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1、X509v3证书详解 Jade2020 01 目录 概述X 509v3证书证书基本信息证书扩展X 509v2CRLCRL基本信息CRL扩展证书路径验证CRL验证附录 概述 本胶片描述RFC5280定义的因特网的X 509v3证书和X 509v2证书吊销列表 CRL RFC5280是X 509公钥基础设施系列标准之一 定义了用于因特网的x509v3证书的格式和语法定义了用于因特网的x509v2CRL的格式和语法定义了验证证书路径的算法定义了验证CRL的算法本胶片系作者出于个人需要 对RFC5280的阅读总结 能力有限 仅作为该规范的导读和参考材料 PKI PublicKeyInfrastruct
2、ure 实体 PKI涉及的主要功能实体endentity 终端实体 PKI证书的用户 终端系统 它们同时可以是证书的主体 subject CA certificateauthority 证书颁发机构 根据上下文也指证书的签发者 实际也是一张证书 即CA可以发行 签发 证书RA registrationauthority 注册机构 被CA委派特定管理功能的实体 比如签发证书CRLIssuer CRL的生成和签发者Repository 用于分发证书 CRL的系统 PKI实体关系 CA可以委派RA发行证书 委派CRLIssuer发行CRL CA自身可以发行证书和CRL X 509v3证书 X 509
3、v3证书X 509v3公钥证书包含终端实体的主体信息 subject 和其拥有的公钥的绑定关系公钥和公钥拥有者 终端实体 的绑定关系需经受信任的CA签名X 509v3证书中包含签名者的主体信息 称为IssuerSubjectX 509v3证书中包含绑定关系的有效期X 509证书历史ITU TX 5091988定义了数字证书的最初格式 v1版本 ITU TX 5091993对v1进行了修订 称为v2版本 随着互联网的发展 v1 v2暴露出一些不足 ISO IEC ITU T andANSIX9在1996年完成了v3版本 并定义了v3extension 由于ISO ITU定义的v3证书特别宽泛 基
4、于互联网的应用 满足其互操作性的要求 RFC先后定义了rfc3280 2002 和RFC5280 2008 废弃2002 定义满足互联网应用要求的x 509v3证书和CRLv2规范 证书分类 证书分类CA证书交叉证书 证书中Subject和Issuer不同自发行证书 证书中Subject和Issuer相同自签证书 证书中Subject和Issuer相同 且签名可以通过证书中公钥验签 自签证书是自发行证书的特例Endentity证书 证书信任路径 信任链 证书路径每张证书的公钥和证书主体的绑定关系由CA签名保证 自顶向下构成证书签发关系 验证时自下向上直至溯源到信任锚点证书证书的信任链的起点称为
5、 TrustAnchor 不一定是一张自签名证书 X 509v2证书吊销列表 CRL 证书吊销方式发布CRL 周期发布 实时性差OCSP RFC6960 在线验证 实时性好其他CRL包含内容被吊销证书的serialno 集合吊销原因发布日期 下次发布日期CA或CRLIssuer对CRL中被吊销证书列表的签名 目录 概述X 509v3证书证书基本信息证书扩展X 509v2CRLCRL基本信息CRL扩展证书路径验证CRL验证附录 X 509v3证书格式总览 X 509v3证书基于ITUX 509v3格式 采用ASN 1编码 TLV 整体上包含3部分 tbsCertificate Certifica
6、tetoBeSigned 证书基本信息 包括证书的序列号 serialno 证书主体 subject 证书主体的公钥 证书有效期 发行者主体 证书扩展信息等SignatureAlgorithm 证书签名算法SignatureValue 证书的签名 签名是使用签名者 CA Issuer 的私钥 用SignatureAlgorithm指定的算法 对整个tbsCertificate进行签名 证书基本信息 subject 证书主体信息 即证书持有人信息subjectPublicKeyInfo 证书持有人的公钥信息issuerUniqueID 发行者主体唯一标识符subjectUniqueID 证书主体
7、唯一标识符extensions 证书的扩展选项注 issuerUniqueID和subjectUniqueID用于证书主体和发行者主体的名称重用 互联网应用的证书不应出现这连个字段 因此RFC5280不推荐使用这两个字段 证书基本信息 version 版本号 0 v1 1 v2 2 v3 serialNumber 序列号 最大支持20byte的大数序列号signature 签名算法issuer 发行者 签名者 主体信息validity 有效期 证书基本信息 Version version 证书的版本号version 证书的版本号 0 v1 1 v2 2 v3 如果证书中没有extensions
8、 且存在UniqueIdentifier 则version应该取值v2 也可能为v3如果证书只有基本信息 从version到subjectPublicKeyInfo version取值为1 证书基本信息 SerialNumber SerialNumber 证书编号CA签发证书时 为该证书生成的一个非负整数 同一CA签发的每张证书的SerialNo 必须唯一 即CA的Subject SerialNo 唯一确定一张证书SerialNo 最长为20个字节的长整数 证书基本信息 Signature signature 此处指的是签名算法 用OID表示该字段包含了CA为该证书签名时 使用的签名算法的标识
