数字证书

一： 什么是证书？为什么要使用证书？

　　对数据进行签名(加密)是我们在网络中最常见的安全操作。签名有双重作用，作用一就是保证数据的完整性，证明数据并非伪造，而且在传输的过程中没有被篡改，作用二就是防止数据的发布者否认其发布了该数据。

　　签名同时使用了非对称性加密算法和消息摘要算法，对一块数据签名时，会先对这块数据进行消息摘要运算生成一个摘要，然后对该摘要使用发布者的私钥进行加密。 比如微信公众平台开发中最常见的调用api接口方法是将参数进行字典序排序，然后将参数名和参数值接成一个字符串，组合的字符串也就相当于我们这里说的摘要，然后将摘要用平台密钥加密。

　　接收者(客户端)接受到数据后，先使用发布者的公钥进行解密得到原数据的摘要，再对接收到的数据计算摘要，如果两个摘要相同，则说明数据没有被篡改。同时，因为发布者的私钥是不公开的，只要接收者通过发布者的公钥能成功对数据进行解密，就说明该数据一定来源于该发布者。

 　　那么怎么确定某公钥一定是属于某发布者的呢？这就需要证书了。证书由权威认证机构颁发，其内容包含证书所有者的标识和它的公钥，并由权威认证机构使用它的私钥进行签名。信息的发布者通过在网络上发布证书来公开它的公钥，该证书由权威认证机构进行签名，认证机构也是通过发布它的证书来公开该机构的公钥，认证机构的证书由更权威的认证机构进行签名，这样就形成了证书链。证书链最顶端的证书称为根证书，根证书就只有自签名了。总之，要对网络上传播的内容进行签名和认证，就一定会用到证书。关于证书遵循的标准，最流行的是 X.509

 

 二：证书管理

Keytool是一个Java数据证书的管理工具，这个工具一般在 JDK\jre\bin\security\目录下 。所有的数字证书是以一条一条(采用别名区别)的形式存入证书库的中，证书库中的每个证书包含该条证书的私钥，公钥和对应的数字证书的信息。

证书库中的一条证书可以导出数字证书文件，数字证书文件只包括主体信息和对应的公钥

Keytool将密钥（key）和证书（certificates）存在一个称为keystore的文件中

在keystore里，包含两种数据： 

密钥实体（Key entity）— 密钥（secret key）又或者是私钥和配对公钥（采用非对称加密）

可信任的证书实体（trusted certificate entries）— 只包含公钥

 

1. 创建证书

keytool -genkeypair -alias "tomcat" -keyalg "RSA" -keystore "d:\mykeystore.keystore"  -dname "CN=localhost, OU=localhost, O=localhost, L=SH, ST=SH, C=CN" -keypass "123456" -storepass -validity 180  -storetype PKCS12

参数说明：

-genkeypair  表示要创建一个新的密钥

-dname　　表示密钥的Distinguished Names，  表明了密钥的发行者身份

　　CN=commonName      注：生成证书时，CN要和服务器的域名相同，如果在本地测试，则使用localhost

　　OU=organizationUnit

　　O=organizationName

　　L=localityName

　　S=stateName

　　C=country

-keyalg　　　　使用加密的算法，这里是RSA

-alias　　　　　和keystore关联的别名，这个alias通常不区分大小写

-keypass　　    私有密钥的密码，这里设置为 123456

-keystore 　　  密钥保存在D:盘目录下的mykeystore文件中

-storepass 　　存取密码，这里设置为changeit，这个密码提供系统从mykeystore文件中将信息取出

-validity　　　　该密钥的有效期为 180天 (默认为90天)

-storetype  

下面是各选项的缺省值。 

-alias "mykey"
-keyalg "DSA"
-keysize 1024
-validity 90
-keystore 用户宿主目录中名为 .keystore 的文件
-file 读时为标准输入，写时为标准输出 

cacerts证书文件(The cacerts Certificates File)

该证书文件存在于java.home\jre\lib\security目录下，是Java系统的CA证书仓库 

2.导出证书，由客户端安装

keytool -export -alias tomcat -keystore d:\mykeystore -file d:\mycerts.cer -storepass 123456

