Δημιουργία Αρχής Πιστοποιητικών

Nitrokey 3	Nitrokey Passkey	Nitrokey FIDO2	Nitrokey U2F	Nitrokey HSM 2	Nitrokey Pro 2	Έναρξη Nitrokey	Αποθήκευση Nitrokey 2
✓	⨯	⨯	⨯	✓	✓	✓	✓

Αυτό το άρθρο σας δείχνει πώς να ρυθμίσετε τη δική σας ιδιωτική αρχή πιστοποιητικών που υποστηρίζεται από ένα Nitrokey HSM. Αυτή η αρχή πιστοποιητικών δεν έχει αυτοματοποίηση και δεν κλιμακώνεται πραγματικά. Για την αυτοματοποίηση και την επεκτασιμότητα μπορείτε να ανατρέξετε σε άλλα έργα ανοικτού κώδικα.

Επιλογή κρυπτογραφικών αλγορίθμων

Θα υποθέσω ότι είστε το ίδιο παρανοϊκοί με εμένα, οπότε θα χρησιμοποιήσω την ακόλουθη εντολή για τη δημιουργία ιδιωτικών κλειδιών:

pkcs11-tool -l --keypairgen --key-type EC:secp384r1 --label root

Αλλά, αν είστε λιγότερο παρανοϊκοί από εμένα, μπορείτε να επιλέξετε με ασφάλεια τις ακόλουθες επιλογές:

pkcs11-tool -l --keypairgen --key-type EC:secp256r1 --label root
pkcs11-tool -l --keypairgen --key-type rsa:4096 --label root

Ομοίως, θα χρησιμοποιήσω τον αλγόριθμο sha512 σε όλο αυτό το άρθρο, αλλά ο sha256 μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια.

Προετοιμασία για την έναρξη

Αρχικά, πρέπει να επιλέξετε έναν κατάλογο για να αποθηκεύσετε την CA σας.

pki_dir=/opt/certificate-authority
mkdir $pki_dir
cd $pki_dir
mkdir certs config crl newcerts intermediate intermediate/certs intermediate/crl intermediate/csr intermediate/newcerts
touch index.txt intermediate/index.txt
cd config

Εγκαταστήστε τα απαραίτητα εργαλεία:

# Arch Linux
pacman -S community/opensc community/libp11

# Ubuntu
sudo apt-get install opensc gnutls-bin

Για τα Windows κατεβάστε τις επίσημες εκδόσεις OpenSC και βεβαιωθείτε ότι έχετε εγκαταστήσει το p11tool όπως περιγράφεται. Χρησιμοποιώντας το PowerShell οι περισσότερες εντολές θα πρέπει να είναι πανομοιότυπες εφόσον και τα δύο εργαλεία και τα δυαδικά τους αρχεία βρίσκονται μέσα στο PATH.

Δημιουργία της αρχής πιστοποιητικού ρίζας

Ξεκινάμε με τη δημιουργία του ιδιωτικού κλειδιού για την αρχή πιστοποιητικών απευθείας στο Nitrokey HSM. Αυτό μας επιτρέπει να χρησιμοποιούμε το ιδιωτικό κλειδί στο μέλλον, αλλά όχι να έχουμε πρόσβαση σε αυτό.

# Generate private key on HSM
$ pkcs11-tool -l --keypairgen --key-type EC:secp384r1 --label root
Using slot 0 with a present token (0x0)
Logging in to "SmartCard-HSM (UserPIN)".
Please enter User PIN:
Key pair generated:
Private Key Object; EC
  label:      root
  ID:         e0161cc8b6f5d66ac6835ecdecb623fc0506a675
  Usage:      sign, derive
  Access:     none
Public Key Object; EC  EC_POINT 384 bits
  EC_POINT:   046104c1e7b40e1ef9e5d47399aeeda695026c9eb626462059eb696e8f2b647b42d64ac3b7fc7a5b31aa3edf9bce46b2cdcf8e5d190b13601d3d14ffb119c8cf60033c6b78ba579b85113ca536eef1cf85ba418ff0110a56ec881b329e0562e090a3e7
  EC_PARAMS:  06052b81040022
  label:      root
  ID:         e0161cc8b6f5d66ac6835ecdecb623fc0506a675
  Usage:      verify, derive
  Access:     none

Σημειώστε τον αριθμό ID (e0161cc8b6f5d66ac6835ecdecb623fc0506a675), θα τον χρειαστούμε αργότερα.

