中一个）

内容：私钥、证书和证书链。（一般同时包含证书和私钥，且有密码保护）

是否加密：是，创建时需要输入仓库秘钥，读取时校验秘钥后才能读取出其中信息

用途：用于多种环境，不仅限于 Java，还可以用于 .NET 应用、IOS 应用等。在 Windows 计算机上通常用于导入和导出证书和私钥。

示例命令：

# 【生成】
openssl pkcs12 -in file-to-convert.p12 -out converted-file.pem -nodes

# 【查看】
openssl pkcs12 -in for-iis.pfx

# 【转换】
# 用 openssl 可以把 pkcs12 转换成包含公玥和私玥的 .pem 文件
# 💡OpenSSL会将所有证书和私钥放入一个文件中。您需要在文本编辑器中打开该文件，并将每个证书和私钥（包括BEGIN / END语句）复制到其各自的文本文件中，并将它们分别保存为certificate.cer，CACert.cer和privateKey.key
openssl pkcs12 -in for-iis.pfx -out for-iis.pem -nodes

`.jks`/`.keystore` - JKS（Java Key Storage）

格式： .keystore 或 .jks（Java Key Storage）是 Java 密钥库系统的默认格式。

内容：私钥、公钥证书，以及可能的其他证书链。（一般同时包含证书和私钥，且有密码保护）

是否加密：是，一般需要输入仓库秘钥才能读取其中信息

用途：主要用于 Java 应用程序的安全配置，如 Web 服务器的身份验证。

提示

具体文件格式的选择取决于具体的需求和所使用的平台。例如：如果你是在 Java 环境中工作，可能会使用 .keystore 或 .jks 文件；如果你需要跨平台兼容性，则可能更倾向于使用 .p12 或 .pfx 文件。

示例命令：

# 生成
keytool -genkey -alias myalias -keyalg RSA -keysize 2048 -validity 365 -keystore mykeystore.keystore
keytool -genkey -alias myalias -keyalg RSA -keysize 2048 -validity 365 -keystore mykeystore.jks

# 【转换】
# jks 转成 p12
keytool -importkeystore -srckeystore bo.keystore -srcalias www.bo.org -destkeystore bo.p12 -deststoretype pkcs12

吊销列表

参考：
HTTPS 证书吊销机制 —— https://www.secpulse.com/archives/113075.html
OSCP 流程和实践 —— https://blog.csdn.net/anjiyufei/article/details/141951363 （⭐⭐⭐）

`.crl` - CRL（Certificate Revocation List，证书吊销列表）

背景：当证书秘钥被泄漏，就有网站被中间人攻击的风险，这种情况需要向 CA 申请证书吊销。

CRL： CRL（Certificate Revocation List，证书吊销列表）是 PKI 系统中的一个结构化数据文件，该文件包含了证书颁发机构 (CA) 已经吊销的证书的序列号、吊销日期。（CRL 文件中还包含证书颁发机构信息、吊销列表失效时间和下一次更新时间，以及采用的签名算法等。）

todo CRL 运作流程

openssl ca -config intermediate/openssl.cnf -gencrl -out intermediate/crl/intermediate.crl.pem

OCSP（Online Certificate Status Protocol，证书状态在线查询协议）

OCSP：一般 CA 都只是每隔一定时间 ( 几天或几个月 ) 才发布新的吊销列表，所以 CRL 是不能及时反映证书的实际状态的。再加上 CRL 体积巨大，一般 1M 以上。所以设计出 OCSP（Online Certificate Status Protocol，证书状态在线查询协议）以满足实时在线查询证书状态的要求。 OCSP 是 IETF 颁布的用于实时查询数字证书在某一时间是否有效的标准。

特点：

时效上 —— 实时查询
体积上 —— 小（请求者发送查询请求， OCSP 服务器会返回证书可能的三个状态：正常、吊销和未知。）

OCSP 运作流程：浏览器在使用 https:// 访问已经部署了 SSL 证书的网站时，一定会先检查此 SSL 证书是否已经被吊销，也就是说会查询吊销列表或 OCSP 服务，如果此证书已经被证书颁发机构吊销，则会显示警告信息： “此组织的证书已被吊销。安全证书问题可能显示试图欺骗您或截获您向服务器发送的数据。建议关闭此网页，并且不要继续浏览该网站。 ”

