在Linux下如何根据域名自签发OpenSSL证书与常用证书转换

2021-07-12 14:05:51

在Linux下如何根据域名自签发各种SSL证书，这里我们以Apache、Tomcat、Nginx为例。

openssl自签发泛域名（通配符）证书

首先要有openssl工具，如果没有那么使用如下命令安装：

yum install -y openssl openssl-devel

修改openssl.cnf配置文件

具体修改如下

 1 [root@docker02 ~]# vim /etc/pki/tls/openssl.cnf
 2 [ req ]
 3 ………………
 4 # 将如下配置的注释放开
 5 req_extensions = v3_req # The extensions to add to a certificate request
 6 ………………
 7 [ v3_req ]
 8 
 9 # Extensions to add to a certificate request
10 
11 basicConstraints = CA:FALSE
12 keyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEncipherment
13 # 添加如下行
14 subjectAltName = @SubjectAlternativeName
15 
16 # 同时增加如下信息
17 [SubjectAlternativeName]
18 DNS.1 = zhangbook.com
19 DNS.2 = *.zhangbook.com

说明：本次我们以 *.zhangbook.com 泛域名为例。

创建根证书

 1 [root@docker02 ssl]# pwd
 2 /root/software/ssl
 3 [root@docker02 ssl]# 
 4 ## 创建CA私钥
 5 [root@docker02 ssl]# openssl genrsa -out CA.key 2048
 6 ## 制作CA公钥
 7 [root@docker02 ssl]# openssl req -sha256 -new -x509 -days 36500 -key CA.key -out CA.crt -config /etc/pki/tls/openssl.cnf 
 8 ………………
 9 Country Name (2 letter code) [XX]:CN
10 State or Province Name (full name) []:BJ
11 Locality Name (eg, city) [Default City]:BeiJing
12 Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:BTC
13 Organizational Unit Name (eg, section) []:MOST
14 Common Name (eg, your name or your server‘s hostname) []:Light Zhang   # 这里就是证书上的：颁发者
15 Email Address []:ca@test.com

当然上述的公钥制作方式需要交互式输入信息，如果不想频繁输入，那么可以使用如下命令：

1 ## 免交互式制作CA公钥
2 openssl req -sha256 -new -x509 -days 36500 -key CA.key -out CA.crt -config /etc/pki/tls/openssl.cnf -subj "/C=CN/ST=BJ/L=BeiJing/O=BTC/OU=MOST/CN=Light Zhang/emailAddress=ca@test.com"

subj内容详解：

1 C             = Country Name (2 letter code)
2 ST            = State or Province Name (full name)
3 L             = Locality Name (eg, city) [Default City]
4 O             = Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]
5 OU            = Organizational Unit Name (eg, section)
6 CN            = Common Name (eg, your name or your server‘s hostname)
7 emailAddress  = Email Address

此时的的文件有：

1 [root@docker02 ssl]# ll
2 total 32
3 -rw-r--r-- 1 root root 1387 Oct  2 10:25 CA.crt
4 -rw-r--r-- 1 root root 1679 Oct  2 10:04 CA.key

自签发泛域名证书

操作步骤为：

生成域名私钥
生成证书签发请求文件
使用自签署的CA，生成域名公钥

具体如下：

 1 ### 当前目录 /root/software/ssl
 2 # 生成 zhangbook.com.key 密钥
 3 openssl genrsa -out zhangbook.com.key 2048
 4 # 生成 zhangbook.com.csr 证书签发请求  交互式
 5 openssl req -new -sha256 -key zhangbook.com.key -out zhangbook.com.csr -config /etc/pki/tls/openssl.cnf
 6 ………………
 7 ##### 产生的交互式内容与填写如下
 8 Country Name (2 letter code) [XX]:CN
 9 State or Province Name (full name) []:BJ
10 Locality Name (eg, city) [Default City]:BeiJing
11 Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:BTC
12 Organizational Unit Name (eg, section) []:MOST
13 Common Name (eg, your name or your server‘s hostname) []:*.zhangbook.com   # 这里就是证书上的：颁发给
14 Email Address []:ca@test.com
15 
16 Please enter the following ‘extra‘ attributes
17 to be sent with your certificate request
18 A challenge password []:123456
19 An optional company name []:BTC
20 ………………
21 # 生成 zhangbook.com.csr 证书签发请求  非交互式
22 openssl req -new -sha256 -key zhangbook.com.key -out zhangbook.com.csr -config /etc/pki/tls/openssl.cnf -subj "/C=CN/ST=BJ/L=BeiJing/O=BTC/OU=MOST/CN=*.zhangbook.com/emailAddress=ca@test.com"