Αν χρειαστείτε την ταυτότητα στο μέλλον, μπορείτε να καταχωρίσετε τα κλειδιά στο Nitrokey HSM:

pkcs11-tool -O

Πρέπει να δημιουργήσουμε ένα αρχείο ρυθμίσεων για να δημιουργήσουμε ένα αυτο-υπογεγραμμένο δημόσιο πιστοποιητικό.

vim create_root_cert.ini

Συμπληρώστε τις πληροφορίες αίτησης σε <αγκύλες> με πληροφορίες για την CA σας.

[ ca ]
# `man ca`
default_ca = CA_default

[ CA_default ]
# Directory and file locations.
dir               = /opt/certificate-authority
certs             = $dir/certs
crl_dir           = $dir/crl
new_certs_dir     = $dir/newcerts
database          = $dir/index.txt
serial            = $dir/serial

# SHA-1 is deprecated, so use SHA-2 instead.
default_md        = sha512

name_opt          = ca_default
cert_opt          = ca_default
default_days      = 375
preserve          = no
policy            = policy_strict

[ policy_strict ]
# The root CA should only sign intermediate certificates that match.
# See the POLICY FORMAT section of `man ca`.
countryName             = match
stateOrProvinceName     = match
organizationName        = match
organizationalUnitName  = optional
commonName              = supplied
emailAddress            = optional

[ req ]
# Options for the `req` tool (`man req`).
default_bits        = 4096
distinguished_name  = req_distinguished_name
string_mask         = utf8only
prompt              = no

# SHA-1 is deprecated, so use SHA-2 instead.
default_md          = sha512

[ req_distinguished_name ]
C                   = <two lettter country>
ST                  = <full state name>
O                   = <your company>
OU                  = <your company> Certificate Authority
CN                  = <your company> Root CA

[ v3_ca ]
# Extensions for a typical CA (`man x509v3_config`).
subjectKeyIdentifier = hash
authorityKeyIdentifier = keyid:always,issuer
basicConstraints = critical, CA:true
keyUsage = critical, digitalSignature, cRLSign, keyCertSign

Δημιουργήστε το αυτο-υπογεγραμμένο δημόσιο πιστοποιητικό από το ιδιωτικό κλειδί. Χρησιμοποιήστε την τιμή id του ιδιωτικού κλειδιού από προηγουμένως.

$ openssl req -config create_root_cert.ini -engine pkcs11 -keyform engine -key e0161cc8b6f5d66ac6835ecdecb623fc0506a675 -new -x509 -days 3650 -sha512 -extensions v3_ca -out ../certs/root.crt
engine "pkcs11" set.
Enter PKCS#11 token PIN for SmartCard-HSM (UserPIN):

Βεβαιωθείτε ότι το πιστοποιητικό ρίζας δημιουργήθηκε σωστά. Επαληθεύστε ότι ο Αλγόριθμος υπογραφής ταιριάζει με τα παραπάνω και τα παρακάτω. Επαληθεύστε ότι ο εκδότης και το θέμα ταιριάζουν, όλα τα πιστοποιητικά ρίζας είναι αυτουπογεγραμμένα. Επαληθεύστε ότι το Key Usage ταιριάζει με αυτό που υπήρχε στις πληροφορίες v3_ca στο αρχείο ρυθμίσεων.

