密钥、证书生成和管理总结
目录
一、OpenSSH和ssh-keygen
OpenSSH是SSH协议的开源版本(SSH:Secure SHell)。使用SSH透过计算机网络实现加密通讯,可以进行远程控制,在计算机之间传送文件等等。SSH传输的数据都进行了加密,比telnet,rcp,ftp,rlogin,rsh等以明文传输密码的工具更安全。
OpenSSH提供了实现SSH协议的很多工具。其中ssh-keygen用于生成,管理和转换用于认证的密钥和证书。
ssh-keygen
- -b
- -t
- SSH1: RSA
- SSH2: RSA, DSA, ECDSA
- -N
新密码 - -f
指定密钥文件,创建时会同时生成一个.pub结尾的公钥文件。 - -C
- -c 修改公钥或私钥文件中的注释
- -p 修改私钥文件密码
- -P
旧密码 - -e 导出为其它格式的密钥文件,可以转换密钥类型
- -i 从其他格式的密钥文件导入,可以转换密钥类型
- -m <PEM|PKCS8|RFC4716> 与-e,-i配合使用,指明导出或导入的密钥文件格式
- -y 读入密钥并显示公钥
二、OpenSSL
OpenSSL 是一个强大的安全套接字层密码库,包括了加密算法,常用密钥和证书管理,SSL协议等功能。OpenSSL提供的命令非常多,这里只简单列出OpenSSL生成密钥和证书的一些操作(Window需要以管理员身份运行cmd)。
v1.0.1+密钥默认采用PKCS#8格式(之前版本为PEM)。
查看openSSL版本
openssl version
openssl version -a
enc 对称加密
1.密钥生成(genrsa,genpkey,req在证书请求时同时生成密钥, gendh, gendsa)
(1) openssl genrsa [options] [bits_num]
- -out
指定输出文件,不指定时在终端显示密钥内容 - -passout pass:
设置私钥文件密码 - -f4 使用F4(0x10001)作为公钥的E参数(默认)
- -3 使用3作为公钥的E参数
- -des , -des3, -aes128, -aes192, -aes256 指定加密算法(默认不加密)
默认生产的密钥格式为PEM。openssl默认只生成了私钥文件,当需要提取公钥时使用rsa命令。
示例
#生成RSA密钥对。位长度为2048,保持到rsakey0.pem文件中。
openssl genrsa -out rsakey0.pem 2048 #生成RSA密钥对。使用DES3加密,密钥使用密码保护,位长度为1024
openssl genrsa -des3 -out rootca.key -passout pass:123456 1024
(2) openssl genpkey [options] v1.0.1+
示例
#生成RSA密钥,位长度为2048,格式为DER
openssl genpkey -algorithm RSA -out rsapriKey.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 -outform DER
(3) openssl req请求时生成新的密钥对
openssl req -x509 -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout private.pem -out public.pem -nodes
2.密钥文件管理和转换(rsa, pkey)
(1) openssl rsa [options]
- -in
输入密钥文件 - -passin pass:
输入密钥保护密码 - -inform <DER|NET|PEM> 输入密钥格式,默认为PEM
- -out
输出密钥文件 - -outform <DER|NET|PEM> 输出密钥格式,默认为PEM
- -passout pass:
输出密钥保护密码 - -pubin 指示输入的是公钥,默认输出的是密钥对或私钥
- -pubout 输出公钥到文件(公钥一般无需加密)
- -des, -des3, -aes128, -aes192, -aes256 指定密钥加密算法
- -text 明文输出密钥参数
- -noout 不输出密钥到文件
- -check 验证一致性
- -modulus 显示RSA密钥模值
示例
#提取密钥公钥到单独的文件
openssl rsa -in rsakey0.pem -pubout -out rsakey0.pub
#转换密钥格式(DER->PEM)
openssl rsa -in rsakeypair.der -inform DER -out rsakeypair.pem
#改加密算法,移除密码保护
openssl rsa -in rsakeypair.pem -passin pass:123456 -des3 -out rsakeypair1.pem
(2) openssl pkey [options] v1.0.1+
(3) 将PEM格式密钥转换成Java JCE 能使用的DER格式密钥的另一种方式
openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -outform DER -in <rsa_pem.key> -out <pkcs8_der.key> -nocrypt
