openssl 证书请求和自签名命令req详解
1、密钥、证书请求、证书概要说明
在证书申请签发过程中，客户端涉及到密钥、证书请求、证书这几个概念，初学者可能会搞不清楚三者的关系，网上有的根据后缀名来区分三者，更让人一头雾水。我们以申请证书的流程说明三者的关系。客户端（相对于CA）在申请证书的时候，大体上有三个步骤：
第一步：生成客户端的密钥，即客户端的公私钥对，且要保证私钥只有客户端自己拥有。
第二步：以客户端的密钥和客户端自身的信息(国家、机构、域名、邮箱等)为输入，生成证书请求文件。其中客户端的公钥和客户端信息是明文保存在证书请求文件中的，而客户端私钥的作用是对客户端公钥及客户端信息做签名，自身是不包含在证书请求中的。然后把证书请求文件发送给CA机构。
第三步：CA机构接收到客户端的证书请求文件后，首先校验其签名，然后审核客户端的信息，最后CA机构使用自己的私钥为证书请求文件签名，生成证书文件，下发给客户端。此证书就是客户端的身份证，来表明用户的身份。
至此客户端申请证书流程结束，其中涉及到证书签发机构CA，CA是被绝对信任的机构。如果把客户端证书比作用户身份证，那么CA就是颁发身份证的机构，我们以https为例说明证书的用处。
为了数据传输安全，越来越多的网站启用https。在https握手阶段，服务器首先把自己的证书发送给用户(浏览器)，浏览器查看证书中的发证机构，然后在机器内置的证书中（在PC或者手机上，内置了世界上著名的CA机构的证书）查找对应CA证书，然后使用内置的证书公钥校验服务器的证书真伪。如果校验失败，浏览器会提示服务器证书有问题，询问用户是否继续。
例如12306网站，它使用的自签名的证书，所以浏览器会提示证书有问题，在12306的网站上有提示下载安装根证书，其用户就是把自己的根证书安装到用户机器的内置证书中，这样浏览器就不会报证书错误。但是注意，除非特别相信某个机构，否则不要在机器上随便导入证书，很危险。
2、req指令说明
上一节我们看到了申请证书流程，生成密钥对我们已经知道，那么如何生成证书请求呢，req指令就该上场了，我们可以查看req的man手册，如下
openssl req [-inform PEM|DER] [-outform PEM|DER] [-in filename] [-passin arg] [-out filename] [-passout arg] [-text] [-pubkey] [-noout] [-verify] [-modulus] [-new] [-rand file(s)] [-newkey rsa:bits][-newkey alg:file] [-nodes] [-key filename] [-keyform PEM|DER] [-keyout filename] [-keygen_engine id] [-[digest]] [-config filename] [-subj arg] [-multivalue-rdn] [-x509] [-days n] [-set_serial n][-asn1-kludge] [-no-asn1-kludge] [-newhdr] [-extensions section] [-reqexts section] [-utf8] [-nameopt] [-reqopt] [-subject] [-subj arg] [-batch] [-verbose] [-engine id]
发现其参数多而复杂，还有许多没有用到过的参数。但是在实际应用中我们使用到的参数很有限，我们根据req的基本功能来学习。
req的基本功能主要有两个：生成证书请求和生成自签名证书。其他还有一些校验、查看请求文件等功能，示例会简单说明下。参数说明如下
[new/x509]
当使用-new选取的时候，说明是要生成证书请求，当使用x509选项的时候，说明是要生成自签名证书。
[/key/newkey/keyout]
key和newkey是互斥的，key是指定已有的密钥文件，而newkey是指在生成证书请求或者自签名证书的时候自动生成密钥，然后生成的密钥名称有keyout参数指定。
当指定newkey选项时，后面指定rsa:bits说明产生rsa密钥，位数由bits指定。指定dsa:file说明产生dsa密钥，file是指生成dsa密钥的参数文件(由dsaparam生成)
[in/out/inform/outform/keyform]
in选项指定证书请求文件，当查看证书请求内容或者生成自签名证书的时候使用
out选项指定证书请求或者自签名证书文件名，或者公钥文件名(当使用pubkey选项时用到)，以及其他一些输出信息。
inform、outform、keyform分别指定了in、out、key选项指定的文件格式，默认是PEM格式。
[config]
参数文件，默认是/etc/ssl/openssl.cnf(ubuntu12.04)，根据系统不同位置不同。该文件包含生成req时的参数，当在命令行没有指定时，则采用该文件中的默认值。
除上述主要参数外，还有许多其他的参数，不在一一叙述，有兴趣的读者可以查看req的man手册
3、req指令使用实例
1、使用已有私钥生成证书请求