PS1：上面的Common Name 就是在这步填写 *.zhangbook.com ，表示的就是该证书支持泛域名，common name一定要在SubjectAlternativeName中包含

PS2：进行CA签名获取证书时，需要注意国家、省、单位需要与CA证书相同，否则会报异常

查看签名请求文件信息

openssl req -in zhangbook.com.csr -text

使用自签署的CA，签署zhangbook.com.crt

openssl ca -in zhangbook.com.csr -md sha256 -days 36500 -out zhangbook.com.crt -cert CA.crt -keyfile CA.key -extensions v3_req -config /etc/pki/tls/openssl.cnf

这里证书有效时间为100年。

PS1：即便是你前面是sha256的根证书和sha256的请求文件，如果这里不加 -md sha256，那么默认是按照sha1进行签名的

PS2：在执行时，可能出现如下错误

异常问题1：

1 Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf
2 /etc/pki/CA/index.txt: No such file or directory
3 unable to open ‘/etc/pki/CA/index.txt‘
4 140652962035600:error:02001002:system library:fopen:No such file or directory:bss_file.c:402:fopen(‘/etc/pki/CA/index.txt‘,‘r‘)
5 140652962035600:error:20074002:BIO routines:FILE_CTRL:system lib:bss_file.c:404:

处理：这时我们创建该文件即可

touch /etc/pki/CA/index.txt

异常问题2：

然后我们继续使用【自签署的CA，签署zhangbook.com.crt】；结果又出现新问题

1 Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf
2 /etc/pki/CA/serial: No such file or directory
3 error while loading serial number
4 140087163742096:error:02001002:system library:fopen:No such file or directory:bss_file.c:402:fopen(‘/etc/pki/CA/serial‘,‘r‘)
5 140087163742096:error:20074002:BIO routines:FILE_CTRL:system lib:bss_file.c:404:

处理：使用如下命令即可。表示：用来跟踪最后一次颁发证书的序列号。

echo "01" > /etc/pki/CA/serial

之后我们再次执行【自签署的CA，签署zhangbook.com.crt 】就正常了。详情如下：

 1 [root@docker02 ssl]# openssl ca -in zhangbook.com.csr -md sha256 -days 36500 -out zhangbook.com.crt -cert CA.crt -keyfile CA.key -extensions v3_req -config /etc/pki/tls/openssl.cnf
 2 Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf
 3 Check that the request matches the signature
 4 Signature ok
 5 Certificate Details:
 6         Serial Number: 1 (0x1)
 7         Validity
 8             Not Before: Oct  2 03:42:39 2020 GMT
 9             Not After : Sep  8 03:42:39 2120 GMT
10         Subject:
11             countryName               = CN
12             stateOrProvinceName       = BJ
13             organizationName          = BTC
14             organizationalUnitName    = MOST
15             commonName                = *.zhangbook.com
16             emailAddress              = ca@test.com
17         X509v3 extensions:
18             X509v3 Basic Constraints: 
19                 CA:FALSE
20             X509v3 Key Usage: 
21                 Digital Signature, Non Repudiation, Key Encipherment
22             X509v3 Subject Alternative Name: 
23                 DNS:zhangbook.com, DNS:*.zhangbook.com
24 Certificate is to be certified until Sep  8 03:42:39 2120 GMT (36500 days)
25 Sign the certificate? [y/n]:y <== 需要输入的
26 
27 
28 1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]y <== 需要输入的
29 Write out database with 1 new entries
30 Data Base Updated

说明：此时我们再看，/etc/pki/CA/index.txt 和 /etc/pki/CA/serial 文件信息。如下：

1 [root@docker02 ~]# cat /etc/pki/CA/index.txt
2 V    21200908034239Z        01    unknown    /C=CN/ST=BJ/O=BTC/OU=MOST/CN=*.zhangbook.com/emailAddress=ca@test.com
3 [root@docker02 ~]# 
4 [root@docker02 ~]# cat /etc/pki/CA/serial
5 02

由上可知：域名签署信息已经保存到index.txt文件；并且证书序列serial文件已经更新【从01变为了02】。

PS：

同一个域名不能签署多次；由于签署了*.zhangbook.com，且已经被记录，因此不能再次被签署。除非删除该记录。
注意index.txt文件和serial文件的关系。serial文件内容为index.txt文件内容行数加1。

查看证书信息

openssl x509 -in zhangbook.com.crt -text

验证签发证书是否有效

1 [root@docker02 ssl]# openssl verify -CAfile CA.crt zhangbook.com.crt
2 zhangbook.com.crt: OK