todo 细化流程 —— 梳理：当要检查某个证书（下称待检查证书 A）是否被吊销时，客户端需要发送 OCSP 请求，OCSP 请求中附带“待检查证书 A”的序列号等信息，当 OCSP 服务器收到 OCSP 请求时，读取 OCSP 请求中“待检查证书 A”的序列号信息，并查询 CRL，得到检查结果，随后将检查结果封装到 OCSP 响应中，使用服务器私钥对 OCSP 响应进行签名并将签名私钥对应的证书（称为 OCSP 响应证书 B）和签名值附加在 OCSP 响应中。当客户端收到 OCSP 响应时，首先使用证书链对 OCSP 响应中的“OCSP 响应证书 B”进行验证，验证通过后，再使用“OCSP 响应证书 B”对 OCSP 响应中的响应值 tbsResponse 和签名值 signature 进行验签，验签通过，则表明 OCSP 响应合法，此时可读取 OCSP 响应中“待检查证书 A”的校验结果，以确认“待检查证书 A”是否被吊销。

# 获取 X509 证书
openssl s_client -connect cn.bing.com:443
# 查看 OCSP URL —— 证书/详细信息/授权信息访问/联机证书状态协议
openssl x509 -noout -ocsp_uri -in bing.crt
# OCSP验证 —— 在尾部显示Response Verify Ok，以及bing.crt检查结果是good
openssl ocsp -issuer "Microsoft Azure RSA TLS Issuing CA 04.crt" -CAfile chain.pem -cert bing.crt -text -url http://oneocsp.microsoft.com/ocsp

openssl/keytool

openssl 介绍

todo openssl 中文文档 —— https://www.openssl.net.cn/

todo openssl 英文文档 —— https://docs.openssl.org/master/

keytool 介绍

keytool 是 Java 开发工具包 JDK1.4 之后引入的一个命令行工具，用于管理和生成密钥对、数字证书以及管理密钥库。它主要用于安全通信和身份验证，通过使用公钥/私钥对和相关证书实现自我认证。

keytool 官方文档： https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/keytool.html
keytool 参考手册： https://www.chinassl.net/ssltools/keytool-commands.html （⭐⭐⭐ 非常有用！）
证书学习（一）keytool 工具使用介绍： https://blog.csdn.net/qq_33204709/article/details/141436594

keytool 将密钥和证书存储在所谓的 “密钥库” 中，这是一种安全的存储设施，可以保护敏感信息免受未经授权的访问。

keytool -v
用法错误: 没有提供命令
密钥和证书管理工具

命令:

 -certreq            生成证书请求
 -changealias        更改条目的别名
 -delete             删除条目
 -exportcert         导出证书
 -genkeypair         生成密钥对
 -genseckey          生成密钥
 -gencert            根据证书请求生成证书
 -importcert         导入证书或证书链
 -importpass         导入口令
 -importkeystore     从其他密钥库导入一个或所有条目
 -keypasswd          更改条目的密钥口令
 -list               列出密钥库中的条目
 -printcert          打印证书内容
 -printcertreq       打印证书请求的内容
 -printcrl           打印 CRL 文件的内容
 -storepasswd        更改密钥库的存储口令

使用 "keytool -?, -h, or --help" 可输出此帮助消息
使用 "keytool -command_name --help" 可获取 command_name 的用法。
使用 -conf <url> 选项可指定预配置的选项文件。

主要功能：

生成密钥对：可以创建新的公钥和私钥对，并将其存储在指定的密钥库。
生成证书请求（CSR）：可以生成证书签名请求（Certificate Signing Request），并将其提交给 CA（证书办法机构）进行签发。
导入和导出证书：可以从密钥库中导入或导出证书，支持多种格式。
查看和操作密钥库：可以列出密钥库中的所有条目，包括公钥、私钥和证书链等信息。
转换密钥库格式：可以将密钥库从一种格式转换为另一种格式，例如从 PKCS12 转换为 Jks。
自签名证书：可以创建自签名的证书，用于测试和开发环境中的安全通信。
证书吊销列表文件：可以生成证书吊销列表文件，用于跟踪已撤销的证书。

查看

PEM/DER

# PEM
openssl x509 -in cert.pem -text -noout
openssl x509 -in cert.cer -text -noout
openssl x509 -in cert.crt -text -noout