$ openssl x509 -noout -text -in ../certs/root.crt
Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Serial Number:
            25:ac:e1:36:75:67:26:1d:bb:96:4b:84:c2:2d:83:25:7b:cc:e0:e5
        Signature Algorithm: ecdsa-with-SHA512
        Issuer: C = US, ST = My State, O = My Company, OU = My Company Certificate Authority, CN = My Company Root CA
        Validity
            Not Before: Aug 18 20:13:20 2020 GMT
            Not After : Aug 16 20:13:20 2030 GMT
        Subject: C = US, ST = My State, O = My Company, OU = My Company Certificate Authority, CN = My Company Root CA
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: id-ecPublicKey
                Public-Key: (384 bit)
                pub:
                    04:c1:e7:b4:0e:1e:f9:e5:d4:73:99:ae:ed:a6:95:
                    02:6c:9e:b6:26:46:20:59:eb:69:6e:8f:2b:64:7b:
                    42:d6:4a:c3:b7:fc:7a:5b:31:aa:3e:df:9b:ce:46:
                    b2:cd:cf:8e:5d:19:0b:13:60:1d:3d:14:ff:b1:19:
                    c8:cf:60:03:3c:6b:78:ba:57:9b:85:11:3c:a5:36:
                    ee:f1:cf:85:ba:41:8f:f0:11:0a:56:ec:88:1b:32:
                    9e:05:62:e0:90:a3:e7
                ASN1 OID: secp384r1
                NIST CURVE: P-384
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Key Identifier:
                F1:FA:61:75:0B:AC:3C:95:97:EF:73:3C:3F:38:22:B1:DB:D9:BF:41
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:F1:FA:61:75:0B:AC:3C:95:97:EF:73:3C:3F:38:22:B1:DB:D9:BF:41

            X509v3 Basic Constraints: critical
                CA:TRUE
            X509v3 Key Usage: critical
                Digital Signature, Certificate Sign, CRL Sign
    Signature Algorithm: ecdsa-with-SHA512
         30:64:02:30:53:b8:b6:5a:41:4b:4f:6a:d1:a6:76:88:df:13:
         d6:da:c7:48:aa:8b:aa:ff:13:6c:d1:00:53:90:92:b5:71:57:
         eb:d0:bf:3e:5d:2e:62:c0:3e:40:0f:64:25:a5:92:0f:02:30:
         15:0a:19:d5:a2:09:86:d8:9d:07:67:71:c3:84:f2:6b:90:20:
         2d:29:10:9e:4c:73:7a:55:56:4b:dc:fe:8d:3f:f0:9c:20:e1:
         5a:74:fb:41:86:ad:a4:66:61:74:d7:fd

Δημιουργία της ενδιάμεσης αρχής πιστοποιητικών

Συνεχίζουμε με τη δημιουργία του ιδιωτικού κλειδιού για την ενδιάμεση αρχή πιστοποιητικών απευθείας στο Nitrokey HSM. Αυτό μας επιτρέπει να χρησιμοποιούμε το ιδιωτικό κλειδί στο μέλλον, αλλά όχι να έχουμε πρόσβαση σε αυτό.

# Generate private key on HSM
$ pkcs11-tool -l --keypairgen --key-type EC:secp384r1 --label intermediate
Using slot 0 with a present token (0x0)
Logging in to "SmartCard-HSM (UserPIN)".
Please enter User PIN:
Key pair generated:
Private Key Object; EC
  label:      intermediate
  ID:         bcb48fe9b566ae61891aabbfde6a23d4ff3ab639
  Usage:      sign, derive
  Access:     none
Public Key Object; EC  EC_POINT 384 bits
  EC_POINT:   046104d0fb5c0cd10c0b6e4d0f6986755824b624ec9fcd8ff9ae5f0109fe6ff3ad887ca760717da894f3ff84dc8c24fe8c93b0cd840a6aa941bb2866c061cef60e47b893d71852b50d6762af10c951426e55ec8925a6cd83aeae1730311108afdbcdee
  EC_PARAMS:  06052b81040022
  label:      intermediate
  ID:         bcb48fe9b566ae61891aabbfde6a23d4ff3ab639
  Usage:      verify, derive
  Access:     none

Σημειώστε τον αριθμό ID (bcb48fe9b566ae61891aabbfde6a23d4ff3ab639), θα τον χρειαστούμε αργότερα.

Αν χρειαστείτε την ταυτότητα στο μέλλον, μπορείτε να καταχωρίσετε τα κλειδιά στο Nitrokey HSM:

pkcs11-tool -O

Πρέπει να δημιουργήσουμε ένα αρχείο ρυθμίσεων για να δημιουργήσουμε ένα αυτο-υπογεγραμμένο δημόσιο πιστοποιητικό.

vim create_intermediate_csr.ini

Συμπληρώστε τις πληροφορίες αίτησης σε <αγκύλες> με πληροφορίες για την CA σας.

