ssl、tls、https相关概念

ssl、tls、https三者之间的联系和区别

由于HTTPS的推出受到了很多人的欢迎，在SSL更新到3.0时，IETF对SSL3.0进行了标准化，并添加了少数机制(但是几乎和SSL3.0无差异)，标准化后的IETF更名为TLS1.0(Transport Layer Security 安全传输层协议)，可以说TLS就是SSL的新版本3.1，并同时发布“RFC2246-TLS加密协议详解”，如果想更深层次的了解TLS的工作原理可以去RFC的官方网站：www.rfc-editor.org，搜索RFC2246即可找到RFC文档！ ——以上就是历史背景

HTTPS其实是由两部分组成的：HTTP+TLS/SSL，即HTTP下加入TLS/SSL层，HTTPS的安全基础就是TLS/SSL。服务端和客户端的信息传输都会通过TLS/SSL进行加密，所以传输的数据都是加密之后的数据。TLS的前身就是SSL协议，因此没有特别说明TLS/SSL说的都是同一个东西。

什么是x.509格式

X.509 是定义公钥证书格式的标准。X.509 证书是一种数字证书，它使用广泛接受的国际 X.509 公钥基础设施 (PKI) 标准来验证公钥是否属于证书中包含的主机名/域、组织或个人。X.509 证书由公众信任的（即浏览器信任它）证书颁发机构（如 DigiCert、Sectigo、GlobalSign 等）签名或自签名。当证书由受信任的证书颁发机构签名或通过其他方式验证时，持有该证书的人可以依赖其中包含的公钥与另一方建立安全通信，或验证由相应私钥数字签名的文档。

在HTTPS证书中，公钥通常以X.509标准格式存在。X.509证书只包含公钥信息，而不包含私钥。这些证书可以是PEM、DER或PFX/P12等格式，但无论哪种格式，都包含了公钥信息以及证书颁发机构（CA）的签名。

x.509、DER、PEM、CRT、PFX/P12、JKS关系

SSL 证书格式普及，PEM、CER、JKS、PKCS12

可以到这里进行格式转换

X.509、DER、PEM、CRT、PFX/P12、JKS是密码学和网络安全领域中常见的术语，它们与公钥基础设施（PKI）和证书管理紧密相关。以下是对这些术语的详细解释：

1. X.509

• 定义：X.509是ITU-T标准化部门制定的一套证书标准，规范了公开秘钥认证、证书吊销列表、授权凭证、凭证路径验证算法等。它是公钥证书的格式标准，广泛应用于包括TLS/SSL在内的众多Internet协议中。
• 特点：X.509证书包含公钥、身份信息（如网络主机名、组织名称或个体名称等）和签名信息（通常是证书签发机构CA的签名）。

2. DER

• 定义：DER（Distinguished Encoding Rules）是一种用于编码ASN.1（Abstract Syntax Notation One）数据结构的二进制格式。在X.509证书中，DER常用于编码证书的二进制形式。
• 特点：DER编码的证书通常是二进制文件，具有.der或.cer扩展名。DER格式的文件内容不可直接阅读，需要通过特定的工具或库进行解析。

# OpenSSL查看
openssl x509 -in certificate.der -inform der -text -noout

# 转换为 PEM
openssl x509 -in cert.crt -inform der -outform pem -out cert.pem

3. PEM

• 定义：PEM（Privacy-Enhanced Mail）是一种用于编码和传输ASCII字符串的文本格式，常用于存储和发送加密材料（如公钥、私钥和证书）。
• 特点：PEM编码的证书文件通常以Base64编码，内容被"-----BEGIN CERTIFICATE-----"和"-----END CERTIFICATE-----"所包围。PEM格式的证书具有.pem或.crt扩展名。

# OpenSSL 查看
openssl x509 -in certificate.pem -text -noout

# 转换为 DER
openssl x509 -in cert.crt -outform der -out cert.der

4. CRT

• 定义：CRT是Certificate的缩写，通常指X.509证书文件。CRT文件可以是DER编码的二进制文件，也可以是PEM编码的文本文件。
• 特点：CRT文件主要用于存储公钥证书，具有.crt、.cer、.der等扩展名，具体取决于编码格式。

5. PFX/P12

• 定义：PFX（Personal Information Exchange）和P12是同一加密证书格式的不同称呼，都是基于PKCS#12标准的。PKCS#12是一种用于存储私钥、公钥和证书链的容器格式。
• 特点：PFX/P12文件通常包含私钥、公钥证书以及可能包含的其他证书（如中间证书），具有.pfx或.p12扩展名。PFX/P12文件通常需要密码进行保护。

