简介
在PKI(public key infrastructure)公钥设施根底体系中，所有的所有操作都是围绕着证书和密钥的，它提供了创立、治理、散发、应用、存储和撤销数字证书以及治理公钥加密所需的一组角色、策略、硬件、软件和程序。
有了密钥，就能够依据密钥制作证书了。要想证书能够被宽泛的应用，一个通用的规范必定是少不了的，在PKI体系中，这个证书的规范就叫做X.509。
X.509 规范定义了公钥证书最罕用的格局。
一个证书的例子
证书中最次要就是公钥信息，从证书中提取公钥，能力应用公钥去解密发送者应用私钥加密过的数据。公钥信息是证书的外围。
除了公钥之外，证书蕴含了很多其余的信息，比方蕴含了身份信息(主机名、组织或集体等）。
创立证书非常简单，咱们先看一个应用openssl命令来创立证书的例子。
创立证书之前，首先须要创立证书依赖的公钥和私钥，x.509证书能够反对多种公钥私钥算法，比方RSA, DSA, ECDSA, ed25519等。
这里咱们抉择应用RSA算法，生成密钥对如下：
openssl genrsa -des3 -out ca.key 1024Generating RSA private key, 1024 bit long modulus...............++++++.............................................++++++e is 65537 (0x10001)Enter pass phrase for ca.key:Verifying - Enter pass phrase for ca.key:输出pass, 咱们能够失去ca.key，这是一个RSA PRIVATE KEY。
接下来就能够用这个ca.key来创立证书。
openssl req -new -x509 -days 20 -key ca.key -out ca.crtEnter pass phrase for ca.key:You are about to be asked to enter information that will be incorporatedinto 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 blankFor some fields there will be a default value,If you enter '.', the field will be left blank.-----Country Name (2 letter code) []:SHState or Province Name (full name) []:SHLocality Name (eg, city) []:SHOrganization Name (eg, company) []:HWOrganizational Unit Name (eg, section) []:HWCommon Name (eg, fully qualified host name) []:caserverEmail Address []:flydean@163.com能够看到，在密钥的根底上，证书还须要提供例如Country Name，Province Name，Organization Name等额定信息。
最初，咱们能够失去一个CA证书ca.crt。
如果想要查看证书的状态，能够应用上面的命令：
openssl x509 -noout -text -in ca.crtCertificate: Data: Version: 1 (0x0) Serial Number: 9511149647544559472 (0x83fe64365379a770) Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption Issuer: C=SH, ST=SH, L=SH, O=HW, OU=HW, CN=caserver/emailAddress=flydean@163.com Validity Not Before: Apr 27 06:33:16 2022 GMT Not After : May 17 06:33:16 2022 GMT Subject: C=SH, ST=SH, L=SH, O=HW, OU=HW, CN=caserver/emailAddress=flydean@163.com Subject Public Key Info: Public Key Algorithm: rsaEncryption Public-Key: (1024 bit) Modulus: 00:9f:b4:ff:16:15:51:2a:de:2f:23:cd:7d:27:41: 3c:30:1f:f3:cb:bf:3f:7c:96:ba:c3:81:a8:eb:88: be:11:31:03:6f:c3:1d:f1:dc:4c:ea:3d:da:15:24: 59:32:8b:7e:87:a0:0b:57:b9:79:e4:72:2f:4b:50: 9d:00:eb:ee:52:24:f3:e8:e9:92:1c:ec:47:d9:98: 8c:f9:0f:71:a6:91:b2:5b:c1:59:bf:1f:27:47:6b: 9c:ce:22:e7:9d:2c:4a:3a:83:72:43:47:5d:ee:9e: 