9、 OID 该字段取值和证书外部字段 SignatureAlgorithm必须保持一致 RFC3279 RFC4055 和 RFC4491 定义了各签名算法签名算法OID举例sha256WithRSAEncryption 1 2 840 113549 1 1 11md5WithRSAEncryption 1 2 840 113549 1 1 4sha1WithRSAEncryption 1 2 840 113549 1 1 5 证书基本信息 Issuer issuer 证书发布主体证书发行者 签名者 主体名称 该字段必须包含非空的distinguishedname 简称DN DN是X 501定义
10、的一个Name类型 是一组由逗号分隔的RDN的序列 比如 Issuer C US O GoogleTrustServices CN GTSCA1O1Issuer的ASN 1编码格式定义 证书基本信息 Issuer 主体名称必须支持的标准属性类型 注 证书基本信息中subject字段同样遵守上述定义范围 证书基本信息 Issuer 主体名称建议支持的标准属性类型 注 证书基本信息中subject字段同样遵守上述定义范围 证书基本信息 Validity validity 证书的有效期 notBefore notAfter 证书有效期 CA维护证书状态的时间段格式UTCTime 有效期在2049年前
11、的证书用该格式GeneralizedTime 有效期在2050年之后的证书用该格式对于和设备序列号绑定的证书 证书可以是无限的 证书结束时间应该是GeneralizedTime格式的值 99991231235959Z 证书基本信息 Subject subject 证书的主体 标识证书公钥的持有者证书主体信息 即subjectPublicKeyInfo所包含公钥的持有人 证书主体和Issuer定义一样 是X 501类型的Name 且包含类似的RDN集合 如果Subject是一个CA 则CA证书中的subject必须包含非空的DN 并且与其签发的证书中的issuer字段保持一致 如果Subject
12、是一个CRLIssuer CRLIssuer证书中的subject必须包含非空DN 并且与其签发的所有CRL文件中的issuer字段保持一致 证书扩展extensions中可以包含subjectAltName扩展 当subject为空时 extensions中必须包含subjectAltName对于endentity证书 由同一个CA签发时 每个endentity必须包含唯一的主体信息 但是允许CA为同一个endentity签发多张证书 证书基本信息 SubjectPublicKeyInfo SubjectPublicKeyInfo 公钥信息包含公钥和公钥对应的算法 RSA DSA DH 公钥
13、信息根据算法不同而不同公钥算法RSA OID 1 2 840 113549 1 1 1DSA OID 1 2 840 10040 4 1ECDSA OID 1 2840 10045 4 证书基本信息 UniqueIdentifiers UniqueIdentifiers 包括issuerUniqueID和subjectUniqueID主体名称和证书主体名称唯一标识符用于发行者主体名称和证书主体名称的重用 协议对于v3证书建议不使用这2个字段 证书基本信息 汇总 证书基本信息 目录 概述X 509v3证书证书基本信息证书扩展X 509v2CRLCRL基本信息CRL扩展证书路径验证CRL验证附录
14、证书扩展项格式 证书中包含0到多个扩展选项 每个扩展定义如下 扩展的Type 用OID表示 扩展的Value Value的定义根据OID不同而不同 扩展的可选属性 critical或non critical 对于critical的选项 当遇到不能识别的critical的选项 拒绝处理证书 而遇到不认识的non critical的选项 可以选择忽略并继续处理 默认为False扩展举例 此处是BasicConstraints扩展 证书扩展项 标准扩展项 标准扩展项 AuthorityKeyIdentifier AuthorityKeyIdentifier 用于签发证书的私钥相对应的公钥的标识符 即
15、CA的某个公钥的标识符 意味着CA可以有多个公钥 通过该标识可以区分是用CA的哪个私钥签署的证书 这意味着证书路径中间可以存在自发行证书 通过该扩展可以辅助选择是CA的哪张证书两种表示方法 一是用CA证书中 SubjectKeyIdentifier 扩展项的值 而是用issuername serialNo 一般用 SubjectKeyIdentifier 除自签证书外 CA签发的每张证书都必须携带该扩展项目 以用于路径验证 举例如下 标准扩展项 SubjectKeyIdentifier SubjectKeyIdentifier 证书中所包含的公钥的标识 不论是CA还是endentity 都有可
16、能会有多个公钥 多个证书 该标识可以表示 区分是哪个公钥 证书 CA证书 证书扩展项中basicconstraint中cA为true 必须包含该扩展CA签发的证书中的AuthorityKeyIndentifier选项中与该CA的证书中的SubjectKeyIdentifier必须一致SubjectKeyIdentifier和AuthorityKeyIndentifier生成方法SHA1 subjectPublicKey 160bit 20Byte0100b SHA1 subjectPublicKey 前60bit 64bit 8byte单调递增的正整数序列 标准扩展项 KeyUsage KeyUsage 该扩展用于指示证书中公钥的用途 加密 签名 证书签名等等 该扩展也指示了证书中公钥的使用限制 比如当RSA密钥仅用于验证除公共密钥证书和CRL以外的对象上的签名时 将声明digitalSignature和 或NonRepudiation位 格式定义 标准扩展项 KeyUsage KeyUsage各个bit含义说明 标准扩展项 CertificatePolicies Certificat