3.客户端配置：为客户端的JVM导入密钥(将服务器下发的证书导入到JVM中)

keytool -import -trustcacerts -alias tomcat -keystore "%JAVA_HOME%/jre/lib/security/cacerts " -file d:\mycerts.cer -storepass 123456

生成的证书可以交付客户端用户使用，用以进行SSL通讯，或者伴随电子签名的jar包进行发布者的身份认证。

常出现的异常：“未找到可信任的证书”--主要原因为在客户端未将服务器下发的证书导入到JVM中，可以用

keytool -list -alias tomcat -keystore "$JAVA_HOME/jre/lib/security/cacerts" -storepass 123456

来查看证书是否真的导入到JVM中。

keytool生成根证书时出现如下错误：

keytool错误:java.io.IOException:keystore was tampered with,or password was incorrect

原因是在你的home目录下是否还有.keystore存在。如果存在那么把他删除掉，然后再执行或者删除"%JAVA_HOME%/jre/lib/security/cacerts 再执行

 

数字证书中keytool命令使用说明

-alias           证书别名 

-keystore     指定密钥库的名称（cacerts是jre中默认的证书库名字，也可以使用其它名字 ）

-storepass   指定密钥库的密码 

-keypass     指定别名条目的密码 

-list        　　显示密钥库中的证书信息 

-v           　　显示密钥库中的证书详细信息 

-export      　将别名指定的证书导出到文件 

-file        　　指定导出到文件的文件名 

-delete     　  删除密钥库中某条目 

-import      　 将已签名数字证书导入密钥库 

-keypasswd   修改密钥库中指定条目口令 

-dname          指定证书拥有者信息 

-keyalg           指定密钥的算法 

-validity          指定创建的证书有效期多少天 

-keysize         指定密钥长度 

 

 

示例说明： 

浏览证书库里面的证书信息，可以使用如下命令： 

keytool -list -v -alias tomcat -keystore cacerts -storepass 666666 

keytool -list  -rfc -keystore e:/yushan.keystore -storepass 123456

keytool -list -v -keystore privateKey.store

缺省情况下，-list 命令打印证书的 MD5 指纹。而如果指定了 -v 选项，将以可读格式打印证书，如果指定了 -rfc 选项，将以可打印的编码格式输出证书

 

要删除证书库里面的某个证书，可以使用如下命令： 

keytool -delete -alias tomcat -keystore cacerts -storepass 666666 

 

要导出证书库里面的某个证书，可以使用如下命令： 

keytool -export -keystore cacerts -storepass 666666 -alias tomcat -file F:\server.cer 

keytool -export -alias tomcat -keystore e:/server.jks -file e:/server.crt -rfc -storepass 123456

 

*备注： keystore.jks 也可以为 .keystore格式 ; server.crt也可以为 .cer格式
"-rfc" 表示以base64输出文件，否则以二进制输出。

 

要修改某个证书的密码（注意：有些数字认证没有私有密码，只有公匙，这种情况此命令无效） 

这个是交互式的，在输入命令后，会要求你输入密码 

keytool -keypasswd -alias tomcat -keystore cacerts 

这个不是交互式的，输入命令后直接更改 

Keytool -keypasswd -alias tomcat -keypass 888888 -new 123456 -storepass 666666 -keystore cacerts


修改别名：

keytool -changealias -keystore mykeystore.keystore -alias 当前别名 -destalias 新别名

 

主流数字证书都有哪些格式

一般来说，主流的Web服务软件，通常都基于OpenSSL和Java两种基础密码库。

  • Tomcat、Weblogic、JBoss等Web服务软件，一般使用Java提供的密码库。通过Keytool工具，生成Java Keystore（JKS）格式的证书文件。
  • Apache、Nginx等Web服务软件，一般使用OpenSSL工具提供的密码库，生成PEM、KEY、CRT等格式的证书文件。
  • IBM的Web服务产品，如Websphere、IBM Http Server（IHS）等，一般使用IBM产品自带的iKeyman工具，生成KDB格式的证书文件。
  • 微软Windows Server中的Internet Information Services（IIS）服务，使用Windows自带的证书库生成PFX格式的证书文件。

