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PKI - 借助Nginx 实现Https 服务端单向认证、服务端客户端双向认证

PKI - 04 证书授权颁发机构（CA） & 数字证书

PKI - 数字签名与数字证书

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概述

数字证书是一种重要的安全标准，它集成了多种密码学算法，以确保数据的安全性、完整性和可信度。在数字化信息传输中，

• 摘要算法用于验证数据的完整性
• 非对称加密算法用于加密和解密数据
• 签名算法则用于验证数据的来源和确保抗否认性

将这些算法集合到一起，并依据一套完善的标准来管理，形成了数字证书的体系。

通过数字证书，用户可以实现数据加解密、身份认证和签名等多种功能。其中，最重要的作用之一是防止中间人攻击。这是通过采用链式签名认证来实现的。具体而言，数字证书的签发是通过根证书（Root CA）对下一级证书进行签名，依此类推，直到最终用户证书。由于根证书被内置于操作系统中，因此任何经过CA认证的数字证书都可以对其本身进行校验，从而确保证书的真实性和可信度，防止了伪造和篡改的可能性。

总的来说，数字证书不仅集成了多种密码学算法，实现了数据的安全传输和存储，还通过签名认证机制，确保了数字身份的真实性和完整性，有效地防范了网络攻击和信息泄露的风险。

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使用keytool生成证书

keytool -storepass 123456 -genkeypair -keyalg RSA -keysize 1024 -sigalg SHA256withRSA -validity 3650 -alias mycert -keystore my.keystore -dname "CN=www.artisan.com, OU=sample, O=sample, L=BJ, ST=BJ, C=CN"

• -storepass 123456: 指定密钥库的密码。密码为123456。
• -genkeypair: 生成密钥对，包括一个公钥和一个私钥。
• -keyalg RSA: 指定生成密钥对时要使用的算法。使用RSA算法。
• -keysize 1024: 指定生成的密钥的大小（以位为单位）。密钥的大小为1024位。
• -sigalg SHA256withRSA: 指定用于签名密钥的算法和哈希算法。使用SHA256withRSA作为签名算法。
• -validity 3650: 指定生成的证书的有效期限。证书有效期为3650天（大约10年）。
• -alias mycert: 指定生成的密钥对的别名。别名为mycert。
• -keystore my.keystore: 指定生成的密钥对和证书存储在的密钥库文件的路径。密钥库文件为my.keystore。
• -dname "CN=www.artisan.com, OU=sample, O=sample, L=BJ, ST=BJ, C=CN": 指定用于生成证书的主题信息，包括通用名称（CN）、组织单位（OU）、组织（O）、城市（L）、省/州（ST）和国家（C）。主题信息为CN=www.sample.com, OU=sample, O=sample, L=BJ, ST=BJ, C=CN，表示通用名称为www.sample.com，组织单位为sample，组织为sample，城市为北京，省/州为北京，国家为中国。

执行上述命令，JDK会在当前目录创建一个my.keystore文件，并存储创建成功的一个私钥和一个证书，它的别名是mycert。

密钥库（key store）存储的数字证书可以用于加密、解密和签名等操作。

1. 加密与解密：数字证书通常用于公钥加密和解密。发送方可以使用接收方的公钥加密数据，而接收方使用其相应的私钥来解密数据。这种方式确保了数据在传输过程中的安全性。

2. 签名：数字证书也常用于数字签名。发送方使用自己的私钥对消息进行签名，接收方使用发送方的公钥验证签名。这种方式可以确保消息的完整性和真实性，同时也可以验证消息的发送者身份。

3. 身份验证：数字证书还可用于身份验证。例如，在SSL/TLS握手过程中，服务器会将其数字证书发送给客户端，客户端可以验证服务器的身份，并使用服务器的公钥加密通信数据，以确保通信的安全性。

通过以上方法，数字证书在加密通信、数据完整性验证和身份认证等方面都发挥着重要作用，是安全通信的基础之一。

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使用Openssl生成证书 （推荐）

请参考我的另外一篇博文： PKI - 数字签名与数字证书

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证书的吊销

证书的吊销是指证书颁发机构（CA）在证书的有效期内，因某种原因取消了对该证书的信任。吊销证书是确保网络安全的重要步骤，因为它可以阻止使用已被证明不再可信的证书进行通信。以下是有关证书吊销的介绍：

1. 原因：

   • 私钥丢失或泄露：如果证书的私钥丢失或泄露，攻击者可能会使用它进行恶意行为，因此需要吊销证书。
   • 证书信息错误：如果证书中的信息（如主题名称、组织信息等）不正确，可能会导致信任问题，需要吊销证书。
   • 证书持有者不再信任：如果证书持有者不再被信任，可能会因其不当行为或其他原因而需要吊销证书。
   • 证书过期或无效：如果证书的有效期已过或由于其他原因导致证书无效，可能需要吊销证书。

2. 吊销方法：

   • 证书吊销列表 (CRL)：CA 可以维护一个 CRL，列出所有已被吊销的证书。客户端可以定期检查此列表以确认证书的状态。
   • 在线证书状态协议 (OCSP)：OCSP 允许客户端向 CA 查询证书的状态，以确定证书是否已被吊销。
   • CA 签发的 OCSP 响应：CA 可以提供签名的 OCSP 响应，证明特定证书的状态，而无需访问 CRL。

3. 影响：

   • 安全性提升：吊销证书可以防止使用失效或不可信的证书进行恶意活动，提升网络通信的安全性。
   • 信任维护：保持证书的有效性和可信任性有助于维护网络通信的信任关系。
   • 合规性要求：某些行业标准和法规要求及时吊销不再有效的证书，以符合合规性要求。

证书吊销是保障网络安全的重要机制之一，CA 和网络管理员应定期检查和管理吊销证书，以确保网络通信的安全性和可信任性。

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小结

数字证书是一种用于在互联网上验证身份和加密通信的安全工具。以下是数字证书的总结：

1. 定义：

   • 数字证书是一种由权威机构颁发的电子文档，用于证明某个实体的身份信息，例如网站、个人或组织。

2. 组成：

   • 公钥：用于加密通信的密钥，可由任何人访问。
   • 私钥：用于解密通信的密钥，仅由证书持有者拥有。
   • 证书持有者信息：通常包括姓名、电子邮件地址等个人或组织信息。
   • 数字签名：由证书颁发者用其私钥加密的信息，用于验证证书的真实性和完整性。

3. 作用：

   • 身份验证：通过验证证书中的信息，可以确认通信方的身份。
   • 加密通信：使用证书中的公钥进行加密，确保通信的机密性。
   • 完整性保护：使用数字签名验证证书的完整性，防止篡改或伪造。

4. 颁发机构：

   • 数字证书由权威的证书颁发机构（CA）签发，例如VeriSign、DigiCert等。

5. 类型：

   • SSL/TLS 证书：用于网站加密通信，确保数据传输的安全性。
   • 代码签名证书：用于数字签名软件或应用程序，确保其来源可信。
   • 电子邮件证书：用于加密和签名电子邮件，保护邮件的安全性和隐私。

6. 过期与更新：

   • 数字证书有一定的有效期限，通常为数年。
   • 过期的证书需要更新，以确保持续的安全性和有效性。

数字证书在互联网通信中扮演着至关重要的角色，为用户提供了安全可靠的通信保障。