數(shù)字證書

數(shù)字證書（digital certificate）流妻，又叫做公鑰證書（public key certificate）或者身份證書（identity certificate）岂却，是一種證明公鑰擁有者的電子文檔茫死，數(shù)字證書內(nèi)容包括公鑰吮蛹、公鑰擁有者的身份識別信息（一般稱作 subject）和驗證本證書內(nèi)容的發(fā)行實體（一般稱作發(fā)行者 issuer）的數(shù)字簽名算撮。

證書格式

數(shù)字證書的格式普遍采用的是 X.509 V3 國際標(biāo)準(zhǔn)忙灼，一個標(biāo)準(zhǔn)的 X.509 數(shù)字證書包含以下一些內(nèi)容：

• 證書的版本信息
• 證書的序列號杭攻，每個證書都有一個唯一的證書序列號
• 證書所使用的簽名算法
• 證書的發(fā)行機構(gòu)名稱趟妥，命名規(guī)則一般采用X.500格式
• 證書的有效期猫态，通用的證書一般采用UTC時間格式，它的計時范圍為1950-2049
• 證書所有人的名稱 (Subject)披摄，命名規(guī)則一般采用X.500格式
• 證書所有人的公鑰
• 證書發(fā)行者 (Issuer) 對證書的簽名

X.509 定義了數(shù)字證書格式的標(biāo)準(zhǔn)亲雪，詳情請參見維基百科詞條 ，通過 Openssl 命令行 openssl x509 -in certificate.crt -text -noout 工具可以查看證書格式疚膊。

Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Serial Number:
            52:04:3b:ed:ec:16:86:25:ba:0e:10:01:83:70:42:fd
    Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
        Issuer: C=CN, O=TrustAsia Technologies, Inc., OU=Symantec Trust Network, OU=Domain Validated SSL, CN=TrustAsia DV SSL CA - G5
        Validity
            Not Before: Sep 28 00:00:00 2017 GMT
            Not After : Sep 28 23:59:59 2018 GMT
        Subject: CN=home.freemanke.com
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: rsaEncryption
                Public-Key: (2048 bit)
                Modulus:
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                    7a:75
                Exponent: 65537 (0x10001)
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Alternative Name:
                DNS:home.freemanke.com
            X509v3 Basic Constraints:
                CA:FALSE
            X509v3 Certificate Policies:
                Policy: 2.23.140.1.2.1
                  CPS: https://d.symcb.com/cps
                  User Notice:
                    Explicit Text: https://d.symcb.com/rpa

            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:6D:58:C7:7F:1A:E7:E1:3F:2E:A6:8C:97:35:42:BB:F4:D3:38:AC:3F

            X509v3 Key Usage: critical
                Digital Signature, Key Encipherment
            X509v3 Extended Key Usage:
                TLS Web Server Authentication, TLS Web Client Authentication
            Authority Information Access:
                OCSP - URI:http://trustasia2-ocsp.digitalcertvalidation.com
                CA Issuers - URI:http://trustasia2-aia.digitalcertvalidation.com/trustasiag5.crt

            1.3.6.1.4.1.11129.2.4.2:
...~...\. ....)6.K...c........SWw...=...x&.u.......X......gp
.....^..]......F0D. s.....r.]..]x[...H.
MUD...G...... ).h}......c..}d*..[d..`....?.7).
    Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
         b4:b8:9a:25:b5:a2:0f:fc:1e:84:73:b7:8d:da:5c:53:18:57:
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         86:e1:9c:be

證書存儲格式

• DER 二進(jìn)制存儲格式

  
  
  DER格式證書

• PEM 二進(jìn)制存儲格式的 Base64 編碼格式

  
  
  PEM格式證書

證書文件擴展名

證書擴展名現(xiàn)在基本上都在混用义辕，所以擴展名并不能唯一確認(rèn)證書的存儲格式，只有根據(jù)文件內(nèi)容來確定它是二進(jìn)制存儲還是 Base64 編碼格式存儲寓盗。

.key 一般用于存儲 Base64 格式編碼的私鑰
.pem .cer .crt (Privacy-enhance Electronic Mail) DER 二進(jìn)制格式的 Base64 編碼灌砖，并在編碼頭尾加上起始行 -----BEGIN CERTIFICATE----- 和結(jié)束行 -----END CERTIFICATE-----
.der .cer .crt DER 二進(jìn)制格式證書編碼璧函，不可讀，不方便證書的傳遞和交換
.p12 一般包含了證書和對稱加密后的私鑰
.pfx 是p12的前身

如何從 .pfx 文件中導(dǎo)出公鑰和私鑰

openssl pkcs12 -in certificate.pfx  -nocerts -out private.pem
openssl pkcs12 -in certificate.pfx -clcerts -nokeys -out public.pem

如何使用公鑰加密私鑰解密

echo Hello > file.txt
openssl rsautl -encrypt -inkey public.pem -pubin -in file.txt -out file.encrypted.txt
openssl rsautl -decrypt -inkey private.pem -in file.encrypted.txt -out file.decrypted.txt

如何使用私鑰簽名公鑰驗簽

考慮一個問題基显，為什么沒有用私鑰加密公鑰解密的場景蘸吓？因為公鑰是公開發(fā)布的，如果要用一個公開發(fā)布的秘鑰來解密撩幽，這個場景就不是加解密库继，而是數(shù)字簽名。

數(shù)字簽名過程

• A 首先對消息使用 HASH 算法得到消息摘要
• A 使用私鑰對消息摘要進(jìn)行加密（為什么不直接對消息或文件進(jìn)行加密而是對其摘要進(jìn)行加密窜醉？因為非對稱加密效率不高宪萄，非常耗時）。
• A 將消息和加密后的摘要（簽名）發(fā)給接收方 B
• 接收方用 B 使用 A 的公鑰對簽名進(jìn)行解密得到一個 摘要酱虎，然后用同樣的 HASH 算法得到消息的摘要雨膨，對這兩個摘要比對，如果完全相同读串，則說明消息是 A 發(fā)送的聊记，沒有被篡改。