此时的文件有：

1 [root@docker02 ssl]# ll
2 total 32
3 -rw-r--r-- 1 root root 1387 Oct  2 10:25 CA.crt
4 -rw-r--r-- 1 root root 1679 Oct  2 10:04 CA.key
5 -rw-r--r-- 1 root root 4364 Oct  2 11:42 zhangbook.com.crt
6 -rw-r--r-- 1 root root 1151 Oct  2 10:48 zhangbook.com.csr
7 -rw-r--r-- 1 root root 1679 Oct  2 10:44 zhangbook.com.key

此时我们已经完成自签发证书。

证书格式转换

实际工作和生产环境中，可能需要各种各样的证书格式。下面我们将证书转换为常用的其他证书格式。

将crt转pem格式

命令如下：

openssl x509 -in zhangbook.com.crt -out zhangbook.com.pem -outform PEM

生成 p12 格式的证书

利用生成的CA根证书和服务证书的crt 和 key 文件生成 p12 文件

openssl pkcs12 -export -in zhangbook.com.crt -inkey zhangbook.com.key -passin pass:CS2i1QkR -name *.zhangbook.com -chain -CAfile CA.crt -password pass:CS2i1QkR -caname *.zhangbook.com -out zhangbook.com.p12

PS：p12证书的password为CS2i1QkR

查看p12证书信息【keytool命令依赖于Java，因此需要先安装Java】

1 [root@docker02 ssl]# keytool -rfc -list -keystore zhangbook.com.p12 -storetype pkcs12  
2 Enter keystore password:   <== 输入：CS2i1QkR
3 Keystore type: PKCS12
4 Keystore provider: SunJSSE
5 
6 Your keystore contains 1 entry
7 ………………

转换 p12 证书为 jks 证书文件

使用jdk keytool工具进而生成tomcat/jboss端使用的证书文件【需要安装 Java】。

具体如下：

 1 [root@docker02 ssl]# keytool -importkeystore -srckeystore zhangbook.com.p12 -srcstoretype PKCS12 -deststoretype JKS -destkeystore zhangbook.com.jks
 2 Importing keystore zhangbook.com.p12 to zhangbook.com.jks...
 3 Enter destination keystore password:  <== 输入 jks 证书的密码，如：CS2i1QkR
 4 Re-enter new password: <== 重复输入 jks 证书的密码，如：CS2i1QkR
 5 Enter source keystore password:  <== 输入 p12 证书的密码，这里是：CS2i1QkR
 6 Entry for alias *.zhangbook.com successfully imported.
 7 Import command completed:  1 entries successfully imported, 0 entries failed or cancelled
 8 
 9 Warning:
10 The JKS keystore uses a proprietary format. It is recommended to migrate to PKCS12 which is an industry standard format using "keytool -importkeystore -srckeystore zhangbook.com.jks -destkeystore zhangbook.com.jks -deststoretype pkcs12".

PS：p12证书和jks证书的密码相同，防止出现各种异常情况。

利用 jks 证书生成 cer 证书

具体如下

keytool -export -alias *.zhangbook.com -keystore zhangbook.com.jks -storepass CS2i1QkR -file zhangbook.com.cer

-storepass CS2i1QkR 为jks证书密码

利用 cer 证书文件生成 jdk 所使用的文件

具体如下

keytool -import -alias *.zhangbook.com -keystore cacerts -file zhangbook.com.cer

目前存在文件说明

 1 [root@docker02 ssl]# pwd
 2 /root/software/ssl
 3 [root@docker02 ssl]# 
 4 [root@docker02 ssl]# ll
 5 total 52
 6 -rw-r--r-- 1 root root 1018 Oct  2 14:24 cacerts ## jdk 所使用的文件
 7 -rw-r--r-- 1 root root 1387 Oct  2 10:25 CA.crt  ## CA公钥
 8 -rw-r--r-- 1 root root 1679 Oct  2 10:04 CA.key  ## CA私钥
 9 -rw-r--r-- 1 root root  946 Oct  2 14:21 zhangbook.com.cer  ## cer证书
10 -rw-r--r-- 1 root root 4364 Oct  2 11:42 zhangbook.com.crt  ## zhangbook.com域名 CA签发公钥
11 -rw-r--r-- 1 root root 1151 Oct  2 10:48 zhangbook.com.csr  ## zhangbook.com域名 证书签发请求
12 -rw-r--r-- 1 root root 3303 Oct  2 14:13 zhangbook.com.jks  ## jks证书
13 -rw-r--r-- 1 root root 1679 Oct  2 10:44 zhangbook.com.key  ## zhangbook.com域名 私钥
14 -rw-r--r-- 1 root root 3716 Oct  2 14:02 zhangbook.com.p12  ## p12格式证书
15 -rw-r--r-- 1 root root 1338 Oct  2 13:56 zhangbook.com.pem  ## zhangbook.com域名 PEM文件

