Создание центра сертификации#

(Nitrokey HSM 2 - macOS)

В этой статье показано, как настроить собственный частный центр сертификации на базе Nitrokey HSM. Этот центр сертификации не имеет автоматизации и не масштабируется. Для автоматизации и масштабирования можно обратиться к другим проектам с открытым исходным кодом.

Выбор криптографических алгоритмов#

Я предположу, что вы такой же параноик, как и я, поэтому я буду использовать следующую команду для генерации закрытых ключей:

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

Но если вы не такой параноик, как я, то можете смело выбирать следующие варианты:

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

Аналогично, в этой статье я буду использовать алгоритм sha512, но можно смело использовать и sha256.

Подготовка к запуску#

Для начала вам нужно выбрать каталог для хранения вашего CA.

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

Установите необходимые инструменты:

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

# Ubuntu
sudo apt-get install opensc gnutls-bin

Для Windows загрузите официальный релиз OpenSC и убедитесь, что вы установили p11tool, как описано. При использовании PowerShell большинство команд должно быть идентичным, если оба инструмента и их двоичные файлы находятся в вашем PATH.

Создание корневого центра сертификации#

Мы начнем с генерации закрытого ключа для центра сертификации непосредственно на Nitrokey HSM. Это позволяет нам использовать закрытый ключ в будущем, но не иметь к нему доступа.

# 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

Обратите внимание на идентификационный номер (e0161cc8b6f5d66ac6835ecdecb623fc0506a675), он нам понадобится позже.

Если в будущем вам понадобится идентификатор, вы можете перечислить ключи на Nitrokey HSM:

pkcs11-tool -O

Нам нужно создать файл конфигурации для генерации самоподписанного публичного сертификата.

vim create_root_cert.ini

Заполните запрос информации в <угловых скобках> с информацией для вашего ЦА.

[ 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

Сгенерируйте самоподписанный открытый сертификат на основе закрытого ключа. Используйте значение id закрытого ключа, полученное ранее.

$ 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):

Убедитесь, что корневой сертификат был сгенерирован правильно. Убедитесь, что алгоритм подписи (Signature-Algorithm) соответствует выше и ниже. Убедитесь, что Issuer и Subject совпадают, все корневые сертификаты являются самоподписанными. Убедитесь, что Key Usage соответствует тому, что было в информации v3_ca в нашем конфигурационном файле.

$ 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

Создание промежуточного центра сертификации#

Мы продолжаем генерировать закрытый ключ для промежуточного центра сертификации непосредственно на Nitrokey HSM. Это позволяет нам использовать закрытый ключ в будущем, но не получать к нему доступ.

# 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

Обратите внимание на идентификационный номер (bcb48fe9b566ae61891aabbfde6a23d4ff3ab639), он нам понадобится позже.

Если в будущем вам понадобится идентификатор, вы можете перечислить ключи на Nitrokey HSM:

pkcs11-tool -O

Нам нужно создать файл конфигурации для генерации самоподписанного публичного сертификата.

vim create_intermediate_csr.ini

Заполните запрос информации в <угловых скобках> с информацией для вашего ЦА.

[ 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

Сгенерируйте запрос на подписание сертификата для промежуточного ЦС на основе закрытого ключа промежуточного ЦС. Используйте значение идентификатора закрытого ключа, указанное ранее.

$ 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):

Убедитесь, что CSR был создан правильно. Убедитесь в правильности темы. Убедитесь, что открытый ключ и алгоритм подписи верны.

$ 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

Нам нужно узнать полный PKCS#11 URI вашего закрытого ключа:

$ 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

В данном случае полный идентификатор PKCS#11 имеет следующий вид:

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

Теперь нам нужно создать файл конфигурации, чтобы использовать закрытый ключ корневого сертификата для подписи csr промежуточного сертификата.

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

Затем подпишите промежуточный сертификат с помощью корневого сертификата.

$ 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

Убедитесь, что корневой сертификат был сгенерирован правильно. Убедитесь, что Issuer и Subject отличаются и являются правильными. Убедитесь, что использование ключа соответствует конфигурационному файлу. Убедитесь, что алгоритм подписи выше и ниже правильный.

$ 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

Убедитесь, что промежуточный сертификат проверяется на соответствие корневому сертификату.

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

Создайте файл цепочки сертификатов:

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

Теперь у вас есть центр сертификации, поддерживаемый HSM.

Подписать сертификат сервера#

Теперь, когда у вас есть центр сертификации, вы, вероятно, хотели бы знать, как его использовать.

Создайте CSR обычным для вашего приложения способом. Правильное создание сертификата, включая SAN, для вашего конкретного приложения выходит за рамки данного документа.

Нам нужно узнать полный PKCS#11 URI вашего закрытого ключа:

$ 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

В данном случае полный идентификатор PKCS#11 имеет следующий вид:

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

Создайте файл конфигурации, чтобы использовать закрытый ключ промежуточного сертификата для подписи CSR ваших серверов.

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

Затем запустите openssl для подписи CSR сервера.

$ 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