# DER
openssl x509 -in certificate.der -inform der -text -noout

p12

# 显示与该证书相关的所有信息，包括证书的版本、序列号、持有人信息等
openssl pkcs12 -in example.p12 # 默认补全缺省 -info
openssl pkcs12 -info -in example.p12
# 查看p12证书中包含的证书链（通常包括公钥证书和中间证书，包括每个证书的版本、序列号、签发者信息等）
openssl pkcs12 -in example.p12 -nokeys -clcerts
# 显示私钥的详细信息，包括版本、算法、长度等
openssl pkcs12 -in example.p12 -nodes -nocerts

JKS

keytool -list -keystore server.jks
keytool -list -v -keystore yourjks.jks

生成

p12

# 【生成 p12 文件】
keytool -genkey -alias 别名 -keypass 密码 -keyalg RSA -keysize 2048 -validity 365 -keystore  文件路径/文件名.p12 -storepass 密码 -deststoretype pkcs12

jks

# 【生成 jks 文件】
# 解释：
# -genkey = -genkeypair
# keytool -genkey -alias test（别名）
# -keypass 123123（私钥密码）
#     "DSA" (when using -genkeypair)
#     "DES" (when using -genseckey)
# -keyalg RSA（算法）
# -sigalg sha256withrsa（算法小类）
# -keysize 1024（密钥长度）
#     2048 (when using -genkeypair and -keyalg is "RSA")
#     2048 (when using -genkeypair and -keyalg is "DSA")
#     256 (when using -genkeypair and -keyalg is "EC")
#     56 (when using -genseckey and -keyalg is "DES")
#     168 (when using -genseckey and -keyalg is "DESede")
# -validity 365（有效期）
# -keystore d:/keystore/test.jks（生成路径） 如果未指定，将使用 .keystore 文件。
# -storepass 123123（主密码）
keytool -genkey -alias test -keypass 123123 -keyalg RSA -sigalg sha256withrsa -keysize 1024 -validity 365 -keystore d:/keystore/test.jks -storepass 123123

编辑

`.jks` 修改别名及密码

keytool -changealias -keystore yourjks.jks -alias oldalias -destalias newalias

转换

`.der` 转 `.pem` （以及反向）

二进制转 base64

# 将der格式证书转pem格式
openssl x509 -in cert.crt -inform der -outform pem -out cert.pem
# PEM到DER
openssl x509 -in cert.crt -outform der-out cert.der

`.p12` 转 `.crt` + `.key`

openssl pkcs12 -in keystore.p12 -nokeys -out my_key_store.crt
openssl pkcs12 -in keystore.p12 -nocerts -nodes -out my_store.key

`.crt` + `.key` 转 `.p12`

openssl pkcs12 -export -in server.crt -inkey server.key -out mycert.p12 -name alias_name -CAfile myCA.crt

`.der`/`.pem` 转 `.jks`

keytool -import -keystore cert.jks -file cert.der
# 别名
keytool -import -alias youralias -keystore cert.jks -file cert.der
keytool -import -alias youralias -keystore output.jks -file cert.der -keypass youraliaspass

`.p12` 转 `.jks`

# 方式1
keytool -importkeystore -srckeystore keystore.p12 -srcstoretype PKCS12 -destkeystore keystore.jks -deststoretype JKS -srcalias alias_name -destalias alias_name
# 方式2
keytool -importkeystore -v -srckeystore mycert.p12 -srcstoretype pkcs12 -srcstorepass a123456 -destkeystore Aserver.keystore -deststoretype jks -deststorepass b123456

`.jks` 转 `.crt` + `.key`

# 导出到server.cer文件中 server条目 server.jks密钥库 密钥库密码
keytool -exportcert -file server.cer -alias server -keystore server.jks -storepass 123456

# todo to .key

组合

在某些情况下，将多个 X.509 基础设施组合到单个文件中是有利的。一个常见的例子是将私钥和公钥两者结合到相同的证书中。

PEM 组合

组合密钥和链的最简单的方法是将每个文件转换为 PEM 编码的证书，然后将每个文件的内容简单地复制到一个新文件中。这适用于组合文件以在 Apache 中使用的应用程序。

todo 例子

提取

一些证书将以组合形式出现。一个文件可以包含以下任何一个：证书，私钥，公钥，签名证书，证书颁发机构（CA）和/或权限链。

todo 方式

导入

# 将自签名证书导入信任库
# 导入证书 server.cer server条目 导入client_trusk.jks信任库 密钥库密码 条目密码
keytool -importcert -file server.cer -alias server -keyalg client_trusk.jks -storepass 123456 -keypass 123456