SSL证书使用

修改本地Windows的hosts文件，用于域名解析

1 文件位置：C:\WINDOWS\System32\drivers\etc\hosts   追加如下信息
2 # zhangbook.com
3 172.16.1.32    www.zhangbook.com  blog.zhangbook.com  auth.zhangbook.com

其中172.16.1.32为测试使用的Linux机器，后面会部署WEB服务。由于自签发的是泛域名证书，因此可以有多个二级域名。

后面访问的时候，既可以使用域名访问，也可以使用IP访问。【推荐】使用域名访问。

Apache服务的SSL证书使用

1、将Apache httpd用到的证书拷贝到指定目录

1 [root@docker02 ssl]# pwd
2 /root/software/ssl
3 [root@docker02 ssl]# 
4 [root@docker02 ssl]# cp -a zhangbook.com.crt zhangbook.com.key zhangbook.com.pem /etc/pki/tls/certs

2、在Linux机器安装httpd服务并添加ssl插件

1 yum install -y httpd
2 yum install -y mod_ssl openssl    # 执行后，会增加 /etc/httpd/conf.d/ssl.conf 文件

3、在httpd添加SSL配置

 1 [root@docker02 conf.d]# pwd
 2 /etc/httpd/conf.d
 3 [root@docker02 conf.d]# 
 4 [root@docker02 conf.d]# vim ssl.conf
 5 <VirtualHost _default_:443>
 6 # General setup for the virtual host, inherited from global configuration
 7 #DocumentRoot "/var/www/html"
 8 ………………
 9 # 修改如下3行
10 SSLCertificateFile /etc/pki/tls/certs/zhangbook.com.crt
11 SSLCertificateKeyFile /etc/pki/tls/certs/zhangbook.com.key
12 # 如下行可以注释掉，也可以取消注释
13 #SSLCertificateChainFile /etc/pki/tls/certs/zhangbook.com.pem
14 ………………
15 </VirtualHost>

4、向VirtualHost的默认目录添加文件

echo "Apache web" > /var/www/html/index.html

5、启动httpd服务

systemctl start httpd

6、浏览器访问

1 https://172.16.1.32/
2 https://www.zhangbook.com/
3 https://blog.zhangbook.com 
4 https://auth.zhangbook.com

7、验证完毕，停止httpd服务

systemctl stop httpd

Nginx服务的SSL证书使用

1、在Linux机器安装nginx服务

yum install -y nginx

通过 nginx -V 可见，--with-http_ssl_module 已安装。

2、将nginx用到的证书拷贝到指定目录

1 [root@docker02 ssl]# pwd
2 /root/software/ssl
3 [root@docker02 ssl]# 
4 [root@docker02 ssl]# cp -a zhangbook.com.key zhangbook.com.crt /etc/nginx/cert

3、在nginx添加SSL配置

 1 [root@docker02 nginx]# pwd
 2 /etc/nginx
 3 [root@docker02 nginx]# 
 4 [root@docker02 nginx]# vim nginx.conf
 5 ………………
 6     server {
 7         listen       80;
 8         listen       [::]:80;
 9         server_name  www.zhangbook.com  blog.zhangbook.com  auth.zhangbook.com;
10         return 301 https://$server_name$request_uri;
11     }
12 
13 # Settings for a TLS enabled server.
14     server {
15         listen       443 ssl http2 default_server;
16         listen       [::]:443 ssl http2 default_server;
17         server_name  www.zhangbook.com  blog.zhangbook.com  auth.zhangbook.com;
18         root         /usr/share/nginx/html;
19 
20         ssl_certificate "/etc/nginx/cert/zhangbook.com.crt";
21         ssl_certificate_key "/etc/nginx/cert/zhangbook.com.key";
22         ssl_session_cache shared:SSL:1m;
23         ssl_session_timeout  10m;
24         ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;
25         ssl_prefer_server_ciphers on;
26 
27         # Load configuration files for the default server block.
28         include /etc/nginx/default.d/*.conf;
29 
30         location / {
31           index  index.html index.htm;
32         }
33     }
34 ………………