[ req ]
# Options for the `req` tool (`man req`).
default_bits        = 4096
distinguished_name  = req_distinguished_name
string_mask         = utf8only
prompt              = no

# SHA-1 is deprecated, so use SHA-2 instead.
[ v3_ca ]
# Extensions for a typical CA (`man x509v3_config`).
subjectKeyIdentifier = hash
authorityKeyIdentifier = keyid:always,issuer
basicConstraints = critical, CA:true
keyUsage = critical, digitalSignature, cRLSign, keyCertSign
default_md          = sha512

[ req_distinguished_name ]
C                   = <two lettter country>
ST                  = <full state name>
O                   = <your company>
OU                  = <your company> Certificate Authority
CN                  = <your company> Intermediate CA

Δημιουργήστε την αίτηση υπογραφής πιστοποιητικού για την ενδιάμεση CA από το ιδιωτικό κλειδί της ενδιάμεσης CA. Χρησιμοποιήστε την τιμή αναγνωριστικού ιδιωτικού κλειδιού από προηγουμένως.

$ openssl req -config create_intermediate_csr.ini -engine pkcs11 -keyform engine -key bcb48fe9b566ae61891aabbfde6a23d4ff3ab639 -new -sha512 -out ../intermediate/csr/intermediate.csr
engine "pkcs11" set.
Enter PKCS#11 token PIN for SmartCard-HSM (UserPIN):

Βεβαιωθείτε ότι το CSR δημιουργήθηκε σωστά. Επαληθεύστε ότι το Θέμα είναι σωστό. Βεβαιωθείτε ότι το Δημόσιο κλειδί και ο αλγόριθμος υπογραφής είναι σωστά.

$ openssl req -text -noout -verify -in ../intermediate/csr/intermediate.csr
verify OK
Certificate Request:
    Data:
        Version: 1 (0x0)
        Subject: C = US, ST = My State, O = My Company, OU = My Company Certificate Authority, CN = My Company Intermediate CA
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: id-ecPublicKey
                Public-Key: (384 bit)
                pub:
                    04:d0:fb:5c:0c:d1:0c:0b:6e:4d:0f:69:86:75:58:
                    24:b6:24:ec:9f:cd:8f:f9:ae:5f:01:09:fe:6f:f3:
                    ad:88:7c:a7:60:71:7d:a8:94:f3:ff:84:dc:8c:24:
                    fe:8c:93:b0:cd:84:0a:6a:a9:41:bb:28:66:c0:61:
                    ce:f6:0e:47:b8:93:d7:18:52:b5:0d:67:62:af:10:
                    c9:51:42:6e:55:ec:89:25:a6:cd:83:ae:ae:17:30:
                    31:11:08:af:db:cd:ee
                ASN1 OID: secp384r1
                NIST CURVE: P-384
        Attributes:
            a0:00
    Signature Algorithm: ecdsa-with-SHA512
         30:64:02:30:6a:1d:75:8b:59:99:2c:a8:5d:a0:7f:02:7d:9a:
         aa:40:74:7a:65:20:03:6b:bc:65:fb:7d:d1:7f:5b:24:ae:6f:
         40:16:ac:82:0b:80:9b:81:f9:d9:64:ea:0f:41:4c:d7:02:30:
         4d:28:7f:e3:76:52:c7:10:e1:bd:b7:2e:ea:65:78:41:0c:96:
         50:5f:e9:1f:be:18:ac:14:ba:65:3f:b0:2a:f4:0f:d0:56:ab:
         d0:8c:bf:d0:92:9e:f6:e5:f6:8a:af:a5

Πρέπει να βρούμε το πλήρως αναγνωρισμένο URI PKCS#11 για το ιδιωτικό σας κλειδί:

$ p11tool --list-all
warning: no token URL was provided for this operation; the available tokens are:

pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00

$ p11tool --login --list-all pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00
Token 'SmartCard-HSM (UserPIN)' with URL 'pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00' requires user PIN
Enter PIN:
Object 0:
        URL: pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%E0%16%1C%C8%B6%F5%D6%6A%C6%83%5E%CD%EC%B6%23%FC%05%06%A6%75;object=root;type=private
        Type: Private key (EC/ECDSA-SECP384R1)
        Label: root
        Flags: CKA_PRIVATE; CKA_NEVER_EXTRACTABLE; CKA_SENSITIVE;
        ID: e0:16:1c:c8:b6:f5:d6:6a:c6:83:5e:cd:ec:b6:23:fc:05:06:a6:75

