生成自签名 TLS 证书

由 HTTPS 看 TLS 握手过程

TLS 的握手过程如下：

  1. 第一次握手，约定加密算法，TLS 的版本
  2. 第二次握手，交换证书。服务器把证书发送给客户端，客户端验证证书合法性，如果有
    必要，客户端也可以发送自己的证书给服务端
  3. 第三次握手，交换对称秘钥。客户端用服务端证书携带的公钥加密对称秘钥，发送给服
    务端，服务端用私钥解密。 之后双方通过这个对称秘钥进行加密通信 。

上面的过程有两个关键：

  • 客户端需要验证证书合法性
  • TLS 的握手阶段是采用非对称加密，而真正通信仍然是对称加密的

第二点比较容易解释，因为对称加密更快，所以不会用非对称加密来加密真正需要传播的信
息。

对于第一点，首先，证书本质是一个文本文件，它携带了服务器的若干信息，比如所属公司，
所属公司的地址，域名，还有公钥。同时，证书的合法性是由另一个证书保证的，更高一级
的证书可以对其他证书进行签名（Signature）。数字签名就是利用私钥加密一端摘要，验
证签名时用公钥解密，如果解密后的摘要和原来的相同，则为合法证书。

数字签名的过程和非对称加密的区别在于，数字签名使用私钥加密，而加密通信是使用公钥
加密。

高级证书为下一级证书签名，做“担保”，那么高级证书自身也需要被证明合法性，这就产生
了自举问题。所以最高级的证书，也就是根证书，都是自签名的，最终形成一条证书链。

根证书由一些权威机构保证安全，比如 Symantec，GoDaddy，并且它们会被预先安装到浏览
器中。当验证证书合法性时，会沿着证书链条，一直上溯到根证书。

对于个人来说，没有必要申请根证书的签名，但是现在一些应用会要求使用 TLS 加密，办法
有两个：1. 使用 Let’s Encrypt；2. 使用自签名证书。

自签名过程

Prosody 是一个支持 XMPP 协议的通信服务器，以 Prosody 为例，来生成一个可以使用的
私钥和证书。

进入 /etc/ssl/private 目录：

  1. 生成根秘钥匙

    1
    openssl genrsa -out cakey.pem 2048

  2. 利用根秘钥签名，生成根证书。需要填写地区，公司，域名，邮箱等信息

    1
    openssl req -new -x509 -key cakey.pem -out cacert.pem

下面用根证书来签名需要使用的证书：

  1. 生成应用的私钥

    1
    openssl genrsa -out prosody.key 2048

  2. 用应用私钥生成证书请求

    1
    openssl req -new -key prosody.key -out prosody.csr

  3. 用根证书，根据证书请求对应用证书进行签名

    1
    2
    3
    # 该命令会根据 /etc/ssl/openssl.cnf 中根证书的位置，去查找需要使用的根证书
    # 在这个例子里，就是 cacert.pem 的位置
    openssl ca -in prosody.csr -out prosody.crt