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SSL-Zertifikate

Alternative: http://wiki.excito.org/wiki/index.php/Be_your_own_CA

Quelle: http://www.howtoforge.de/anleitung/howto-selbstsigniertes-ssl-zertifikat-erstellen/

Wer kennt es nicht, man möchte gerne seinen Mailserver oder Webserver absichern mit SSL, weiß aber nicht wie man die SSL Zertifikate erstellen soll. Durch das Benutzen von SSL wird die Kommunikation zwischen Client und Server verschlüsselt. Dadurch werden alle Daten verschlüsselt übertragen. Der Vorteil selbstsignierter Zertifikate gegenüber gekauften ist ganz einfach, sie kosten NICHTS! Um dies zu bewerkstelligen, benötigt man Openssl und in unserem Fall Linux. In diesem Howto wird ein Debian Lenny 64Bit benutzt. Geht aber genau so mit anderen Distribution und Debian Versionen. Theoretisch würde es auch mit Windows funktionieren - wird hier aber nicht näher behandelt :p

Das Ziel dieses Howto ist es, dass man am Schluss eine Zertifizierungsstelle (Root CA) besitzt, mit der man beliebig viele selbst signierte Zertifikate erstellen kann.

Voraussetzungen

Openssl installieren

Damit wir überhaupt SSL Zertifikate erstellen können, müssen wir OpenSSL installieren. Installiert OpenSSL mit folgendem Befehl: 

aptitude install openssl

Benötigte Dateien und Ordner erstellen

Als erstes müssen wir eine Zertifizierungsstelle (Root CA) erstellen. Diese wird benötigt damit wir unsere Zertifikate mit uns selber signieren können. Nur so haben wir gültige Zertifikate.

Erstellt die folgenden Ordner und Dateien in eurem home Verzeichnis. 

 cd /home/username
 mkdir CA
 cd CA
 mkdir newcerts private

Das CA Verzeichnis hat folgenden Inhalt:

Es ist zudem unser Arbeitsverzeichnis wen wir Zertifikate erstellen und signieren.

Das CA/newcerts Verzeichnis beinhaltet:

Das CA/private Verzeichnis beinhaltet:

Dieser Schlüssel ist sehr wichtig! Ohne diesen Schlüssel kann man keine Zertifikate signieren oder erneuern! Verliert ihn also auf keinen Fall! Zudem passt auf das dieser Schlüssel nur durch Root gelesen werden kann und nicht in falsche Hände kommt! Ansonsten könnt ihr alle Zertifikate zurückziehen und von vorne anfangen.

Beim nächsten Schritt erstellen wir 2 Dateien, die zum Signieren der Zertifikate benötigt werden: 

echo '01' >serial
touch index.txt

Konfigurationsdatei erstellen

Erstellt eine neue Konfigurationsdatei “openssl.cnf”. 

vim /home/username/CA/openssl.cnf

mit folgendem Inhalt: 

#
# OpenSSL configuration file.
#

# Establish working directory.

dir                     = .

Root CA Zertifikat erstellen

Jetzt können wir mit dem Erstellen des Root CA Zertifikats beginnen. Aber zuerst noch ein paar Details zur Konfiguration.

Die Konfigurationsdatei ist dazu da, dass man nicht so viele Parameter in der Kommandozeile eingeben muss. Zudem ist die Konfigurationsdatei in Sektionen aufgeteilt, sie werden je nach Angabe von Kommandozeilen Argumenten, gelesen und verarbeitet. Ein Name in “Eckigen Klammern”, z.B “[ req ]“ zeigt, dass eine Sektion beginnt.

Wir benötigen nun eine Sektion zum Überprüfen der Zertifikate und eine Sektion, welche definiert welchen Typ Zertifikat wir erstellen möchten.

Füge Folgendes zu der neuen “openssl.cnf” hinzu: 

[ req ]
default_bits            = 1024                  # Size of keys
default_keyfile         = key.pem               # name of generated keys
default_md              = md5                   # message digest algorithm
string_mask             = nombstr               # permitted characters
distinguished_name      = req_distinguished_name

[ req_distinguished_name ]
# Variable name           Prompt string
#----------------------   ----------------------------------
0.organizationName      = Organization Name (company)
organizationalUnitName  = Organizational Unit Name (department, division)
emailAddress            = Email Address
emailAddress_max        = 40
localityName            = Locality Name (city, district)
stateOrProvinceName     = State or Province Name (full name)
countryName             = Country Name (2 letter code)
countryName_min         = 2
countryName_max         = 2
commonName              = Common Name (hostname, IP, or your name)
commonName_max          = 64

# Default values for the above, for consistency and less typing.
# Variable name                   Value
#------------------------------   ------------------------------
0.organizationName_default      = The Sample Company
localityName_default            = Basel
stateOrProvinceName_default     = Basel-Stadt
countryName_default             = CH

[ v3_ca ]
basicConstraints        = CA:TRUE
subjectKeyIdentifier    = hash
authorityKeyIdentifier  = keyid:always,issuer:always

Um sicherzustellen, dass unser CA-Zertifikat geschützt ist gegen unbefugte Nutzung, ist das Zertifikat passwortgeschützt. Jedesmal, wenn man ein Zertifikat mit dem CA- Zertifikat von uns signieren möchte, muss man ein Passwort eingeben.