# OpenSSL 查看
openssl pkcs12 -in for-iis.pfx

# 转换为 PEM
openssl pkcs12 -in for-iis.pfx -out for-iis.pem -nodes

6. JKS

• 定义：JKS（Java KeyStore）是Java平台用于存储密钥和证书的一种容器格式。
• 特点：JKS文件可以同时容纳多个公钥或私钥，以及相关的证书链。它主要用于Java应用程序中，用于管理密钥和证书。JKS文件通常以.jks、.keystore或.truststore等扩展名存在。

总结

• X.509是公钥证书的格式标准，广泛应用于网络安全领域。
• DER、PEM、CRT是X.509证书的不同编码和文件扩展名形式。
• PFX/P12是基于PKCS#12标准的加密证书格式，用于存储私钥、公钥和证书链。
• JKS是Java平台用于存储密钥和证书的一种容器格式。

什么是CSR？

在HTTPS中，CSR代表Certificate Signing Request（证书签名请求）。它是申请数字证书过程中的一个重要组成部分，具体信息如下：

一、定义与用途

CSR是一个包含有关网站、服务、组织和域名等信息的编码文件。这些信息由证书颁发机构（Certificate Authority，简称CA）用于为网站创建SSL/TLS证书，以加密到网站的流量。CSR文件的主要用途是向CA申请数字证书，以便实现HTTPS加密传输、身份认证等功能。

二、包含内容

CSR文件通常包含以下信息：

• 公钥：用于加密发送到服务器的数据，只有对应的私钥才能解密。
• 证书持有者信息：如名称、城市、州、国家和电子邮件地址等。
• 域名：证书将要保护的域名列表。
• 签名：使用私钥对CSR中的信息进行的数字签名，用于验证CSR的完整性和来源。

三、生成与提交

CSR文件通常由网站管理员在Web服务器上生成，可以通过命令行工具（如OpenSSL）或Web服务器控制面板完成。生成后，CSR文件需要被提交给CA，CA会审核CSR中的信息，并可能要求提供额外的验证材料。一旦审核通过，CA将颁发一个数字证书给申请人，该证书包含了与CSR中相同的信息，但由CA签名以验证其有效性。

四、HTTPS与CSR的关系

HTTPS（超文本传输安全协议）是一种基于HTTP的加密传输协议，它通过SSL/TLS协议对传输的数据进行加密，以确保数据在传输过程中的安全性和完整性。在HTTPS中，数字证书是确保服务器身份真实性和数据传输安全性的关键。而CSR则是获取这些数字证书的重要步骤之一，通过向CA提交CSR文件，网站管理员可以为其网站申请到由受信任机构颁发的数字证书，从而实现HTTPS加密传输和身份认证等功能。

五、总结

综上所述，CSR在HTTPS中扮演着至关重要的角色，它是申请数字证书过程中的关键步骤之一。通过生成并提交CSR文件，网站管理员可以为其网站申请到由受信任机构颁发的数字证书，从而确保用户与网站之间通信的安全性和可靠性。

CA机构颁发证书原理

CA机构（Certification Authority，证书颁发机构）颁发证书的原理主要基于公钥基础设施（PKI）体系，通过一系列严格的步骤来确保数字证书的真实性和可信度。以下是CA机构颁发证书的主要原理及步骤：

一、原理概述

CA机构作为可信任的第三方实体，通过公钥加密技术和数字签名技术，对数字证书的发放和管理进行严格的控制，从而确保数字证书在网络通信中的真实性和可信度。

二、主要步骤

1. 证书请求：
   • 用户（如个人、企业等）向CA机构提交证书申请，通常需要提供身份信息、公钥等必要信息。
   • 用户可能会生成一个证书签署请求（CSR）文件，其中包含了公钥和申请者信息，并以数字签名形式进行保护。
2. 申请审核与身份验证：
   • CA机构对用户的申请进行审核，确保申请信息的真实性和合法性。
   • CA机构还会对用户进行身份验证，这一步骤可能包括核对用户的身份证件、通过邮件或电话确认用户身份等。
   • 对于企业用户，还可能需要进行企业相关信息的人工核实，确保企业的真实性。
3. 证书签发：
   • 身份验证通过后，CA机构会为用户生成数字证书。
   • 数字证书包含用户的公钥、身份信息、证书的有效期限以及CA机构的数字签名。
   • CA机构使用自己的私钥对证书内容进行签名，以确保证书的真实性和不可篡改性。
4. 证书发布与存储：
   • CA机构将生成的数字证书发送给用户。
   • 同时，CA机构还会将数字证书的公钥和CA机构的根证书发布到公共的证书库中，以便其他用户验证证书的真实性。