64:78:cb:3c:48:af:27:08:c1:08:41:c0:e0:92:e9: 13:81:1c:c7:72:3c:2f:5f:f3 Exponent: 65537 (0x10001) Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption 68:09:be:cb:89:c0:0d:27:d2:bb:b2:f0:fb:6e:e2:0a:19:86: 92:cf:e5:90:48:b7:99:02:f1:75:6a:6d:79:1e:18:c7:95:7c: 89:92:ed:a1:bf:ad:91:76:c6:63:59:bb:6d:31:1e:11:5a:5e: 32:86:12:89:00:69:d0:77:c6:d6:69:11:0a:f7:7b:61:6e:95: f8:d6:6b:89:c0:6c:49:eb:38:d9:f5:82:43:32:6e:14:fb:a0: fb:be:12:a5:dc:69:66:b8:1b:22:cb:0f:9f:56:52:40:6d:48: b6:78:29:dc:67:aa:79:c5:00:e3:68:9a:65:9a:94:99:be:ce: b0:d2能够看到CA证书中蕴含了日期，序列号，签名算法，发行者，有效性等额定的信息。
下面生成的证书实际上是一个根证书，这个根证书能够对其余的证书申请进行签名，从而生成子证书,从而产生了证书的级联构造。
如果一个客户端想要向CA server申请一个新的证书该怎么做呢？
首先客户端也须要生成本人的密钥对。如果客户端是CA server本人，那么这个申请CA证书的过程叫做自签名。
要想申请证书，首先得生成一个申请csr，同样能够应用openssl命令来进行：
openssl req -new -key ca.key -out server.csrEnter pass phrase for ca.key:You are about to be asked to enter information that will be incorporatedinto 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 blankFor some fields there will be a default value,If you enter '.', the field will be left blank.-----Country Name (2 letter code) []:CNState or Province Name (full name) []:SHLocality Name (eg, city) []:SHOrganization Name (eg, company) []:citiOrganizational Unit Name (eg, section) []:orgCommon Name (eg, fully qualified host name) []:clientEmail Address []:flydean@163.comPlease enter the following 'extra' attributesto be sent with your certificate requestA challenge password []:csr申请因为也是须要生成一个CA证书，所以也须要输出相似的信息。
最初咱们生成了一个server.csr文件。
接下来应用这个csr文件去申请证书：
openssl x509 -req -days 20 -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out server.crtSignature oksubject=/C=CN/ST=SH/L=SH/O=citi/OU=org/CN=client/emailAddress=flydean@163.comGetting CA Private KeyEnter pass phrase for ca.key:下面命令的含意是CA server上的private key，根证书和刚刚生成的证书申请server.csr，生成应用CA server签名的自签名证书。
最初失去一个自签名server.csr证书文件。
同样应用openssl命令查看该证书状态：
openssl x509 -noout -text -in server.crtCertificate: Data: Version: 1 (0x0) Serial Number: 14663444799761243679 (0xcb7f055ae9515e1f) Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption Issuer: C=SH, ST=SH, L=SH, O=HW, OU=HW, CN=caserver/emailAddress=flydean@163.com Validity Not Before: Apr 27 07:28:08 2022 GMT Not After : May 17 07:28:08 2022 GMT Subject: