TLS应用开发相关知识

证书相关

TLS(Transport Layer Security)意为传输层安全协议,目前较常见的实现是OpenSSL, 而BoringSSL是google基于OpenSSL创建的,只是为了自己的需要,并不是通用的实现,所以如无必要,我们还是直接使用OpenSSL比较好。
TLS是基于X.509证书标准的,其标准是RFC5280。

证书格式

目前支持两种格式:PEM和DER。
其中DER是二进制格式,而PEM则是在DER的基础上进行BASE64编码后,并存放在存放在”—–BEGIN CERTIFICATE—–”和”—–END CERTIFICATE—–”之中。
查看PEM格式证书信息的命令:openssl x509 -in certificate.pem -text -noout
查看DER格式证书信息的命令:openssl x509 -in certificate.der -inform der -text -noout

证书扩展名

这是比较误导人的地方,虽然我们已经知道有PEM和DER这两种编码格式,但文件扩展名并不一定就叫”PEM”或者”DER”,常见的扩展名除了PEM和DER还有以下这些,它们除了编码格式可能不同之外,内容也有差别,但大多数都能相互转换编码格式.

  1. CRT - CRT应该是certificate的三个字母,其实还是证书的意思,常见于*NIX系统,有可能是PEM编码,也有可能是DER编码,大多数应该是PEM编码,相信你已经知道怎么辨别.
  2. CER - 还是certificate,还是证书,常见于Windows系统,同样的,可能是PEM编码,也可能是DER编码,大多数应该是DER编码.
  3. KEY - 通常用来存放一个公钥或者私钥,并非X.509证书,编码同样的,可能是PEM,也可能是DER.
    查看KEY的办法:openssl rsa -in mykey.key -text -noout
    如果是DER格式的话,同理应该这样了:openssl rsa -in mykey.key -text -noout -inform der
  4. CSR - Certificate Signing Request,即证书签名请求,这个并不是证书,而是向权威证书颁发机构获得签名证书的申请,其核心内容是一个公钥(当然还附带了一些别的信息),在生成这个申请的时候,同时也会生成一个私钥,私钥要自己保管好.做过iOS APP的朋友都应该知道是怎么向苹果申请开发者证书的吧.
    查看的办法:openssl req -noout -text -in my.csr (如果是DER格式的话照旧加上-inform der,这里不写了)
  5. PFX/P12 - predecessor of PKCS#12,对*nix服务器来说,一般CRT和KEY是分开存放在不同文件中的,但Windows的IIS则将它们存在一个PFX文件中,(因此这个文件包含了证书及私钥)这样会不会不安全?应该不会,PFX通常会有一个”提取密码”,你想把里面的东西读取出来的话,它就要求你提供提取密码,PFX使用的时DER编码,如何把PFX转换为PEM编码?
    openssl pkcs12 -in for-iis.pfx -out for-iis.pem -nodes
    这个时候会提示你输入提取代码. for-iis.pem就是可读的文本.
    生成pfx的命令类似这样:openssl pkcs12 -export -in certificate.crt -inkey privateKey.key -out certificate.pfx -certfile CACert.crt
    其中CACert.crt是CA(权威证书颁发机构)的根证书,有的话也通过-certfile参数一起带进去.这么看来,PFX其实是个证书密钥库.
  6. JKS - 即Java Key Storage,这是Java的专利,跟OpenSSL关系不大,利用Java的一个叫”keytool”的工具,可以将PFX转为JKS,当然了,keytool也能直接生成JKS,不过在此就不多表了.

    获得证书

    有两种方式:申请或者自签名,调试时自签名就够了。
  7. 向权威证书颁发机构申请证书
    用这命令生成一个csr: openssl req -newkey rsa:2048 -new -nodes -keyout my.key -out my.csr
    把csr交给权威证书颁发机构,权威证书颁发机构对此进行签名,完成.保留好csr,当权威证书颁发机构颁发的证书过期的时候,你还可以用同样的csr来申请新的证书,key保持不变.

  8. 生成自签名的证书
    openssl req -newkey rsa:2048 -new -nodes -x509 -days 3650 -keyout key.pem -out cert.pem
    在生成证书的过程中会要你填一堆的东西,其实真正要填的只有Common Name,通常填写你服务器的域名,如”yourcompany.com”,或者你服务器的IP地址,其它都可以留空的.
    生产环境中还是不要使用自签的证书,否则浏览器会不认,或者如果你是企业应用的话能够强制让用户的浏览器接受你的自签证书也行.向权威机构要证书通常是要钱的,但现在也有免费的,仅仅需要一个简单的域名验证即可.有兴趣的话查查”沃通数字证书”.

    最佳实践

开发流程

wireshark抓包

参考文档

  1. 证书的相关知识转载自:那些证书相关的玩意儿(SSL,X.509,PEM,DER,CRT,CER,KEY,CSR,P12等)

本文链接:http://www.servercoder.com/2019/02/17/tls-application/