Object 1:
        URL: pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%E0%16%1C%C8%B6%F5%D6%6A%C6%83%5E%CD%EC%B6%23%FC%05%06%A6%75;object=root;type=public
        Type: Public key (EC/ECDSA-SECP384R1)
        Label: root
        ID: e0:16:1c:c8:b6:f5:d6:6a:c6:83:5e:cd:ec:b6:23:fc:05:06:a6:75

Object 2:
        URL: pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%BC%B4%8F%E9%B5%66%AE%61%89%1A%AB%BF%DE%6A%23%D4%FF%3A%B6%39;object=intermediate;type=private
        Type: Private key (EC/ECDSA-SECP384R1)
        Label: intermediate
        Flags: CKA_PRIVATE; CKA_NEVER_EXTRACTABLE; CKA_SENSITIVE;
        ID: bc:b4:8f:e9:b5:66:ae:61:89:1a:ab:bf:de:6a:23:d4:ff:3a:b6:39

Object 3:
        URL: pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%BC%B4%8F%E9%B5%66%AE%61%89%1A%AB%BF%DE%6A%23%D4%FF%3A%B6%39;object=intermediate;type=public
        Type: Public key (EC/ECDSA-SECP384R1)
        Label: intermediate
        ID: bc:b4:8f:e9:b5:66:ae:61:89:1a:ab:bf:de:6a:23:d4:ff:3a:b6:39

Σε αυτή την περίπτωση, το πλήρως προσδιορισμένο URI PKCS#11 είναι:

pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%E0%16%1C%C8%B6%F5%D6%6A%C6%83%5E%CD%EC%B6%23%FC%05%06%A6%75;object=root;type=private

Τώρα, πρέπει να δημιουργήσουμε ένα αρχείο ρυθμίσεων για να χρησιμοποιήσουμε το ιδιωτικό κλειδί του ριζικού πιστοποιητικού για να υπογράψουμε το csr του ενδιάμεσου πιστοποιητικού.

vim sign_intermediate_csr.ini

[ ca ]
# `man ca`
default_ca = CA_default

[ CA_default ]
# Directory and file locations.
dir               = /opt/certificate-authority
certs             = $dir/certs
crl_dir           = $dir/crl
new_certs_dir     = $dir/newcerts
database          = $dir/index.txt
serial            = $dir/serial

# The root key and root certificate.
private_key       = pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%E0%16%1C%C8%B6%F5%D6%6A%C6%83%5E%CD%EC%B6%23%FC%05%06%A6%75;object=root;type=private
certificate       = ../certs/root.crt

# SHA-1 is deprecated, so use SHA-2 instead.
default_md        = sha512

name_opt          = ca_default
cert_opt          = ca_default
default_days      = 375
preserve          = no
policy            = policy_loose

[ policy_loose ]
# Allow the intermediate CA to sign a more diverse range of certificates.
# See the POLICY FORMAT section of the `ca` man page.
countryName             = optional
stateOrProvinceName     = optional
localityName            = optional
organizationName        = optional
organizationalUnitName  = optional
commonName              = supplied
emailAddress            = optional

[ v3_intermediate_ca ]
# Extensions for a typical intermediate CA (`man x509v3_config`).
subjectKeyIdentifier = hash
authorityKeyIdentifier = keyid:always,issuer
basicConstraints = critical, CA:true, pathlen:0
keyUsage = critical, digitalSignature, cRLSign, keyCertSign

Στη συνέχεια, υπογράψτε το ενδιάμεσο πιστοποιητικό με το πιστοποιητικό ρίζας.

