如何使用OpenSSL工具生成根证书与应用证书

// 生成顶级CA的公钥证书和私钥文件，有效期10年（RSA 1024bits，默认）
openssl req -new -x509 -days 3650 -keyout CARoot1024.key -out CARoot1024.crt
// 为顶级CA的私钥文件去除保护口令
openssl rsa -in CARoot1024.key -out CARoot1024.key // 生成顶级CA的公钥证书和私钥文件，有效期15年（RSA 2048bits，指定）
openssl req -newkey rsa:2048 -x509 -days 5480 -keyout CARoot2048.key -out CARoot2048.crt
// 为顶级CA的私钥文件去除保护口令
openssl rsa -in CARoot2048.key -out CARoot2048.key // 为应用证书/中级证书生成私钥文件
openssl genrsa -out app.key 2048
// 根据私钥文件，为应用证书/中级证书生成 csr 文件（证书请求文件）
openssl req -new -key app.key -out app.csr
// 使用CA的公私钥文件给 csr 文件签名，生成应用证书，有效期5年
openssl ca -in app.csr -out app.crt -cert CARoot1024.crt -keyfile CARoot1024.key -days 1826 -policy policy_anything
// 使用CA的公私钥文件给 csr 文件签名，生成中级证书，有效期5年
openssl ca -extensions v3_ca -in app.csr -out app.crt -cert CARoot1024.crt -keyfile CARoot1024.key -days 1826 -policy policy_anything

以上是生成根证书与应用证书过程中要用到的所有命令，根据生成目标不同，分为三组。其中，前面两组都用于生成自签名的顶级CA（区别只在于密钥长度不同），实际应用中只需根据需求选择一组即可。

最后一组用于生成非自签名的证书，包括中级证书与应用证书。所谓中级证书，是具有继续颁发下级证书权限的子CA，而本文中所说的应用证书，特指不能用来继续颁发下级证书，只能用来证明个体身份的证书。顶级CA在签发二者的时候，只是多少一个 -extensions v3_ca 选项的区别，这个选项赋予被签发的证书继续签发下级证书的权力。

二、各步详解

2.1 生成自签名根证书（即顶级CA）

典型示例：openssl req -new-x509 -days5480 -keyoutCA.key -outCA.crt

[1] 命令选项和参数解读

示例中，各选项（及参数）的意义如下：

req             使用openssl的req子命令
-new            生成新的证书请求
-x509           生成自签名证书
-days 5480      自签名证书的有效期5480天（15年）【仅当使用了 -x509 选项后有效】
-keyout CA.key  私钥文件名指定为CA.key【若为运行前就已有的私钥文件且原名不是CA.key，则改名为CA.key；否则新生成的私钥文件命名为CA.key】
-out CA.crt     指定输出所生成自签名证书的信息到文件，且文件名为CA.crt【建议不要省略】

其中，-days，-keyout 两个选项可以省略，省略的话使用默认值，有效期默认为 30 天【由程序内部在变量初始化的时候指定，与配置文件无关】，私钥文件名的默认值由配置文件 openssl.cnf 中相关条目指定，没改过的话为 privkey.pem。

选项 -out 若是省略的话，openssl不会以文件形式输出生成的 证书/证书请求，而是会默认将文件的信息直接打印到屏幕上，这在大多数情况下，是不符合我们要求的。所以建议这个选项最好不要省略！

req子命令可以通过 -key 选项为证书请求指定使用一个已存在的私钥文件。但在示例中的情况下，虽然使用了-new 和 -x509两个选项，但没有使用 -key 选项，这时，req子命令会自动为自签名证书生成一个RSA私钥，密钥长度的默认值由配置文件 openssl.cnf 中的相关条目指定，没改过的话为 1024 bits。

[2] 关于私钥文件加密口令的指定

运行中会提示输入加密口令，如下：

writing new private key to 'CA.key'
Enter PEM pass phrase:
Verifying - Enter PEM pass phrase:

此口令用于加密私钥文件 CA.key 中的私钥信息，如果不想在运行过程中还要输入加密口令，则可以使用选项 -passout 在命令中直接指定。选项 -passout 的使用形式为：

-passoutarg

其中，arg是选项 -passout 的参数，其格式有多种，详参《OpenSSL官方文档》中关于"PASS_PHRASE_ARGUMENTS"的介绍。

本小节典型示例中的命令，可以用选项 -passout 改造如下：

openssl req -new-x509 -days5480 -keyoutCA.key -out CA.crt-passoutpass:1314

由于Linux系统中可以使用history命令查看历史指令记录，所以出于安全方面的考量，一般如非必要，不建议在命令中直接指定口令。这与mysql登录的时候不在 -p 选项里直接指定登录口令的原因是一致的。

[3] 关于证书请求文件中的DN字段

运行中会提示输入一些 Distinguished Name fields，即证书的识别名信息字段，简称为DN字段，如下：

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.
-----
Country Name (2 letter code) [GB]:US
State or Province Name (full name) [Berkshire]:California
Locality Name (eg, city) [Newbury]:
Organization Name (eg, company) [My Company Ltd]:GeoAuth Inc.
Organizational Unit Name (eg, section) []:.
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:Authentication Global Root
Email Address []:.

这些DN字段大部分有默认值，默认值由配置文件 openssl.cnf中相关条目指定。如要在某一个DN字段使用默认值，则无需输入任何信息，直接点击"Enter"键；如果确实某个DN字段的值要置为空，则输入一个 '.' 后，点击"Enter"键。

这些DN字段主要是拿来识别证书持有者身份的，下表是关于它们的缩写、说明和一些填写说明。【此部分参考了互动百科的SSL条目】