# todo client-Trusk.jks 哪里来的？

案例：生成 CA + CSR + CRT + P12 + JSK （完整流程）

生成 CA 证书和私钥（可选）

提示

如果你准备使用公共 CA 则不需要这一步，但是如果这个证书只是在我们自己的服务端和客户端之间使用则只需要使用自己的 CA

注意

使用 openssl 之前先要在当前目录下准备一个临时目录结构，如下结构：

 --demoCA/
 |-- index.txt      <-- 初始为空白内容
 |-- serial         <-- 初始内容可以设置为01
 |-- newcerts/      <-- 空文件夹
 |-- private/       <-- 貌似可以不存在

否则会后面使用自己的 ca 签署证书时会报错。

创建 CA 私钥

openssl genrsa -out ca.key 2048

创建 CA 证书

openssl req -new -x509 -days 3650 -key ca.key -out ca.crt -subj "/C=CN/ST=ZheJiang/L=HangZhou/O=NetEase/OU=CA Test"

生成服务器证书签署请求 CSR 和私钥

创建服务器私钥

openssl genrsa -out server.key 2048

创建服务器证书签署请求 CSR

openssl req -new -days 365 -key server.key -out server.csr -subj "/C=CN/ST=ZheJiang/L=HangZhou/O=NetEase/OU=XX Server/CN=xxx.yyy.com"

使用自己的 CA 进行签署生成证书 CRT

openssl ca -in server.csr -out server.crt -cert ca.crt -keyfile ca.key

需要输入 2 次确认的 y

合并证书

使用文本工具打开 server.crt 文件，可以看到内容有 2 部分组成：

第一部分是 Certificate 开头的描述内容
第二部分是 -----BEGIN CERTIFICATE----- 开始的签名内容

我们把 ca.crt 的内容覆盖掉描述内容，让文件成为 2 个签名块，就可以看到

-----BEGIN CERTIFICATE-----
...
-----END CERTIFICATE-----
-----BEGIN CERTIFICATE-----
...
-----END CERTIFICATE-----

转换为 pkcs12 格式

#  -clcerts               Only output client certificates
#  -cacerts               Only output CA certificates
openssl pkcs12 -export -clcerts -in server.crt -inkey server.key -out server.p12

需要输入一个密码 123321

转换为 jks 格式

keytool -importkeystore -srckeystore server.p12 -destkeystore server.jks -srcstoretype pkcs12 -deststoretype jks

提示

keytool 是 jdk 的工具，安装好 jdk 可以找到

然后我们可以验证下 jks 是否包含了完整的证书链

keytool -list -v -keystore server.jks

我们可以看到如下信息

别名名称： 1
创建日期： 2015-5-28
项类型: PrivateKeyEntry
认证链长度： 2 # 💡这里若要显示2，就需要在生成p12前，将ca证书拷贝入crt证书中。否则这里会显示1，因为p12里只有crt一个证书
认证 [1]:
所有者:CN=xxx.yyy.com, OU=XX Server, O=NetEase, ST=ZheJiang, C=CN
签发人:OU=CA Test, O=NetEase, L=HangZhou, ST=ZheJiang, C=CN
序列号:1
有效期: Thu May 28 14:35:55 CST 2015 至Fri May 27 14:35:55 CST 2016

案例：Tomcat SSL 单向认证（JKS）

为了在 Java 应用中配置 SSL，通常需要将 CRT 和 KEY 证书文件转换为 Java Keystore（JKS）格式。下面将介绍如何从 CRT 和 KEY 文件创建 JKS，并在 Tomcat 服务器中进行配置。

从 CRT 和 KEY 文件创建 JKS

# 【private.key + certificate.crt 转 keystore.p12】
# certificate.crt = 你的证书文件
# private.key = 你的私钥文件
# cacert.crt = CA证书文件，即根证书文件
# changeit = 默认密码，修改它！
openssl pkcs12 -export -in certificate.crt -inkey private.key -out keystore.p12 -name tomcat -CAfile cacert.crt -passout pass:changeit
# 【keystore.p12 转 keystore.jks】
keytool -importkeystore -destkeystore keystore.jks -srckeystore keystore.p12 -srcstoretype PKCS12 -srcalias tomcat -destalias tomcat -deststorepass changeit -srcstorepass changeit