$ openssl ca -config sign_intermediate_csr.ini -engine pkcs11 -keyform engine -extensions v3_intermediate_ca -days 1825 -notext -md sha512 -create_serial -in ../intermediate/csr/intermediate.csr -out ../intermediate/certs/intermediate.crt
engine "pkcs11" set.
Using configuration from sign_intermediate_csr.ini
Enter PKCS#11 token PIN for SmartCard-HSM (UserPIN):
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
        Serial Number:
            35:47:4d:05:12:cc:e1:a8:b6:bf:dd:3e:c8:29:7b:18:c0:a1:5c:68
        Validity
            Not Before: Aug 18 20:44:17 2020 GMT
            Not After : Aug 17 20:44:17 2025 GMT
        Subject:
            countryName               = US
            stateOrProvinceName       = My State
            organizationName          = My Company
            organizationalUnitName    = My Company Certificate Authority
            commonName                = My Company Intermediate CA
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Key Identifier:
                1D:4F:E5:ED:11:42:9A:AC:25:E4:51:A3:42:67:97:39:A0:10:AE:82
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:F1:FA:61:75:0B:AC:3C:95:97:EF:73:3C:3F:38:22:B1:DB:D9:BF:41

            X509v3 Basic Constraints: critical
                CA:TRUE, pathlen:0
            X509v3 Key Usage: critical
                Digital Signature, Certificate Sign, CRL Sign
Certificate is to be certified until Aug 17 20:44:17 2025 GMT (1825 days)
Sign the certificate? [y/n]:y


1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]y
Write out database with 1 new entries
Data Base Updated

Βεβαιωθείτε ότι το πιστοποιητικό ρίζας δημιουργήθηκε σωστά. Βεβαιωθείτε ότι ο Εκδότης και το Θέμα είναι διαφορετικά και σωστά. Επαληθεύστε ότι η χρήση κλειδιού ταιριάζει με το αρχείο ρυθμίσεων. Επαληθεύστε ότι ο αλγόριθμος υπογραφής είναι σωστός πάνω και κάτω.

$ openssl x509 -noout -text -in ../intermediate/certs/intermediate.crt
Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Serial Number:
            35:47:4d:05:12:cc:e1:a8:b6:bf:dd:3e:c8:29:7b:18:c0:a1:5c:68
        Signature Algorithm: ecdsa-with-SHA512
        Issuer: C = US, ST = My State, O = My Company, OU = My Company Certificate Authority, CN = My Company Root CA
        Validity
            Not Before: Aug 18 20:44:17 2020 GMT
            Not After : Aug 17 20:44:17 2025 GMT
        Subject: C = US, ST = My State, O = My Company, OU = My Company Certificate Authority, CN = My Company Intermediate CA
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: id-ecPublicKey
                Public-Key: (384 bit)
                pub:
                    04:d0:fb:5c:0c:d1:0c:0b:6e:4d:0f:69:86:75:58:
                    24:b6:24:ec:9f:cd:8f:f9:ae:5f:01:09:fe:6f:f3:
                    ad:88:7c:a7:60:71:7d:a8:94:f3:ff:84:dc:8c:24:
                    fe:8c:93:b0:cd:84:0a:6a:a9:41:bb:28:66:c0:61:
                    ce:f6:0e:47:b8:93:d7:18:52:b5:0d:67:62:af:10:
                    c9:51:42:6e:55:ec:89:25:a6:cd:83:ae:ae:17:30:
                    31:11:08:af:db:cd:ee
                ASN1 OID: secp384r1
                NIST CURVE: P-384
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Key Identifier:
                1D:4F:E5:ED:11:42:9A:AC:25:E4:51:A3:42:67:97:39:A0:10:AE:82
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:F1:FA:61:75:0B:AC:3C:95:97:EF:73:3C:3F:38:22:B1:DB:D9:BF:41

            X509v3 Basic Constraints: critical
                CA:TRUE, pathlen:0
            X509v3 Key Usage: critical
                Digital Signature, Certificate Sign, CRL Sign
    Signature Algorithm: ecdsa-with-SHA512
         30:66:02:31:00:9a:6e:08:d2:d6:3a:29:f6:ba:0c:4c:3a:f4:
         af:40:5e:e0:71:f2:bc:e4:47:f5:b4:ee:10:d7:27:b1:25:0b:
         4b:09:78:a1:b8:f2:b8:71:c5:4e:41:33:8e:64:db:ec:eb:02:
         31:00:fc:39:26:c2:ad:7b:3c:ab:75:06:34:02:47:79:40:31:
         1d:eb:17:ad:32:10:67:97:37:6f:7f:3c:ce:3e:12:3c:e9:7c:
         fa:43:3e:34:5d:5e:f4:f3:2f:fd:6a:2f:14:da

Επαληθεύστε ότι το ενδιάμεσο πιστοποιητικό επαληθεύεται έναντι του πιστοποιητικού ρίζας.