4、向WEB站点添加html文件

echo "Nginx web" > /usr/share/nginx/html/index.html

5、启动nginx服务

systemctl start nginx.service

6、浏览器访问

1 https://www.zhangbook.com/
2 https://blog.zhangbook.com 
3 https://auth.zhangbook.com

7、验证完毕，停止nginx服务

systemctl stop nginx

Tomcat服务的SSL证书使用

1、下载Tomcat。

 1 [root@docker02 App]# pwd
 2 /root/App
 3 [root@docker02 App]# 
 4 [root@docker02 App]# wget https://mirrors.bfsu.edu.cn/apache/tomcat/tomcat-8/v8.5.58/bin/apache-tomcat-8.5.58.tar.gz
 5 [root@docker02 App]# 
 6 [root@docker02 App]# tar xf apache-tomcat-8.5.58.tar.gz
 7 ### 查看Java版本信息
 8 [root@docker02 App]# java -version
 9 java version "1.8.0_231"
10 Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_231-b11)
11 Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.231-b11, mixed mode)
12 ### 查看Tomcat版本信息
13 [root@docker02 bin]# pwd
14 /root/App/apache-tomcat-8.5.58/bin
15 [root@docker02 bin]# 
16 [root@docker02 bin]# ./version.sh
17 ………………

2、将Tomcat用到的证书拷贝到指定目录

1 [root@docker02 ssl]# pwd
2 /root/software/ssl
3 [root@docker02 ssl]# 
4 [root@docker02 ssl]# cp -a zhangbook.com.jks /root/App/apache-tomcat-8.5.58/conf/cert/

3、在Tomcat添加SSL配置

 1 [root@docker02 conf]# pwd
 2 /root/App/apache-tomcat-8.5.58/conf
 3 [root@docker02 conf]# 
 4 [root@docker02 conf]# vim server.xml
 5 ………………
 6     <Connector port="80" protocol="HTTP/1.1"
 7                connectionTimeout="20000"
 8                redirectPort="443" />
 9 ………………
10 ### 其中Connector标签中的子标签 SSLHostConfig 已去掉
11     <Connector port="443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
12                maxThreads="600" SSLEnabled="true" clientAuth="false" keystoreFile="/root/App/apache-tomcat-8.5.58/conf/cert/zhangbook.com.jks" 
13                            keystorePass="CS2i1QkR" keystoreType="JKS" scheme="https" secure="true" 
14                            sslProtocol="TLS" compression="on" acceptorThreadCount="2" connectionTimeout="20000">
15     </Connector>
16 ………………

4、向WEB站点添加html文件

1 [root@docker02 ROOT]# pwd
2 /root/App/apache-tomcat-8.5.58/webapps/ROOT
3 [root@docker02 ROOT]# 
4 [root@docker02 ROOT]# echo ‘Tomcat web‘ > index.html

PS：原ROOT目录下的文件已移走。

5、启动Tomcat服务

1 [root@docker02 bin]# pwd
2 /root/App/apache-tomcat-8.5.58/bin
3 [root@docker02 bin]# 
4 [root@docker02 bin]# sh startup.sh

6、浏览器访问

1 https://172.16.1.32/
2 https://www.zhangbook.com/
3 https://blog.zhangbook.com 
4 https://auth.zhangbook.com

7、验证完毕，停止Tomcat服务

1 [root@docker02 bin]# pwd
2 /root/App/apache-tomcat-8.5.58/bin
3 [root@docker02 bin]# 
4 [root@docker02 bin]# sh shutdown.sh

码农公寓

在Linux下如何根据域名自签发OpenSSL证书与常用证书转换

openssl自签发泛域名（通配符）证书

修改openssl.cnf配置文件

创建根证书

自签发泛域名证书

证书格式转换

将crt转pem格式

生成 p12 格式的证书

转换 p12 证书为 jks 证书文件

利用 jks 证书生成 cer 证书

利用 cer 证书文件生成 jdk 所使用的文件

目前存在文件说明

SSL证书使用

Apache服务的SSL证书使用

Nginx服务的SSL证书使用

Tomcat服务的SSL证书使用

相关阅读

码农公寓

openssl自签发泛域名（通配符）证书

修改openssl.cnf配置文件

创建根证书

自签发泛域名证书

证书格式转换

将crt转pem格式

生成 p12 格式的证书

转换 p12 证书为 jks 证书文件

利用 jks 证书生成 cer 证书

利用 cer 证书文件生成 jdk 所使用的文件

目前存在文件说明

SSL证书使用

Apache服务的SSL证书使用

Nginx服务的SSL证书使用

Tomcat服务的SSL证书使用

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