(4) OpenSSL公钥和OpenSSH公钥格式转换
OpenSSL生成的公钥格式和OpenSSH公钥格式不一致,把OpenSSL生成的公钥用于配置SSH连接,验证会失败。
OpenSSL公钥(PEM)格式为:
—–BEGIN PUBLIC KEY—– MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQC7vbqajDw4o6gJy8UtmIbkcpnk
O3Kwc4qsEnSZp/TR+fQi62F79RHWmwKOtFmwteURgLbj7D/WGuNLGOfa/2vse3G2
eHnHl5CB8ruRX9fBl/KgwCVr2JaEuUm66bBQeP5XeBotdR4cvX38uPYivCDdPjJ1
QWPdspTBKcxeFbccDwIDAQAB —–END PUBLIC KEY—–
OpenSSH公钥格式为:
ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAAAgQC7vbqajDw4o6gJy8UtmIbkcpnkO3Kwc4qsEnSZp/TR+fQi62F79RHWmwKOtFmwteURgLbj7D/WGuNLGOfa/2vse3G2eHnHl5CB8ruRX9fBl/KgwCVr2JaEuUm66bBQeP5XeBotdR4cvX38uPYivCDdPjJ1QWPdspTBKcxeFbccDw==
- 从私钥重新生成OpenSSH格式公钥
ssh-keygen -y -f priKey.pem > sshPubkey.pub
- 将OpenSSL格式公钥转换成OpenSSH格式
ssh-keygen -i -m PKCS8 -f sslPubKey.pub 〉 sshPubKey.pub #-m支持 PEM,PKCS8,RFC4716
- 将OpenSSH格式公钥转换成OpenSSL格式公钥
ssh-keygen -e -m PEM -f sshPubKey.pub >sslPubKey.pub #-m支持 PEM,PKCS8,RFC4716
3.使用密钥(rsautl),不支持大文件
openssl rsautl [options]
- -in
输入需加密解密文件 - -out
输出加密或解密后的文件 - -inkey
输入密钥文件 - -passin pass:
输入密钥文件的保护密码 - -keyform <PEM|DER|NET> 输入密钥文件格式,默认为PEM
- -pubin 指明输入的是公钥文件
- -certin 指明输入的是包含公钥的证书
- -sign 使用私钥签名签名(加密)
- -verify 似乎用公钥验证签名(解密)
- -encrypt 使用公钥加密
- -decrypt 使用私钥解密
- -hexdump 输出十六进制
- -pkcs, -ssl, -raw, -oaep 数据补齐方式,默认为pkcs
使用RSA加密时,要求被加密的数据长度与RSA密钥长度一致,数据过短时会补齐。过长时会分段加密。实际应用中很少会使用非对称加密算法对大的文件进行加密操作,而是使用对称加密算法加密文件,然后再使用<非对称加密算法>对<对称算法的密钥>进行加密。
示例:
#使用公钥加密
openssl rsautl -in test.txt -out test_enc.txt -inkey rsakeypair.pub -pubin -encrypt
#使用私钥解密
openssl rsautl -in test_enc.txt -out text_dec.txt -inkey rsakeypair.pem -decrypt
#使用私钥签名
openssl rsautl -in test.txt -out test_sign.txt -inkey rsakeypair.pem -sign
#使用公钥验证签名
openssl rsautl -in test_sign.txt -out test_unsign.txt -inkey rsakeypari.pub -pubin -verify
4.证书管理
- 生成X509格式的自签名证书
openssl req -x509 -new -days 365 -key rsakey.pem -out cert0.crt
会要求输入区别名DN的各项信息(国家,城市,组织,姓名,email等)。
根证书是认证中心机构(Certificate Authority)给自己签发的证书,签发者就是自身,是信任链的起点。里面包含了CA信息、CA公钥、用自身的私钥对这些信息的签名。下载并使用根证书就表示你信任它的来源机构,自然也信任证书以下签发的所有证书。某个证书可以用签发他的证书中的公钥验证,签发他的证书又需要上一层签发证书来验证,直到通过根证书中的公钥验证,那么这个证书就是可信任的。
- 生成要求根证书签发子证书的请求文件
openssl req -new -key rsakey1.pem -out subcertreq.csr
会要求输入区别名DN的各项信息(国家,城市,组织,姓名,email等),还需要额外属性:密码 和 可选公司名。
- 使用根证书签发子证书
openssl x509 -req -in subcertreq.csr -CA cert0.crt -CAkey rsakey0.pem -CAcreateserial -days 365 -out subcert.crt
也可创建一个ca的配置文件,通过ca管理子命令来签发子证书(未试验)