如何判断证书文件是文本格式还是二进制格式

您可以使用以下方法简单区分带有后缀扩展名的证书文件：

  • *.DER或*.CER文件： 这样的证书文件是二进制格式，只含有证书信息，不包含私钥。
  • *.CRT文件： 这样的证书文件可以是二进制格式，也可以是文本格式，一般均为文本格式，功能与 *.DER及*.CER证书文件相同。
  • *.PEM文件： 这样的证书文件一般是文本格式，可以存放证书或私钥，或者两者都包含。 *.PEM 文件如果只包含私钥，一般用*.KEY文件代替。
  • *.PFX或*.P12文件： 这样的证书文件是二进制格式，同时包含证书和私钥，且一般有密码保护。

您也可以使用记事本直接打开证书文件。如果显示的是规则的数字字母，例如：

  1.  
    —–BEGIN CERTIFICATE—–
  2.  
    MIIE5zCCA8+gAwIBAgIQN+whYc2BgzAogau0dc3PtzANBgkqh......
  3.  
    —–END CERTIFICATE—–

那么，该证书文件是文本格式的。

  • 如果存在——BEGIN CERTIFICATE——，则说明这是一个证书文件。
  • 如果存在—–BEGIN RSA PRIVATE KEY—–，则说明这是一个私钥文件。

 

证书格式之间的转换如下图：

 

Note: 阿里云云盾证书服务统一使用 PEM 格式的数字证书文件。

  • 将JKS格式证书转换成PFX格式

    您可以使用JDK中自带的Keytool工具，将JKS格式证书文件转换成PFX格式。

    例如，您可以执行以下命令将server.jks证书文件转换成server.pfx证书文件：

    keytool -importkeystore -srckeystore D:\server.jks -destkeystore D:\server.pfx -srcstoretype JKS -deststoretype PKCS12

  • 将PFX格式证书转换为JKS格式

    您可以使用JDK中自带的Keytool工具，将PFX格式证书文件转换成JKS格式。

    例如，您可以执行以下命令将server.pfx证书文件转换成server.jks证书文件：

    keytool -importkeystore -srckeystore D:\server.pfx -destkeystore D:\server.jks -srcstoretype PKCS12 -deststoretype JKS

  • 将PEM/KEY/CRT格式证书转换为PFX格式

    您可以使用 OpenSSL工具，将KEY格式密钥文件和CRT格式公钥文件转换成PFX格式证书文件。

    例如，将您的KEY格式密钥文件（server.key）和CRT格式公钥文件（server.crt）拷贝至OpenSSL工具安装目录，使用OpenSSL工具执行以下命令将证书转换成server.pfx证书文件：

    openssl pkcs12 -export -out server.pfx -inkey server.key -in server.crt

  • 将PFX转换为PEM/KEY/CRT

    可以使用 OpenSSL工具，将PFX格式证书文件转化为KEY格式密钥文件和CRT格式公钥文件。例如，将您的PFX格式证书文件拷贝至OpenSSL安装目录，使用OpenSSL工具执行以下命令将证书转换成server.pem证书文件，KEY格式密钥文件（server.key）和CRT格式公钥文件（server.crt）：

    • openssl pkcs12 -in server.pfx -nodes -out server.pem
    • openssl rsa -in server.pem -out server.key
    • openssl x509 -in server.pem -out server.crt Note: 此转换步骤是专用于通过Keytool工具生成私钥和CSR申请证书文件的，并且通过此方法您可以在获取到PEM格式证书公钥的情况下分离私钥。

 

（Java、.Net、Php）语言需要的证书格式并不一致，比如说Java我们采用jks，.Net采用pfx和cer，Php则采用pem和cer；

主要分成两类，其一为密钥库文件格式、其二为证书文件格式；

密钥库文件格式  

秘钥库概念：所有的公钥和私钥同证书都会被存储在密钥库中 因为证书需要被签名, 签名必须使用非对称加密算法+HASH算法 所以一般是MD5WithRSA或者SHA1WithRSA 

 

格式 扩展名 描述 特点

JKS

.jks/.ks

【Java Keystore】密钥库的Java实现版本，provider为SUN

密钥库和私钥用不同的密码进行保护

JCEKS

.jce

【JCE Keystore】密钥库的JCE实现版本，provider为SUN JCE

相对于JKS安全级别更高，保护Keystore私钥时采用TripleDES

PKCS12

.p12/.pfx

【PKCS #12】个人信息交换语法标准

1、包含私钥、公钥及其证书
2、密钥库和私钥用相同密码进行保护

BKS

.bks

【Bouncycastle Keystore】密钥库的BC实现版本，provider为BC

基于JCE实现

UBER

.ubr

【Bouncycastle UBER Keystore】密钥库的BC更安全实现版本，provider为BC

  