三、关键技术

• 公钥加密技术：利用公钥和私钥的配对关系进行加密和解密操作，确保数据传输的安全性。
• 数字签名：CA机构使用私钥对证书内容进行签名，用户可以使用CA机构的公钥进行验证，以确认证书的真实性和完整性。

四、作用与意义

• CA机构颁发的数字证书为网络通信提供了身份认证和加密通信的基础。
• 通过验证数字证书的真实性，用户可以确认通信对方的身份和可信度，从而建立起安全可靠的通信环境。
• CA机构在网络安全中起到了重要的作用，可以有效防止信息被篡改和伪造，保护用户的隐私和数据安全。

综上所述，CA机构颁发证书的原理是一个复杂而严谨的过程，涉及证书请求、申请审核与身份验证、证书签发以及证书发布与存储等多个环节。这一过程基于公钥加密技术和数字签名技术，确保了数字证书的真实性和可信度，为网络通信提供了安全保障。

https加密通讯原理

数字签名和数字证书究竟是什么？

人物模拟：HTTPS加密通讯过程

角色介绍

• Alice：客户端，比如你的浏览器，想要安全地从服务器获取信息。
• Bob：服务器，比如一个网站，存储着Alice想要访问的数据。
• Charlie：证书颁发机构（CA），负责验证和颁发数字证书，确保公钥的真实性。

通讯过程

1. Alice发起HTTPS请求

• Alice在浏览器中输入HTTPS的URL，并按下回车键。
• 浏览器（代表Alice）尝试与服务器（Bob）建立TCP连接，但这次连接是请求HTTPS端口的。

2. TCP连接建立

• Bob（服务器）接受来自Alice的TCP连接请求，并在HTTPS端口上建立连接。
• 此时，连接是未加密的，但双方已准备好进行SSL/TLS握手。

3. SSL/TLS握手开始

• Bob发送数字证书给Alice：
  • Bob将自己的数字证书（由Charlie颁发，包含公钥和其他信息）发送给Alice。
• Alice验证数字证书：
  • Alice收到证书后，首先检查证书是否由她信任的CA（Charlie）颁发。
  • 然后，她验证证书是否有效（未过期、未被吊销），以及证书中的域名是否与请求的URL匹配。
  • 如果验证通过，Alice会信任证书中的公钥，并准备使用它进行后续的加密通讯。

4. 密钥交换和会话密钥生成

• Alice生成随机数R1并发送给Bob

  （在实际的TLS握手过程中，这一步可能稍有不同，但这里为了简化流程，我们假设它是这样发生的）：

  • Alice生成一个随机数R1，并将其发送给Bob（在TLS握手过程中，这个信息通常是作为“Client Hello”消息的一部分发送的，但并不直接包含随机数，而是通过后续的消息交换来生成会话密钥所需的材料）。

• Bob响应并发送自己的随机数R2：

  • Bob收到Alice的信息后，也生成一个随机数R2，并选择一个双方都支持的加密算法。
  • Bob将R2、加密算法以及自己的数字证书（如果之前没发送的话）一起发送给Alice。

• Alice和Bob使用非对称加密交换信息：

  • Alice使用Bob的公钥（从证书中获取）加密一个随机数R3，并将其发送给Bob。
  • Bob使用自己的私钥解密得到R3。

• 共同生成会话密钥：

  • Alice和Bob都拥有R1、R2和R3（或者通过类似方式生成的其他材料），他们使用之前选定的加密算法和这些材料共同生成一个会话密钥。

5. 加密通讯开始

• 一旦会话密钥生成完成，Alice和Bob就可以开始使用会话密钥进行加密通讯了。
• Alice发送加密后的HTTP请求给Bob（实际上是HTTP协议的内容被封装在SSL/TLS加密的数据包中）。
• Bob解密请求数据，处理请求，并发送加密后的HTTP响应给Alice。
• Alice解密响应数据，展示给用户，完成整个HTTPS通讯过程。

HTTPS加密通讯原理

HTTPS加密通讯原理主要依赖于SSL/TLS协议，该协议通过非对称加密、对称加密和哈希算法等多种加密技术来确保数据传输的安全性、身份验证和完整性保护。

• 非对称加密：用于证书验证和密钥交换阶段，确保公钥的安全传输和会话密钥的安全生成。
• 对称加密：用于数据传输阶段，加密和解密速度快，适合大量数据的传输。
• 哈希算法：用于验证数据的完整性，确保数据在传输过程中未被篡改。