C=CN, ST=SH, L=SH, O=citi, OU=org, CN=client/emailAddress=flydean@163.com Subject Public Key Info: Public Key Algorithm: rsaEncryption Public-Key: (1024 bit) Modulus: 00:9f:b4:ff:16:15:51:2a:de:2f:23:cd:7d:27:41: 3c:30:1f:f3:cb:bf:3f:7c:96:ba:c3:81:a8:eb:88: be:11:31:03:6f:c3:1d:f1:dc:4c:ea:3d:da:15:24: 59:32:8b:7e:87:a0:0b:57:b9:79:e4:72:2f:4b:50: 9d:00:eb:ee:52:24:f3:e8:e9:92:1c:ec:47:d9:98: 8c:f9:0f:71:a6:91:b2:5b:c1:59:bf:1f:27:47:6b: 9c:ce:22:e7:9d:2c:4a:3a:83:72:43:47:5d:ee:9e: 64:78:cb:3c:48:af:27:08:c1:08:41:c0:e0:92:e9: 13:81:1c:c7:72:3c:2f:5f:f3 Exponent: 65537 (0x10001) Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption 31:2e:b6:d7:3e:2d:ae:f1:2e:44:b5:5e:73:42:91:39:80:9f: a8:ed:9c:60:78:35:21:df:4a:45:b0:b1:d1:80:c1:ee:cb:30: 75:34:66:61:43:6c:0a:85:4f:a3:e5:09:9f:2b:07:62:6a:3a: 60:22:78:f0:7d:32:ef:2f:46:95:34:60:22:03:47:78:6f:0c: 7e:f1:85:ea:d6:4b:1e:45:b5:56:a1:d7:52:9c:19:ae:24:26: 3d:a7:0b:f2:94:c1:d3:e3:04:25:f8:ce:b8:cb:84:6a:d1:b4: 63:7c:df:87:f8:44:86:49:b5:96:dc:43:c7:7a:17:d3:82:c6: 6a:af能够看到构造和root ca证书是一样的，这里的Subject是创立server.csr中输出的信息。
X.509证书的后缀
下面咱们应用的证书后缀是crt，也就是certificate的缩写。
事实上X.509证书还反对其余几种类型的后缀。
.pem
pem的全称是Privacy-enhanced Electronic Mail，从名字能够看出，pem最后是为加密邮件筹备的。
它是一种以DER+Base64进行编码的证书。PEM证书通常是文本格式，以"-----BEGIN CERTIFICATE-----"结尾，并以"-----END CERTIFICATE-----"完结。
.cer, .crt, .der
这三个都是以DER进行编码的二进制证书，但有时候也会应用Base64进行编码，比方.pem。
.p7b, .p7c
是用 PKCS#7 进行签名的数据。
PKCS 全称是 Public-Key Cryptography Standards ，是由RSA实验室与其它平安零碎开发商为促成公钥明码的倒退而制订的一系列规范。
PKCS#7的全称叫做Cryptographic Message Syntax Standard。
.p12
是用PKCS#12签名的数据，能够同时蕴含证书和私钥。
.pfx
PKCS#12 的前身,通常蕴含 PKCS#12 格局的数据。
证书的层级构造和穿插认证
证书的层级构造应该很好了解了，证书的层级构造又叫做证书链。
从咱们收到的最终证书开始，前面能够跟一个或者多个CA证书，最初一个证书是根证书。
比方当初证书的链式构造是A->B->C。
要想校验A证书的有效性，那么须要应用到B的公钥来验证，那么B的有效性，同样须要用到C的公钥来验证，这样层级验证始终到根证书为止。
什么是穿插认证呢？
如果当初有A->B和D->E这两条证书链。然而当初这两条链是独立的,如果A证书也想应用E来进行认证应该怎么解决呢？
先来思考下A->B的含意，A->B意思是A证书应用B证书来签名的。更确切的说就是A证书是用B证书中的公钥来进行签名的。
如果咱们应用E对B中的公钥进行签名失去一个证书C，那么B和C领有雷同的公钥，所以对于A来说，A->B和 A->C->E 都是无效的证书链。
如果应用B对E的公钥进行签名，失去证书F，那么对于D->E和 D->F->B 同样是两条无效的证书链。
这样的构造就叫做穿插认证。
穿插认证用在不同根CA链相互认证的场景，十分有用。
x.509证书的应用范畴
x.509证书应用范畴十分宽泛，比方web拜访中最常见的TLS/SSL 和 HTTPS 都是用的是x.509证书。
另外SMTP, POP, IMAP, LDAP, XMPP提供了对x.509证书的反对。
总结
以上就是x.509证书的应用和相干原理的介绍。
更多内容请参考 http://www.flydean.com/42-pki-x509/
最艰深的解读，最粗浅的干货，最简洁的教程，泛滥你不晓得的小技巧等你来发现！
欢送关注我的公众号:「程序那些事」,懂技术，更懂你！