/*使用原有的RSA密钥生成证书请求文件，输入主体相关信息*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl req -new -key RSA.pem -passin pass:123456 -out client.pem You are about to be asked to enter information that will be incorporated into your certificate request. What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN. There are quite a few fields but you can leave some blank For some fields there will be a default value, If you enter '.', the field will be left blank. ----- Country Name (2 letter code) [AU]:AU State or Province Name (full name) [Some-State]:BJ Locality Name (eg, city) []:BJ Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:BJ Organizational Unit Name (eg, section) []:BJ Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:BJ Email Address []:BJ Please enter the following 'extra' attributes to be sent with your certificate request A challenge password []:12345 An optional company name []:BJ /*使用原有的RSA密钥生成证书请求文件，指定-batch选项，主体信息从配置文件读取*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl req -new -key RSA.pem -passin pass:123456 -out client.pem -batch /*使用原有的RSA密钥生成证书请求文件，指定-batch选项，主体信息由命令行subj指定*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl req -new -key RSA.pem -passin pass:123456 -out client.pem -subj /C=AU/ST=Some-State/O=Internet /*使用原有的RSA密钥生成证书请求文件，指定-batch选项，主体信息由命令行subj指定，且输出公钥*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl req -new -key RSA.pem -passin pass:123456 -out client.pem -subj /C=AU/ST=Some-State/O=Internet -pubkey /*可以看到公钥和请求信息*/ xlzh@cmos:~/test$ cat client.pem -----BEGIN PUBLIC KEY----- MFwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADSwAwSAJBAL6e+hk0TAsYlPk5XB1tLCtCO8wQ7JMM YQ9SMy4Q1liPg4TdgSkdfbLB2UXmzzMCp+ZBDk9txwtewqv7PVcvY0MCAwEAAQ== -----END PUBLIC KEY----- -----BEGIN CERTIFICATE REQUEST----- MIIBGDCBwwIBADA1MQswCQYDVQQGEwJBVTETMBEGA1UECAwKU29tZS1TdGF0ZTER MA8GA1UECgwISW50ZXJuZXQwXDANBgkqhkiG9w0BAQEFAANLADBIAkEAvp76GTRM CxiU+TlcHW0sK0I7zBDskwxhD1IzLhDWWI+DhN2BKR19ssHZRebPMwKn5kEOT23H C17Cq/s9Vy9jQwIDAQABoCkwJwYJKoZIhvcNAQkOMRowGDAJBgNVHRMEAjAAMAsG A1UdDwQEAwIF4DANBgkqhkiG9w0BAQUFAANBAFBiB0fTUwTSoFeQdTWIr3KXzDHP bgLy1/nlJ71dYLfGGrR61RKmrXgpf76akURtF+gEXwLMfPO6FQlaIOYEe/c= -----END CERTIFICATE REQUEST----- xlzh@cmos:~/test$
2、自动生成密钥，生成证书请求文件
/*自动1024位RSA密钥，并生成证书请求文件*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl req -new -newkey rsa:1024 -out client.pem -keyout RSA.pem -batch Generating a 1024 bit RSA private key .......................................++++++ ...............................++++++ writing new private key to 'RSA.pem' Enter PEM pass phrase: Verifying - Enter PEM pass phrase: ----- /*自动1024位RSA密钥，并生成证书请求文件，指定-nodes文件，密钥文件不加密*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl req -new -newkey rsa:1024 -out client.pem -keyout RSA.pem -batch -nodes Generating a 1024 bit RSA private key ..++++++ .........................++++++ writing new private key to 'RSA.pem' ----- /*生成1024位DSA密钥参数*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl dsaparam -out DSA.param 1024 Generating DSA parameters, 1024 bit long prime This could take some time ...