$ openssl verify -CAfile ../certs/root.crt ../intermediate/certs/intermediate.crt
../intermediate/certs/intermediate.crt: OK

Δημιουργήστε ένα αρχείο αλυσίδας πιστοποιητικών:

cat ../intermediate/certs/intermediate.crt ../certs/root.crt > ../intermediate/certs/chain.crt

Τώρα έχετε μια αρχή πιστοποιητικών που υποστηρίζεται από μια HSM.

Υπογραφή πιστοποιητικού διακομιστή

Τώρα που έχετε μια αρχή πιστοποιητικών, θα θέλατε πιθανώς να μάθετε πώς να τη χρησιμοποιείτε.

Δημιουργήστε μια CSR με τη συνήθη μέθοδο για την εφαρμογή σας. Η ορθή δημιουργία του πιστοποιητικού σας, συμπεριλαμβανομένου του SAN, για τη συγκεκριμένη εφαρμογή σας είναι εκτός του πεδίου εφαρμογής αυτού του εγγράφου.

Πρέπει να βρούμε το πλήρως αναγνωρισμένο URI PKCS#11 για το ιδιωτικό σας κλειδί:

$ p11tool --list-all
warning: no token URL was provided for this operation; the available tokens are:

*pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00*

$ p11tool --login --list-all pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00
Token 'SmartCard-HSM (UserPIN)' with URL 'pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00' requires user PIN
Enter PIN:
Object 0:
        URL: pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%E0%16%1C%C8%B6%F5%D6%6A%C6%83%5E%CD%EC%B6%23%FC%05%06%A6%75;object=root;type=private
        Type: Private key (EC/ECDSA-SECP384R1)
        Label: root
        Flags: CKA_PRIVATE; CKA_NEVER_EXTRACTABLE; CKA_SENSITIVE;
        ID: e0:16:1c:c8:b6:f5:d6:6a:c6:83:5e:cd:ec:b6:23:fc:05:06:a6:75

Object 1:
        URL: pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%E0%16%1C%C8%B6%F5%D6%6A%C6%83%5E%CD%EC%B6%23%FC%05%06%A6%75;object=root;type=public
        Type: Public key (EC/ECDSA-SECP384R1)
        Label: root
        ID: e0:16:1c:c8:b6:f5:d6:6a:c6:83:5e:cd:ec:b6:23:fc:05:06:a6:75

Object 2:
        URL: pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%BC%B4%8F%E9%B5%66%AE%61%89%1A%AB%BF%DE%6A%23%D4%FF%3A%B6%39;object=intermediate;type=private
        Type: Private key (EC/ECDSA-SECP384R1)
        Label: intermediate
        Flags: CKA_PRIVATE; CKA_NEVER_EXTRACTABLE; CKA_SENSITIVE;
        ID: bc:b4:8f:e9:b5:66:ae:61:89:1a:ab:bf:de:6a:23:d4:ff:3a:b6:39

Object 3:
        URL: pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%BC%B4%8F%E9%B5%66%AE%61%89%1A%AB%BF%DE%6A%23%D4%FF%3A%B6%39;object=intermediate;type=public
        Type: Public key (EC/ECDSA-SECP384R1)
        Label: intermediate
        ID: bc:b4:8f:e9:b5:66:ae:61:89:1a:ab:bf:de:6a:23:d4:ff:3a:b6:39

Σε αυτή την περίπτωση, το πλήρως προσδιορισμένο URI PKCS#11 είναι:

pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%BC%B4%8F%E9%B5%66%AE%61%89%1A%AB%BF%DE%6A%23%D4%FF%3A%B6%39;object=intermediate;type=private

Δημιουργήστε ένα αρχείο ρυθμίσεων για τη χρήση του ιδιωτικού κλειδιού του ενδιάμεσου πιστοποιητικού για την υπογραφή των CSR των διακομιστών σας.

vim sign_server_csrs.ini

[ ca ]
# `man ca`
default_ca = CA_default

[ CA_default ]
# Directory and file locations.
dir               = /opt/certificate-authority/intermediate
certs             = $dir/certs
crl_dir           = $dir/crl
new_certs_dir     = $dir/newcerts
database          = $dir/index.txt
serial            = $dir/serial