openssl ca -config ca.config -out user.crt -infiles user.csr
- 将证书和密钥打包为pkcs12格式的库中
openssl pkcs12 -export -in subcert.crt -inkey rsakey1.pem -out subcert.p12
需要输入pkcs12文件密码。
- 查看证书内容
openssl x509 -noout -text -in rootca.crt
验证证书
openssl verify -CAfile rootca.crt subcert.crt
用rootca.crt的公钥验证subcert.crt中的签名
从证书中提取公钥
openssl x509 -in cert.pem -noout -pubkey > pubkey.pem
提取密钥对
openssl pkcs12 -in cert.pfx -nocerts -nodes -out keypari.pem
从PKCS#8提取公钥
openssl req -in public.pem -noout -pubkey
查看pkcs7签名内容的证书信息
openssl pkcs7 -in
三、Keytool工具管理证书
keytool是Java提供的密钥、证书和证书库管理工具。可以完成生成密钥,生成证书等各种操作。
keytool的子命令如下:
-certreq 生成证书请求
-changealias 更改条目的别名
-delete 删除条目
-exportcert 导出证书
-genkeypair 生成密钥对
-genseckey 生成密钥
-gencert 根据证书请求生成证书
-importcert 导入证书或证书链
-importkeystore 从其他密钥库导入一个或所有条目
-keypasswd 更改条目的密钥口令
-list 列出密钥库中的条目
-printcert 打印证书内容
-printcertreq 打印证书请求的内容
-printcrl 打印 CRL 文件的内容
-storepasswd 更改密钥库的存储口令
还可以使用 keytool -_command_name_ -help 查看各个子命令的帮助信息
- pkcs12库中证书导入jks证书库(java keystore格式)
keytool -importkeystore -srckeystore subcert.p12 -destkeystore subcert.jks -srcstoretype pkcs12
需要输入目标库的密码和源库的密码,如果jks库文件不存在的话会自动生成。
- 导入证书到jks库
keytool -importcert -keystore subcert.jks -alias rootca -file rootcert.crt
需要输入目标库密码和是否信任添加的证书。-alias可以省略,如果jks库文件不存在的话会自动生成。
证书库或者说密钥库中即可以存放密钥也可存放证书,如果只包含证书(证书中有公钥)而不包含私钥,这样生成的库就是trust库。
查看证书指纹
keytool -list -keystore
等待补充……
四、GPG
先整理下三个概念:
- OpenPGP 是一种加密标准和协议(RFC4880)。
- PGP(Pretty Good Privacy)是这个标准的闭源商业实现。
- GPG(GnuPG)是这个标准的开源实现。
可见PGP和GPG是基于同一个标准的两套独立的工具,都能处理加解密、签名等功能,GPG是开源免费的。
官方文档:https://www.gnupg.org/documentation/manuals/gnupg/
GPG使用~/.gnupg目录。GPG除了基本的GnuPG核心命令功能外,GPG提供了一个名为Kleopatra的GUI密钥和证书管理工具,使用起来非常方便。Kleopatra的基本用法。
GPG命令详解
-a 以ASCII输出
功能选择
–sign | -s 可以结合–encrypt或–symmetric或两者同时使用。使用默认的密钥。选择密钥使用–local-user和–default-key选项。
–clearsign 签名,内容可读。选择密钥使用–local-user和–default-key选项。
–detach-sign | -b 创建独立的签名
–encrypt | -e 非对称加密,可以结合–sign,–symmetric或两者同时使用
-c | –symmetric 对称加密。默认输出扩展名为.gpg,可以用-o指定输出文件,默认加密算法为CAST5,可以结合–cipher-algo指定算法。也可以配合–sign或–encrypt或两者同时使用。
等待补充……
示例:(http://blog.chinaunix.net/uid-9525959-id-2001824.html)
gpg -c myfile [-o myfile.gpg] #对称加密
gpg -d myfile.gpg -o myfile.decrypt #对称解密
gpg –genkey #交互式创建密钥
gpg –list-keys #查看已有的密钥
gpg -e -a -r privkey file [-o descfile] #加密(需要公钥)。 -e | –encryt, -a ASCII输出, -r 指定加密的用户ID。