 

证书文件格式【Certificate】 

格式 扩展名 描述 特点
DER .cer/.crt/.rsa 【ASN .1 DER】用于存放证书 不包含私钥，二进制格式
PKCS7 .p7b/.p7r 【PKCS #7】加密信息语法标准 1、p7b以树状展示证书链，不含私钥
2、p7r为CA对证书请求签名的回复，只能用于导入
CMS .p7c/.p7m/.p7s 【Cryptographic Message Syntax】

1、p7c只保存证书
2、p7m：signature with enveloped data
3、p7s：时间戳签名文件
PEM .pem 【Printable Encoded Message】 1、该编码格式在RFC1421中定义，其实PEM是【Privacy-Enhanced Mail】的简写，但他也同样广泛运用于密钥管理
2、ASCII文件
3、一般基于base 64编码
PKCS10 .p10/.csr 【PKCS #10】公钥加密标准【Certificate Signing Request】 1、证书签名请求文件
2、ASCII文件
3、CA签名后以p7r文件回复
SPC .pvk/.spc 【Software Publishing Certificate】 微软公司特有的双证书文件格式，经常用于代码签名，其中
1、pvk用于保存私钥
2、spc用于保存公钥

 

jks与keystore的区分及转换

jks是在android studio里面生成的签名证书。keystore是eclipse,Creator里面生成的。 两者在使用方式上没有什么区别,但是在算法上有一点点区别。

jks和keystore之间的转换需要先生成.p12文件。

1：jks转换为keystore

keytool -importkeystore -srckeystore e:/keystore/app.jks -srcstoretype JKS -deststoretype PKCS12 -destkeystore e:/keystore/app.p12
keytool -v -importkeystore -srckeystore e:/keystore/app.p12 -srcstoretype PKCS12 -deststoretype JKS -destkeystore e:/keystore/app.keystore

2: keystore转换为jks

keytool -importkeystore -srckeystore e:/keystore/app.keystore -srcstoretype JKS -deststoretype PKCS12 -destkeystore e:/keystore/app.p12
keytool -v -importkeystore -srckeystore e:/keystore/app.p12 -srcstoretype PKCS12 -destkeystore -deststoretype JKS e:/keystore/app.jks

 

证书格式转换工具介绍

目前两大开发平台Java和.Net都提供了相关的证书管理工具，

Java是keytool，参考keytool-Key and Certificate Management Tool；

.Net为makecert，参考Developer tools, technical documentation and coding examples | Microsoft Docs；


但是两者遵循的标准并不是完全兼容，有很多都是基于自己的实现，所以很多的文件格式并不通用，在实际开发使用过程中我们可能需要进行格式转换，

在转换过程中，常见格式的转换可以运用keytool或者是windows证书管理导入导出工具；

另外一个很有用的工具就是OpenSSL，首页地址为/index.html，各种格式间的转换示例这里就不提供了

这里要提一些注意事项和小工具：

1、Java平台keytool对X.509证书的支持并不一致，6.0版本之前生成的证书都是v1版本的，这在很多应用场合可能会导致一些潜在的问题，但是他还是能够管理v3版本的证书的，从6.0开始keytool支持v3版本的证书生成；
2、Eclipse插件SecureX推荐，这是一个国人贡献的证书生成、管理工具，效果还是不错的，而且可以下载源代码查看，对学习Security方面的编程很有帮助，可以从http://securex.sourceforge.net/updatesite更新，目前版本为2.0，不过好像现在作者也没有更新了；
3、KeyTool IUI工具推荐，这是一个老外编写的Keytool GUI工具，功能大致和SecureX类似，他可以以application或者Java Web Start启动查看，但作者并没有提供源代码下载，首页为http://yellowcat1.free.fr/keytool_iui.html；

posted @ 2022-06-16 15:21  mikeurs  阅读(288)  评论(0)  编辑  收藏  举报