+.+..+.+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++* ................+...........+......+.+.............+.+.....+.+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++* /*自动1024位DSA密钥，并生成证书请求文件，指定-nodes文件，密钥文件不加密*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl req -new -newkey dsa:DSA.param -out client.pem -keyout DSA.pem -batch -nodes Generating a 1024 bit DSA private key writing new private key to 'DSA.pem' -----
3、生成自签名证书
/*生成自签名证书，与req参数一样，只需要把req修改为x509即可*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl req -x509 -newkey rsa:1024 -out client.cer -keyout RSA.pem -batch -nodes Generating a 1024 bit RSA private key .........++++++ ..++++++ writing new private key to 'RSA.pem' ----- /*查看证书文件*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl x509 -in client.cer -noout -text Certificate: Data: Version: 3 (0x2) ..... Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption 5b:d7:f5:fd:18:3a:a9:22:2a:d9:f1:fc:00:3a:cf:23:ff:d1: 82:e5:2d:3f:7e:97:a8:38:32:e6:88:7a:ce:9f:31:cc:ea:60: 06:d1:96:bb:c8:42:ec:ef:26:73:4e:3b:2d:fa:0f:16:c2:25: 30:1b:a5:ca:35:bd:9b:dd:4b:41:d4:8b:95:3a:d4:7c:aa:8d: 0d:2d:e7:f3:95:33:d2:4a:5a:7f:a2:5d:cc:48:60:9f:ca:2d: 77:d9:ed:e9:09:f3:a1:18:96:1d:91:c6:1c:2b:7a:c1:d6:5d: 81:87:25:0d:32:6a:55:d2:89:95:c5:32:44:cc:9d:e7:68:6f: d8:80 xlzh@cmos:~/test$
4、查看证书请求内容
/*生成证书请求*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl req -new -newkey rsa:1024 -out client.req -keyout RSA.pem -batch -nodes Generating a 1024 bit RSA private key ...............................................................++++++ ......................++++++ writing new private key to 'RSA.pem' ----- /*查看证书请求内容，subject指定输出主体*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl req -in client.req -noout -text -subject Certificate Request: Data: Version: 0 (0x0) Subject: C=AU, ST=Some-State, O=Internet Widgits Pty Ltd Subject Public Key Info: Public Key Algorithm: rsaEncryption Public-Key: (1024 bit) Modulus: ... Exponent: 65537 (0x10001) Attributes: Requested Extensions: X509v3 Basic Constraints: CA:FALSE X509v3 Key Usage: Digital Signature, Non Repudiation, Key Encipherment Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption ... subject=/C=AU/ST=Some-State/O=Internet Widgits Pty Ltd
5、校验证书请求文件
/*指定verify指令，校验证书请求文件，其操作时提取请求文件中的公钥来验证签名信息*/ xlzh@cmos:~/test$ openssl req -verify -in client.req -noout verify OK xlzh@cmos:~/test$
4、小结
req命令参数纷繁多杂，上文中没有完全介绍，而且还涉及到openssl.cnf配置文件的内容，是一个复杂而强大的指令。
为了方便记忆，不妨就记住它了两个主要功能：生成证书请求文件和生成自签名证书，对比上述的主要参数定义，足可以应付大多数场景。