gpg -o descfile –decrypt file.asc #解密(需要私钥),会提示输入密钥密码。
gpg -o pubkeyfile –export KeyID [-a] #导出公钥(证书),如果未指定KeyID,则备份所有公钥, -a ASCII输出否则为二进制格式。
gpg -o subkeyfile –export-secret-keys KeyID [-a] #导出私钥
gpg –import subkeyfile #导入私钥
gpg -o signedfile -s file #签名(需要私钥)
gpg -o txtsignedfile –clearsign file #保护原文的签名
gpg –verify signedfile #验证签名(需要公钥)
gpg -o encryptsignedfile -ser prikey file #签名并加密(恢复时验证,不能通过–verify直接验证)
gpg -o file –decrypt encryptsignedfile #恢复加密的签名文件并验证
gpg -o filesign -b -a file #-b分离的签名,生成文件只包含签名信息
gpg –verify filesign file #分离的签名验证
gpg –edit-key userID #编辑公钥,进入自命令环境:fpr 查看指纹, sign 签署公钥(加密是不再产生警告),check 检查已有的钥匙的签名, quit 退出
五、PGP
PGP是OpenPGP标准的闭源商业版本。pgp提供了图形化工具和命令行工具,命令行工作主要有以下几个:
- pgpk.exe 密钥生成和管理
- pgpe.exe 加密
- pgps.exe 签名
- pgpv.exe 解密和校验
- pgpo.exe 模拟2.6.3老版本命令行方式
示例(http://blog.chinaunix.net/uid-7673620-id-2598657.html)
pgpk -g #交互式生产密钥
pgpk -x keyname [-o pubkeyfile] #导出公钥
pgpk -a pubkeyfile #将密钥加入密钥环(pubring.pkr文件) pgpk -r keyname #从密钥环删除公钥
pgpe -r keyname originfile [-o encryedfile] [-a] #加密,-a表示生成ASCII文档而不是二进制
pgpv encrypedfile -o decryedfile #解密(需要密钥密码)
pgps -u keyname originfile [-o signedfile] [-a] #签名(需要密钥密码),-a表示生成ASCII文档而不是二进制
pgpv signedfile #签名验证并恢复原始文件
pgp -ka KEYS #导入密钥
pgp file.asc #验证签名
六、PuTTY工具
Putty是一个免费小巧(主程序只有300多K)的Window/Unix平台的ssh,telnet客户端,附带xterm终端模拟器。功能丝毫不逊于商业的SecureCrt。官方网站:http://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/。
PuTTY包含多个工具。
- PuTTY telnet和SSH客户端
- PSCP SCP客户端
- PSFTP SFTP客户端
- PuTTYtel telnet客户端
- Plink PuTTY后端的命令行接口
- Pageant SSH认证代理,(PuTTY、PSCP、PSFTP、Plink都会用到)
- PuTTYgen RSA和DSA密钥生成转换工具
PuTTYgen
本文主要内容是密钥的管理,所有只说明PuTTYgen的使用。
PuTTYgen使用的密钥存储格式类似于OpenSSL(密钥文件扩展名.ppk,其中同时包含公钥和私钥)。
公钥格式
---- BEGIN SSH2 PUBLIC KEY —- Comment: “imported-openssh-key” AAAAB3NzaC1yc2EAAAABIwAAAQEA5of83WbXgRVTUFsOI49wacuEp253YuzZW1Lk …… vw7Oc6o357ipDPgWk9c82s+7Asov4OgX5o6hg3R7418Gc0lkqw==
---- END SSH2 PUBLIC KEY —-
私钥格式(.ppk)
PuTTY-User-Key-File-2: ssh-rsa
Encryption: aes256-cbc
Comment: imported-openssh-key
Public-Lines: 6 AAAAB3NzaC1yc2EAAAABIwAAAQEA5of83WbXgRVTUFsOI49wacuEp253YuzZW1Lk …4行…
……
vw7Oc6o357ipDPgWk9c82s+7Asov4OgX5o6hg3R7418Gc0lkqw== Private-Lines: 14 xc2m3BR30d7GZG/QVatu8Xm5PfYYMXRfPobGtbqLsWWI9Wzfjs/InEVFPcG8kJ6v …12行… GANvUGQcgCyQTKVnqXmSMwPNZkqkJYZmRA43PBfiufVLV4JItNxY8ol+enUfWwde
Private-MAC: 647a57a82038c05113fbd6a1758871b138a7a001