在 Tomcat 服务器中进行配置
将生成的 keystore.jks 文件放置到 Tomcat 的 conf 目录下。然后，编辑 conf/server.xml 文件，找到 <Connector> 标签，添加或更新以下配置：
```
<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
        maxThreads="150" SSLEnabled="true" scheme="https" secure="true"
        clientAuth="false" sslProtocol="TLS"
        keystoreFile="conf/keystore.jks" keystorePass="changeit"
        keyAlias="tomcat"
/>
```
在这个配置中，port 指定了 SSL 连接的端口号，keystoreFile 指定了 JKS 文件的路径，keystorePass 是 JKS 文件的密码，keyAlias 是证书的别名。
重启 Tomcat
配置完成后，重启 Tomcat 服务器以应用新的配置。如果一切正常，你现在可以通过配置的 SSL 端口（如 8443）访问你的应用，并享受加密的安全连接。

案例：Spring SSL 单向认证（JKS）

准备 JKS 密钥库

keytool -genkey -keyalg RSA -alias selfsigned -keystore xxx.jks -storepass jks密码 -validity 360 -keysize 2048

配置 SSL

#是否启用SSL证书
server.ssl.enabled=true
#配置jks存放位置
server.ssl.key-store=classpath:xxx.jks
#https端口号
server.port=8090
#密钥库密码
server.ssl.key-store-password=jks密码
#密钥库类型(JKS类型)
server.ssl.key-store-type=JKS

配置 http 允许连接（否则，http 访问会提示 Bad Request. This combination of host and port requires TLS.）

案例：Nginx 单向认证（JKS）

场景：前后端分离且前后端交互需要用 HTTPS 协议，则需要在前端服务（一般 nginx）上配置 SSL 证书。如果后端由 Java 开发，一般拿到的 SSL 证书是 Java 版的 jks 证书；且前端客户提供的配置好基本环境的 nginx，所需要的证书是 crt 和 key 组合形式，因此需要进行证书转换。

主要步骤：

拿到 jks 证书，和证书密码（没有密码的，拿刀找运维或找供应方，要求重写生成个带密码的）
先将 jks 转换成 p12 格式，具体命令如下:
```
# 转换证书库格式
keytool -importkeystore -srckeystore C:\cert\server.jks -destkeystore C:\cert\server.p12 -srcstoretype jks -deststoretype pkcs12
# 查看证书库
keytool -deststoretype PKCS12 -keystore C:\cert\server.p12 -list
```
输入命令后，会提示你三步骤，需要输入口令（建议输入相同的口令，就是你的 jks 口令，防止后续证书转换忘记密码）
1. 输入目标密钥库口令
2. 再次输入新口令
3. 输入源密钥库口令

将 p12 转换成 crt 证书, 命令如下

openssl pkcs12 -in C:\cert\server.p12 -nokeys -clcerts -out C:\cert\server.crt

附录

参考：
SSL 证书格式普及，PEM、CER、JKS、PKCS12 —— https://blog.freessl.cn/ssl-cert-format-introduce/
https://blog.csdn.net/qq_33204709/category_12778972.html
todo 证书学习（一）keytool 工具使用介绍
证书学习（二）搞懂 keystore、jks、p12、pfx、cer、crt、csr、pem、key 文件的区别
todo 证书学习（三）.p12 证书颁发的 5 个步骤、如何在线生成证书、证书工具网站推荐
todo 证书学习（四）X.509 数字证书整理
todo 证书学习（五）Java 实现 RSA、SM2 证书颁发
todo 证书学习（六）TSA 时间戳服务器原理 + 7 个免费时间戳服务器地址
todo HTTPS 证书吊销机制 —— https://www.secpulse.com/archives/113075.html
todo OSCP 流程和实践 —— https://blog.csdn.net/anjiyufei/article/details/141951363

证书安全

RFC（Request for Comments，请求意见稿）

X.509

PEM（Privacy Enhanced Mail）

DER（Distinguished Encoding Rules，可辨别编码规则）

.key

CSR（Certificate Signing Request）

.cert/.cer/.crt

.pkcs7/.p7b/.p7c （过时，一般改用 p12）

.pkcs12/.pfx/.p12 - PKCS（Public-Key Cryptography Standards，公玥密码学）

.jks/.keystore - JKS（Java Key Storage）

.crl - CRL（Certificate Revocation List，证书吊销列表）

OCSP（Online Certificate Status Protocol，证书状态在线查询协议）

PEM/DER

p12

JKS

p12

jks

.jks 修改别名及密码

.der 转 .pem （以及反向）

.p12 转 .crt + .key

.crt + .key 转 .p12

.der/.pem 转 .jks

.p12 转 .jks

.jks 转 .crt + .key