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如何通过OpenSSL实现私有CA,并为HTTP服务提供TLS/SLL安全机制

[日期:2013-05-27] 来源:Linux社区  作者:dayong_guo [字体: ]

Openssl是SSL的开源实现(可以免费下载应用程序),是一种安全机密程序,主要用于提高远程登录访问的安全性。也是目前加密算法所使用的工具之一,功能很强大。
Openssl为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议,包括了主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能(CA)以及SSL协议,并提供了丰富的应用程序供测试或其它目的使用,例如我们将会使用Openssl实现私有CA,并实现证书颁发。

  1. OpenSSL:SSL的开源实现
  2. libcrypto:通用加密库,提供了各种加密函数
  3. libssl:TLS/SSL协议的实现,基于会话的、实现了身份认证、数据机密性和会话完整性的TLS/SSL库
  4. openssl:多用途的命令行工具;能够实现私有证书颁发机构;即在公司内部实现身份的验证;

SSL:(Secure Socket Layer)安全套接字层,通过一种机制在互联网上提供密钥传输。其主要目标是保证两个应用间通信数据的保密性和可靠性,可在服务器端和用户端同时支持的一种加密算法。目前主流版本SSLV2、SSLV3(常用)。

下面通过此图来了解如何实现SSL功能,在介绍之前,我们来说说SSL提供哪些功能:

  1. 1、数据的机密性:通过对称加密算法实现数据的机密性。
  2. 2、数据的完整性:通过单向加密算法保证数据的完整性。
  3. 3、身份的安全验证:提供数据发送者的身份。


解说SSL会话过程:

  1. 注:前提服务器端在本地通过非对称加密算法生成一对密钥,并将公钥信息发送给CA证书颁发机构,CA给服务器端颁发数字证书,并将证书发送至服务器端。
  2. SSL会话建立过程:
  3. 第一步:客户端向服务器端建立连接请求(TCP/IP)
  4. 第二步:当TCP/IP建立完成后,客户端和服务器之间协商使用哪种加密算法,如(TSLv1/SSLv2/SSLv3)。
  5. 第三步:协商完成后,服务器将公钥发送给客户端,客户端接收公钥信息。
  6. 第四步:客户端到CA证书颁发机构下载CA公钥信息,并对服务器端发送的证书做验证。
  7. 第五步:随后,客户端在本地通过对称加密算法生成密钥,然后用服务器端发送的公钥进行对这段密钥进行加密,发送至服务器端,其保证了数据的机密性。
  8. 第六步:服务器用自己的私钥对这段数据进行解密,得到密钥,然后将客户端的请求数据进行加密发送给客户端。
  9. 第七步:客户端接到响应,并用密钥进行机密,得到数据。
  10. 第八步:通信结束后,断开会话通道(TCP/IP)

那如何通过Openssl构建私有CA呢,在配置之前我们来介绍下关于Openssl的基本使用:

  1. OpenSSL:SSL的开源实现
  2. libcrypto:通用加密库,提供了各种加密函数
  3. libssl:TLS/SSL协议的实现,基于会话的、实现了身份认证、数据机密性和会话完整性的TLS/SSL库
  4. openssl:多用途的命令行工具;能够实现私有证书颁发机构;即在公司内部实现身份的验证;
  5. openssl:
  6. genrsa:通过RSA算法,生成密钥(私钥和公钥)
  7. req:申请和生成证书
  8. -new:生成新的证书
  9. -x509:互联网常用的一种标准
  10. -in:证书的位置(签署证书及证书请求常常用到)
  11. -out:证书的存放位置
  12. -days:证书的有效期限

构建基于Openssl创建私有CA,并完成SSL/TLS机密机制:
配置环境:三台虚拟机
172.16.88.1/16)CA证书颁发机构并提供HTTP功能--Linux
测试端(192.168.0.203/24)--Windows xp

Seq1:在CA证书颁发机构,使用Openssl生成一对密钥(私钥和公钥)

  1. # cd /etc/pki/CA
  2. # (umask 077; openssl genrsa -out private/cakey.pem 2048) ##创建私钥,并将权限改为600

Seq2: 编辑Openssl主配置文件:
# vim /etc/pki/tls/openssl.conf

Seq3:下面就开始为CA自身,签署证书:

  1. # openssl req -new -x509 -key -in private/cakey.pem -out cacert.pem -days 365 ##生成自签证书

Seq4:为CA准备目录及文件

  1. # cd /etc/pki/CA
  2. # mkdir certs crl newcerts ##相关证书存放目录
  3. # touch index.txt ##相关证书信息
  4. # echo "01" > serial ##颁发证书的序列

Seq5:配置安装HTTP服务及安装mod_ssl模块提供TLS/SSL功能

  1. # yum install httpd mod_ssl -y
  2. # vim /etc/httpd/httpd.conf #最后一行添加如下内容,并注释DocumentRoot "/var/www/html"行,大约在281行
  3. <VirtualHost 172.16.88.1:80>
  4. DocumentRoot "/www/example.com"
  5. ServerName www.example.com
  6. </VirtualHost>
  7. # service httpd restart && chkconfig httpd on
  8. # echo "<h1>Test Hettp Server</h1>" > /var/www/html/index.html #测试页

Seq6:进行简单的测试:

nniiijj:
ok!!HTTP服务正常工作。

Seq7:为HTTP服务器端配置密钥并向CA发送证书颁发请求

  1. # mkdir /etc/httpd/ssl
  2. # cd /etc/httpd/ssl
  3. #(umask 077; openssl genrsa -out httpd.key 1024)
  4. # openssl req -new -key -in httpd.key -out httpd.csr -days 3650

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