通过这种方式，HTTPS协议能够有效地保护客户端和服务器之间的数据传输安全，防止数据被窃取或篡改，并确保通信双方的身份验证。

浏览器如何验证证书的合法性呢？

浏览器验证证书合法性的过程是一个复杂但至关重要的安全机制，它确保了用户与合法、安全的服务器进行通信。以下是浏览器验证证书合法性的主要步骤：

1. 获取网站的证书

当用户通过浏览器访问HTTPS站点时，浏览器会首先向服务器请求其SSL/TLS证书。这个证书包含了服务器的公钥、证书颁发机构（CA）的信息、证书的有效期以及域名等关键信息。

2. 验证证书颁发机构

浏览器会检查证书是否由受信任的证书颁发机构（CA）签发。这是通过比对证书中的CA信息与浏览器内置的受信任CA列表来完成的。如果证书是由未知的或不受信任的CA签发的，浏览器将不会信任该证书。

3. 检查证书的有效期

浏览器会验证证书的有效期，确保证书没有过期。过期的证书可能不再安全，因此浏览器会拒绝与使用过期证书的服务器建立安全连接。

4. 验证证书是否适用于当前域名

浏览器会检查证书中的主题名称字段，以确保证书表示的域名与用户正在访问的域名相匹配。这是为了防止中间人攻击，确保用户与正确的服务器进行通信。

5. 验证证书的公钥

浏览器会验证证书中包含的公钥，以确保它们可以安全地将数据传输给服务器。公钥是加密和解密数据的关键，因此其完整性和真实性至关重要。

6. 检查证书链

浏览器还会验证证书链中的所有证书是否都是有效的，并且是由受信任的CA签发的。证书链是一个从服务器的证书到根CA证书的信任链，它证明了服务器的证书是可信的。

7. 撤销检查

浏览器还会检查证书是否已被撤销。这是通过查询证书撤销列表（CRL）或在线证书状态协议（OCSP）来完成的。如果证书已被撤销，浏览器将不会信任该证书。

8. 显示安全指示

如果证书通过了所有验证步骤，浏览器将显示一个安全锁或其他安全指示，表示连接是私密且安全的。用户可以放心地继续浏览网站或进行其他在线活动。

9. 警告用户

如果证书验证失败，浏览器将向用户发出警告，提示用户潜在的安全风险，并建议用户不要继续与该站点进行通信。这有助于防止用户受到恶意攻击或数据泄露的风险。

注意事项

• 用户应定期更新浏览器和操作系统，以获取最新的安全修复程序和证书机构信任列表。
• 如果遇到证书警告，用户应谨慎处理，并考虑使用其他方式验证网站的安全性。
• 在输入敏感信息之前，用户应始终确认网站是合法和可信的。

通过以上步骤，浏览器能够有效地验证证书的合法性，保护用户的在线安全和隐私。

证书链信息是包含在网站的证书中吗？

证书链信息并不直接包含在网站的单个证书中，而是由多个证书组成的一个信任链，从服务器的证书（也称为终端证书或用户证书）开始，一直到根证书颁发机构（CA）的证书结束。这个信任链通过一系列的数字签名和验证过程，确保证书的合法性和信任链的完整性。

具体来说，证书链的验证过程如下：

1. 接收服务器证书：当浏览器访问HTTPS网站时，服务器会将其SSL/TLS证书（即用户证书）发送给浏览器。这个证书包含了服务器的公钥、域名、有效期等信息，以及一个指向颁发者（即中间CA或根CA）的签名。
2. 验证证书颁发机构：浏览器首先会检查服务器证书是否由受信任的CA签发。这是通过比对证书中的颁发者信息与浏览器内置的受信任CA列表来完成的。如果颁发者不在受信任列表中，浏览器将不会信任该证书。
3. 构建证书链：如果服务器证书是由受信任的CA签发的，浏览器会尝试构建证书链。这通常涉及从服务器证书开始，逐级向上查找并验证每个中间CA的证书，直到找到根CA的证书为止。在这个过程中，浏览器会验证每个证书的数字签名、有效期、用途等信息，以确保它们都是有效和可信的。
4. 验证根CA证书：最后，浏览器会验证证书链的根证书是否由受信任的根CA颁发。根CA是证书信任链的起点，它们的证书被直接内置在浏览器和其他安全软件中。如果根证书不受信任，那么整个证书链也将被视为无效。

需要注意的是，虽然证书链信息不是直接包含在单个证书中的，但服务器在响应HTTPS请求时，通常会同时发送服务器证书以及必要的中间CA证书（如果有的话），以便浏览器能够构建完整的证书链并进行验证。在某些情况下，如果服务器没有发送必要的中间CA证书，浏览器可能无法成功构建证书链并验证证书的有效性。因此，在部署SSL/TLS证书时，确保服务器能够正确地发送完整的证书链是非常重要的。