# The root key and root certificate.
private_key       = pkcs11:model=PKCS%2315%20emulated;manufacturer=www.CardContact.de;serial=DENK0104068;token=SmartCard-HSM%20%28UserPIN%29%00%00%00%00%00%00%00%00%00;id=%BC%B4%8F%E9%B5%66%AE%61%89%1A%AB%BF%DE%6A%23%D4%FF%3A%B6%39;object=intermediate;type=private
certificate       = $dir/certs/intermediate.crt

# SHA-1 is deprecated, so use SHA-2 instead.
default_md        = sha512

name_opt          = ca_default
cert_opt          = ca_default
default_days      = 375
preserve          = no
policy            = policy_loose

[ policy_loose ]
# Allow the intermediate CA to sign a more diverse range of certificates.
# See the POLICY FORMAT section of the `ca` man page.
countryName             = optional
stateOrProvinceName     = optional
localityName            = optional
organizationName        = optional
organizationalUnitName  = optional
commonName              = supplied
emailAddress            = optional

[ server_cert ]
# Extensions for server certificates (`man x509v3_config`).
basicConstraints = CA:FALSE
nsCertType = server
nsComment = "OpenSSL Generated Server Certificate"
subjectKeyIdentifier = hash
authorityKeyIdentifier = keyid,issuer:always
keyUsage = critical, digitalSignature, keyEncipherment
extendedKeyUsage = serverAuth

Στη συνέχεια, εκτελέστε το openssl για να υπογράψετε το CSR του διακομιστή.

$ openssl ca -config sign_server_csrs.ini -engine pkcs11 -keyform engine -extensions server_cert -days 375 -notext -md sha512 -create_serial -in server_cert.csr -out server_cert.crt
engine "pkcs11" set.
Using configuration from sign_server_csrs.ini
Enter PKCS#11 token PIN for SmartCard-HSM (UserPIN):
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
        Serial Number:
            40:7f:dc:90:b0:3a:1b:fb:d3:e2:74:8d:40:28:a8:12:f7:7e:c3:74
        Validity
            Not Before: Aug 18 21:32:42 2020 GMT
            Not After : Aug 28 21:32:42 2021 GMT
        Subject:
            countryName               = US
            stateOrProvinceName       = My State
            organizationName          = My Company
            organizationalUnitName    = media
            commonName                = media
        X509v3 extensions:
            X509v3 Basic Constraints:
                CA:FALSE
            Netscape Cert Type:
                SSL Server
            Netscape Comment:
                OpenSSL Generated Server Certificate
            X509v3 Subject Key Identifier:
                26:89:19:95:6C:93:8C:DD:6E:AA:61:D5:C0:E6:78:CC:F1:47:64:FC
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:1D:4F:E5:ED:11:42:9A:AC:25:E4:51:A3:42:67:97:39:A0:10:AE:82
                DirName:/C=US/ST=My State/O=My Company/OU=My Company Certificate Authority/CN=My Company Root CA
                serial:35:47:4D:05:12:CC:E1:A8:B6:BF:DD:3E:C8:29:7B:18:C0:A1:5C:68

            X509v3 Key Usage: critical
                Digital Signature, Key Encipherment
            X509v3 Extended Key Usage:
                TLS Web Server Authentication
Certificate is to be certified until Aug 28 21:32:42 2021 GMT (375 days)
Sign the certificate? [y/n]:y


1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]y
Write out database with 1 new entries
Data Base Updated

Αναφορές

Χρησιμοποίησα τις ακόλουθες πηγές για να βοηθήσω στη σύνταξη αυτού του εγγράφου.

• Πώς να αρχικοποιήσετε το Nitrokey HSM

• Πώς να δημιουργήσετε μια ριζική και μια ενδιάμεση CA

• Πώς να διασφαλίσετε ότι οι σειριακοί αριθμοί των πιστοποιητικών της ενδιάμεσης CA και του διακομιστή σας είναι σύμφωνοι με τις προδιαγραφές

• Πώς να δημιουργήσετε ιδιωτικά κλειδιά ECC

• Πώς να βρείτε το URI PCKS11 από το HSM σας

• Επίλυση προβλημάτων (φόρουμ)

Αυτό το έγγραφο γράφτηκε αρχικά από τον lyntux