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:

• 密码算法库
• 密钥和证书封装管理功能
• SSL通信API接口

用途

• 建立 RSA、DH、DSA key 参数
• 建立 X.509 证书、证书签名请求(CSR)和CRLs(证书回收列表)
• 计算消息摘要
• 使用各种 Cipher加密/解密
• SSL/TLS 客户端以及服务器的测试
• 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=[e-mail]"

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=[e-mail]"

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=[e-mail]
issuer=/C=CN/ST=GD/L=SZ/O=viroot/OU=dev/CN=viroot.com/emailAddress=[e-mail]
-----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

复制代码

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] 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
   [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
   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] 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] 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] outfile
    http://blog.csdn.net/as3luyuan123/article/details/16105407
    https://www.openssl.org/docs/apps/pkcs7.html

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

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