Jetzt können wir unser selbstsigniertes Root-Zertifikat erstellen.

Benutzte Kommandzeilenoptionen:

(Ein Hinweis bezüglich der Gültigkeit des Root-Zertifikates: Wenn ein Root-Zertifikat abgelaufen ist, sind alle Zertifikate, welche mit dem Root-Zertifikat signiert sind, nicht mehr gültig! Deshalb ist unser Root-Zertifikat 10 Jahre gültig.)

Führt folgenden Befehl aus. Ihr werdet nach einem neuen Passwort gefragt, welches ihr 2 mal angeben müsst. Merkt euch das Passwort! Denn es wird benötigt, um eure Zertifikate zu signieren. 

openssl req -new -x509 -extensions v3_ca -keyout private/cakey.pem -out cacert.pem -days 3650 -config ./openssl.cnf

Ausgabe: 

Using configuration from ./openssl.cnf
Generating a 1024 bit RSA private key
.......++++++
..........................++++++
writing new private key to 'private/cakey.pem'
Enter PEM pass phrase:demo
Verifying password - Enter PEM pass phrase:demo
-----
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into 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 blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Organization Name (company) [Meine Firma]:
Organizational Unit Name (department, division) []:CA Division
Email Address []:ca@sample.com
Locality Name (city, district) [Basel]:
State or Province Name (full name) [Basel-Stadt]:
Country Name (2 letter code) [CH]:
Common Name (hostname, IP, or your name) []:Mein Root CA

Dies erstellt 2 Dateien:

cacert.pem ist die Datei, welche man den Clients verteilt, damit sie das Root-CA-Zertifikat manuell importieren können. Weiter unten gibt es noch eine Methode, wie man das CA-Zertifikat als Datei mit der Dateiendung “.crt” als Downloadlink anbieten kann. Dazu aber später mehr.

Um einzelne Ausschnitte aus dem Zertifkat anzusehen, kann man das mit folgenden Befehlen tun: 

openssl x509 -in cacert.pem -noout -text

oder 

openssl x509 -in cacert.pem -noout -dates

oder 

openssl x509 -in cacert.pem -noout -purpose

Serverzertifikat erstellen

Da wir jetzt ein Root-Zertifikat haben, können wir mit dem Erstellen des SSL-Server-Zertifikats für unsere SSL-Applikationen, wie z.B https, spop, simap oder stunnel beginnen. Zuerst erstellen wir einen privaten Schlüssel und ein Zertifikat-Request, diese signieren wir mit dem Root-Zertifikat, dadurch erhalten wir ein gültiges Zertifikat.

Unsere “openssl.cnf” benötigt jetzt ein paar weitere Sektionen, um Nicht-CA Zertifikate erstellen zu können.

Füge Folgendes ans Ende der Datei: 

[ v3_req ]
basicConstraints        = CA:FALSE
subjectKeyIdentifier    = hash

Um zu verhindern, dass wir jedesmal das Gleiche auf der Kommandozeile wiederholen müssen, füge Folgendes in die “[ req ]” Sektion nach “distinguished_name” ein: 

distinguished_name      = req_distinguished_name
req_extensions          = v3_req

Jetzt sind wir bereit, um unseren ersten Zertifikatrequest zu erstellen. In diesem Beispiel erstellen wir ein Zertifikat für einen sicheren Webserver mit der Domain secure.yourdomain.de. Alles sieht ziemlich ähnlich aus wie beim Root CA Zertifikat, abgesehen von 3 Eingaben, welche sich ändern im Zertifikatsrequest.

Der Common Name muss zwingend gleich sein wie der Server Name oder Domain Name, mit welchem die Clients auf die sichere Website zugreifen möchten. Wenn dieser Name nicht zusammenpasst, bekommen alle Clients, die sich mit der SSL-geschützen Webseite verbinden möchten, eine Warnung! Die Warnung weißt euch darauf hin, ob ihr diesem Server vertraut und trotzdem nutzen möchtet! Die Fehlermeldung, die beim Client erscheint: “Warning! You asked for mail.sample.com; the responding machine’s certificate is for secure.yourdomain.de. Are you sure you want to continue?”

