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Certificates

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什么是证书

公钥证书是用于加密的数字身份，用于证明某人拥有公钥。它包括密钥的详细信息、所有者的身份（主题）以及来自受信任机构（发行者）的数字签名。如果软件信任发行者并且签名有效，则可以与密钥所有者进行安全通信。

证书主要由 证书颁发机构 (CAs) 在 公钥基础设施 (PKI) 设置中颁发。另一种方法是 信任网络，用户直接验证彼此的密钥。证书的常见格式是 X.509，可以根据 RFC 5280 中概述的特定需求进行调整。

x509 常见字段

x509 证书中的常见字段

在 x509 证书中，几个 字段 在确保证书的有效性和安全性方面发挥着关键作用。以下是这些字段的详细说明：

  • 版本号 表示 x509 格式的版本。

  • 序列号 在证书颁发机构（CA）系统中唯一标识证书，主要用于撤销跟踪。

  • 主题 字段表示证书的所有者，可以是机器、个人或组织。它包括详细的身份识别，例如：

  • 通用名称 (CN)：证书覆盖的域。

  • 国家 (C)、地方 (L)、州或省 (ST, S, 或 P)、组织 (O) 和 组织单位 (OU) 提供地理和组织详细信息。

  • 区分名称 (DN) 概括了完整的主题识别。

  • 发行者 详细说明了谁验证并签署了证书，包括与主题类似的子字段。

  • 有效期 由 生效时间 和 失效时间 时间戳标记，确保证书在某个日期之前或之后不被使用。

  • 公钥 部分对证书的安全性至关重要，指定公钥的算法、大小和其他技术细节。

  • x509v3 扩展 增强了证书的功能，指定 密钥使用、扩展密钥使用、主题备用名称 和其他属性，以微调证书的应用。

密钥使用和扩展

  • 密钥使用 确定公钥的加密应用，例如数字签名或密钥加密。

  • 扩展密钥使用 进一步缩小证书的使用案例，例如用于 TLS 服务器身份验证。

  • 主题备用名称 和 基本约束 定义证书覆盖的其他主机名，以及它是否是 CA 或终端实体证书。

  • 标识符如 主题密钥标识符 和 授权密钥标识符 确保密钥的唯一性和可追溯性。

  • 授权信息访问 和 CRL 分发点 提供验证发行 CA 和检查证书撤销状态的路径。

  • CT 预证书 SCTs 提供透明日志，对于公众信任证书至关重要。

# Example of accessing and using x509 certificate fields programmatically:
from cryptography import x509
from cryptography.hazmat.backends import default_backend

# Load an x509 certificate (assuming cert.pem is a certificate file)
with open("cert.pem", "rb") as file:
cert_data = file.read()
certificate = x509.load_pem_x509_certificate(cert_data, default_backend())

# Accessing fields
serial_number = certificate.serial_number
issuer = certificate.issuer
subject = certificate.subject
public_key = certificate.public_key()

print(f"Serial Number: {serial_number}")
print(f"Issuer: {issuer}")
print(f"Subject: {subject}")
print(f"Public Key: {public_key}")

OCSP与CRL分发点的区别

OCSP (RFC 2560) 涉及客户端和响应者共同检查数字公钥证书是否被撤销，而无需下载完整的 CRL。这种方法比传统的 CRL 更有效，后者提供被撤销证书序列号的列表，但需要下载一个可能很大的文件。CRL 可以包含多达 512 个条目。更多细节可在 这里 查阅。

什么是证书透明性

证书透明性通过确保 SSL 证书的发行和存在对域名所有者、CA 和用户可见，帮助抵御与证书相关的威胁。其目标包括：

  • 防止 CA 在未通知域名所有者的情况下为域名发行 SSL 证书。

  • 建立一个开放的审计系统，以跟踪错误或恶意发行的证书。

  • 保护用户免受欺诈证书的影响。

证书日志

证书日志是公开可审计的、仅追加的证书记录，由网络服务维护。这些日志提供加密证明以供审计使用。发行机构和公众均可向这些日志提交证书或查询以进行验证。虽然日志服务器的确切数量并不固定，但预计全球不会超过一千个。这些服务器可以由 CA、ISP 或任何感兴趣的实体独立管理。

查询

要探索任何域的证书透明性日志，请访问 https://crt.sh/。

存储证书的不同格式各有其使用案例和兼容性。此摘要涵盖主要格式并提供转换指导。

格式

PEM格式

  • 最广泛使用的证书格式。

  • 需要为证书和私钥分别创建文件，采用 Base64 ASCII 编码。

  • 常见扩展名：.cer, .crt, .pem, .key。

  • 主要用于 Apache 和类似服务器。

DER格式

  • 证书的二进制格式。

  • 缺少 PEM 文件中的 "BEGIN/END CERTIFICATE" 语句。

  • 常见扩展名：.cer, .der。

  • 通常与 Java 平台一起使用。

P7B/PKCS#7格式

  • 以 Base64 ASCII 存储，扩展名为 .p7b 或 .p7c。

  • 仅包含证书和链证书，不包括私钥。

  • 受 Microsoft Windows 和 Java Tomcat 支持。

PFX/P12/PKCS#12格式

  • 一种二进制格式，将服务器证书、中间证书和私钥封装在一个文件中。

  • 扩展名：.pfx, .p12。

  • 主要用于 Windows 的证书导入和导出。

格式转换

PEM 转换 对于兼容性至关重要：

  • x509 到 PEM

openssl x509 -in certificatename.cer -outform PEM -out certificatename.pem

  • PEM 转 DER

openssl x509 -outform der -in certificatename.pem -out certificatename.der

  • DER 转 PEM

openssl x509 -inform der -in certificatename.der -out certificatename.pem

  • PEM 转 P7B

openssl crl2pkcs7 -nocrl -certfile certificatename.pem -out certificatename.p7b -certfile CACert.cer

  • PKCS7 转 PEM

openssl pkcs7 -print_certs -in certificatename.p7b -out certificatename.pem

PFX 转换 对于在 Windows 上管理证书至关重要：

  • PFX 到 PEM

openssl pkcs12 -in certificatename.pfx -out certificatename.pem

  • PFX 转 PKCS#8 涉及两个步骤：

  1. 将 PFX 转换为 PEM

openssl pkcs12 -in certificatename.pfx -nocerts -nodes -out certificatename.pem

  1. 将PEM转换为PKCS8

openSSL pkcs8 -in certificatename.pem -topk8 -nocrypt -out certificatename.pk8

  • P7B 转 PFX 还需要两个命令：

  1. 将 P7B 转换为 CER

openssl pkcs7 -print_certs -in certificatename.p7b -out certificatename.cer

  1. 将 CER 和私钥转换为 PFX

openssl pkcs12 -export -in certificatename.cer -inkey privateKey.key -out certificatename.pfx -certfile cacert.cer

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