全世界只有一个根CA机构吗？

全世界并非只有一个根CA（证书颁发机构）机构。实际上，全球存在多个受信任的根CA机构，它们共同构成了互联网的安全基础设施。

这些根CA机构负责签发和管理数字证书，这些证书是HTTPS、SSL/TLS等加密通信协议中用于验证服务器身份和建立加密连接的关键。全球知名的根CA机构包括但不限于：

• DigiCert：全球最大的CA颁发机构之一，拥有多个知名的子品牌，如Symantec、GeoTrust等。DigiCert在网站安全、电子邮件安全、数据泄露防护和SSL证书领域具有重要地位。
• GlobalSign：全球知名的数字证书颁发机构，也是全球最早的CA之一。GlobalSign的SSL证书产品在电商行业中深受欢迎。
• Sectigo（原Comodo CA）：全球SSL证书市场占有率较高的CA公司，其产品安全且价格相对较低，受到大量站长的信任和欢迎。
• GeoTrust：专注于企业级SSL证书解决方案的CA机构，为各种规模的企业提供高性价比的数字证书。
• Entrust：欧洲多家银行机构的主要SSL/TLS证书服务提供商，拥有丰富的行业经验和技术实力。

此外，还有其他许多国家和地区也拥有自己的CA机构，这些机构可能在本地区域内具有较高的知名度和影响力。

需要注意的是，虽然全球存在多个根CA机构，但并非所有CA机构都受到所有浏览器和操作系统的信任。为了确保证书的广泛兼容性，CA机构通常需要经过严格的审核和认证过程，以获得浏览器和操作系统的信任。同时，用户也可以在自己的设备中手动添加受信任的CA机构，以便能够验证由这些机构签发的证书。

综上所述，全世界并非只有一个根CA机构，而是存在多个受信任的CA机构共同维护互联网的安全和稳定。

windows系统中如何查看所有预安装的根证书呢？

在Windows系统中，查看所有预安装的根证书可以通过Microsoft管理控制台（MMC）与证书管理单元配合使用来完成。以下是在Windows 10/11系统中查看所有预安装的根证书的具体步骤：

一、打开Microsoft管理控制台（MMC）

1. 打开“运行”对话框：按Windows键 + R打开“运行”对话框。
2. 输入MMC命令：在“运行”对话框中，键入mmc，然后按Enter键。这将打开Microsoft管理控制台。

二、添加证书管理单元

1. 添加管理单元：在MMC窗口中，单击菜单栏中的“文件”（File），然后选择“添加/删除管理单元”（Add/Remove Snap-in）。
2. 选择证书：在“添加或删除管理单元”窗口中，向下滚动，找到并选择“证书”（Certificates），然后单击“添加”（Add）>。
3. 选择证书存储位置：在弹出的窗口中，选择要管理的证书类型。通常，为了查看所有预安装的根证书，应选择“计算机帐户”（Computer account），然后单击“下一步”（Next）。
4. 选择计算机：在“选择计算机”窗口中，选择“本地计算机:（此控制台正在其上运行的计算机）”（Local computer: (the computer this console is running on)），然后单击“完成”（Finish）。也可以根据需要选择“我的用户帐户”（My user account）或服务帐户，但对于访问受信任的根证书颁发机构，通常选择“计算机帐户”。
5. 关闭添加管理单元窗口：单击“确定”（OK），以关闭“添加或删除管理单元”窗口。

三、查看根证书

1. 展开证书树：在MMC的“证书（本地计算机）”（Certificates (Local Computer)）树下，展开“受信任的根证书颁发机构”（Trusted Root Certification Authorities）文件夹。
2. 查看根证书：单击“受信任的根证书颁发机构”下的“证书”（Certificates）。这将显示计算机当前信任的所有根证书。

四、管理根证书

在此处，你可以查看每个根证书的详细信息、导入新的受信任证书或删除现有证书。但请谨慎添加或删除证书，因为这可能会影响系统的安全性和功能。

注意事项

• 进行此类操作时，可能需要管理员权限。
• 不适当的更改可能会危及系统的安全性。
• 默认情况下，“受信任的根证书颁发机构”证书存储配置有一组符合Microsoft根证书计划要求的公共CA。管理员可以配置默认的受信任的CA集，并安装自己的专用CA来验证软件。

通过以上步骤，你可以轻松地在Windows系统中查看所有预安装的根证书。