Es ist auch möglich, ein sogenanntes Wildcard Zertifikat zu erstellen für alle Subdomains einer Domain, zum Beispiel “*.yourdomain.de”; somit sind alle Subdomains gültig für diese Domain. Dies wird jedoch in der Regel eher in Reverse-Proxy-Lösungen benötigt.

Zertifikat Request erstellen (CSR - Certificate Signing Request)

openssl req -new -nodes -out req.pem -config ./openssl.cnf

Dies erstellt 2 Dateien:

Diese Dateien sollten aufbewahrt werden. Wenn das zu erstellende Zertifkat mal abläuft, kann der Request benutzt werden, um erneut ein Zertifikat zu erstellen. Der private Schlüssel ist natürlich wichtig für die SSL-Verschlüsselung. Wenn man die Dateien irgendwo abspeichert, ist es wichtig, dass man Dateinamen verwendet, durch die man erkennen kann, für was das Zertifikat erstellt wurde; als Beispiel, secure.yourdomain.de.key.pem und secure.yourdomain.de.req.pem.

Wir können den Inhalt überprüfen um sicher zu sein, dass unser Request Inhaltlich stimmt bevor wir ihn signieren: 

openssl req -in req.pem -text -verify -noout

Server Zertifikat signieren

Jetzt müssen wir noch eine Konfigurationssektion hinzufügen, damit wir eine Zertifizierungsstelle sind. Ansonsten können wir den Zertifikatsrequest nicht signieren. Diese Sektion beinhaltet die Pfade zu den verschiedenen Dateien, wie z.B die Datenbank, das Root-CA-Zertifikat, der private Schlüssel usw. Es beinhaltet zudem ein paar Standardwerte.

Kopiere den folgenden Inhalt vor die “[ req ]” Sektion in der “openssl.cnf”: 

[ ca ]
default_ca              = CA_default

[ CA_default ]
serial                  = $dir/serial
database                = $dir/index.txt
new_certs_dir           = $dir/newcerts
certificate             = $dir/cacert.pem
private_key             = $dir/private/cakey.pem
default_days            = 365
default_md              = md5
preserve                = no
email_in_dn             = no
nameopt                 = default_ca
certopt                 = default_ca
policy                  = policy_match

[ policy_match ]
countryName             = match
stateOrProvinceName     = match
organizationName        = match
organizationalUnitName  = optional
commonName              = supplied
emailAddress            = optional

Um den Request zu signieren, führe den folgenden Befehl aus und beantworte die Ausgaben. Achtung: Das abgefragte Passwort ist das Root CA Passwort, welches wir weiter oben eingegeben haben: 

openssl ca -out cert.pem -config ./openssl.cnf -infiles req.pem

Dies updatet die CA Datenbank und erstellt 2 Dateien:

Wir können das Zertifikat wieder anzeigen um den Inhalt zu überprüfen: 

openssl x509 -in cert.pem -noout -text -purpose | more

Wie man erkennen kann, enthält das Zertifikat beides, die encodierte Version und die menschenlesbare Version in der gleichen Datei. Wir können den menschenlesbaren Teil wie folgt herauslöschen: 

mv cert.pem tmp.pem
openssl x509 -in tmp.pem -out cert.pem

Server-Zertifikat und -Key installieren

Dies hängt von der Applikation ab, für die man das Zertifikat erstellt hat. Einige Applikationen möchten den Schlüssel und das Zertifikat in der gleichen Datei, während andere Applikationen lieber separate Dateien benutzen für den Schlüssel und das Zertifikat. Um den Schlüssel mit dem Zertifikat zu vereinen, kann man diesen Befehl nutzen: 

cat key.pem cert.pem >key-cert.pem

Nach diesem Schritt haben wir 3 installierbare Komponenten:

Diese Dateien müssen je nach Applikation in andere Verzeichnisse kopiert werden und üblicherweise in der Konfiguration angegeben werden. Ich werde hier nicht weiter auf die einzelnen Applikationen eingehen.

Zertifikat erneuern

Es gibt zwei Möglichkeiten, warum ihr Zertifikat erneuert werden muss:

Zertifikat widerrufen

Das Zertifikat muss zuerst widerrufen werden, ansonsten kann kein Zertifikat mit dem gleichen “Common Name” erneut ausstellen. Das Zertifikat findet ihr im “newcerts” Verzeichnis; Den Dateinamen kann man herausfinden, in dem man in der “index.txt” nach dem “Common Name (CN)” sucht. Der Dateiname ist der Index plus die Dateiendung “.pem”, als Beispiel “02.pem”.

Um das Zertifikat zurückzuziehen, benutzt den folgenden Befehl: 

openssl ca -revoke newcerts/02.pem -config ./openssl.cnf

Wikinger: SSL-Zertifikate (zuletzt geändert am 2014-04-09 21:19:46 durch Robert)