可以导入和导出OpenSSH和ssh.com格式的私钥(Conversions菜单下)。程序主界面中也会显示OpenSSH格式的公钥。
—————————–未整理———————————-
其他
OpenSSL生成的密钥文件(.pem),签发请求文件(.csr)和证书文件(.cet)都是用纯文本格式保存了Base64编码后的信息(PEM格式)。可以用文本编辑器打开,内容如下:
—–BEGIN RSA PRIVATE KEY—–
MIIEogIBAAKCAQEArlUX2v998Y+Ek/AzoDdsbW7ILyRpwXVBMDqmOf3ZZpbP/4vo
…..省略若干行……
buL0a0BOFi7dyJjWgtEyYTFQgYSeezHl/+XyOhuJlTyvZWUpm5w=
—–END RSA PRIVATE KEY—–
首行和末尾行会被忽略,首行中显示了文件中存储的信息类型。
查看签名信息
jarsigner -verify -verbose -certs
PEM格式 (PKCS#8)
pem是最常用的私钥和证书存储格式。其中通常会包含 ‘—–BEGIN XXXX—–” and “—–END XXXX—–” 字符串,中间存放了Base64编码过的二进制数据。多个PEM证书或私钥可以包含在一个文件中,但最好还是将各个证书和私钥分开存放。扩展名可能为.pem, .crt, .cer, .key。
ASN格式
DER格式
主要用在Java,所有类型的证书和私钥都能用DER格式存放。文件中直接存储二进制数据,未进行Base64编码,无可读性的描述文字。扩展名可能为.cer, .der。
PVK格式(微软)
NET格式
P7B/PKCS#7文件(PEM)
包含 “—–BEGIN PKCS—–” & “—–END PKCS7—–” 字符串,只能存储证书和链证书,不能存放私钥。内容经过Base64编码,扩展名可能为.p7b,.p7c
PFX/PKCS#12文件(PEM)
可以加密的文件,可在一个文件中存放多个证书或密钥,主要用于证书和私钥的导入导出。扩展名一般为.pfx, .p12
PEM转DER
openssl x509 -outform der -in certificate.pem -out certificate.der
PEM格式证书转P7B
openssl crl2pkcs7 -nocrl -certfile certificate.cer -out certificate.p7b -certfileCAcert.cer
PEM格式转PFX
openssl pkcs12 -export -out certificate.pfx -inkey privateKey.key -in certificate.crt-certfile CAcert.crt
DER转PEM
openssl x509 -inform der -in certificate.cer -out certificate.pem
P7B转PEM
openssl pkcs7 -print_certs -in certificate.p7b -out certificate.cer
P7B转PFX(先转成PEM)
$ openssl pkcs7 -print_certs -in certificate.p7b -out certificate.cer
$ openssl pkcs12 -export -in certificate.cer -inkey privateKey.key -outcertificate.pfx -certfile CAcert.cer
PFX转PEM(PFX中所有内容被存放到一个pem格式文件中)
openssl pkcs12 -in certificate.pfx -out certificate.cer -nodes
PKCS#8定义了私钥信息语法和加密私钥语法,X509定义证书规范,密钥通常使用DER和PEM进行编码存储,Java中JCE使用的是DER。openssl主要用的是PEM编码。PEM相对DER可读性更强,以BASE64编码,外围包上类似—-BEGIN RSA PRIVATE KEY—-。 JCE没有对PEM直接支持,但是第三方那个包如bouncycastle可以解析。
很多SSH公钥使用openssh格式。其内容为ssh-rsa打头,RSA-1024结尾,中间是Base64编码:
ssh-rsa AAAAB3Nza…………………….cySYqQ== RSA-1024
参考资料:
OppenSSL文档: https://www.openssl.org/docs/apps/openssl.html
Keytool文档:http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/keytool.html
http://zhtx168.blog.163.com/blog/static/41601548200812503248/
http://blog.csdn.net/kimylrong/article/details/43525333
http://blog.csdn.net/jiftlixu/article/details/19836405
http://blog.csdn.net/zhymax/article/details/7683925
http://www.360doc.com/content/13/1203/17/14797374_334193770.shtml