TLS/SSL 协议详解(6) SSL 数字证书的一些细节1

  证书关系到了SSL的众多安全性，比如身份认证，密钥交换。所以有必要单拉出一章来讲证书。本章完善一下前几节中的身份认证的一些缺点。

  首先，通过前面讲解，我们知道，证书需要几个重要的字段。例如“拥有者”、“颁发者”、“截止日期”。另外，生成证书的时候会自动生成一份“公钥”以及对应的“私钥”。现在假设我开了一个网站，准备用SSL加密的，需要让全世界信任我这个网站，那么我就需要一个证书，这时候我该怎么做？

 

  假设目前全世界就Google有那么一个root证书(根证书)，名字叫做“Google”，显然，它的“颁发者”也是“Google”，因为根证书都是用工具生成的，并且根据第四章的知识，你应该知道，根证书没有颁发者，所以理所当然的，颁发者也是它自己。现在，全世界都信任这个证书，换句话说，浏览器里面都信任这个证书（约定俗成的）。我们也想和谷歌一样，有一个全世界都信任的证书，怎么做？

  第一步：给Google钱。

  第二步：告诉谷歌，我想要的证书名字叫做“www.dp.com”。

  第三步：等着谷歌返回给你：证书、公钥、私钥。

 

  谷歌收到钱后是怎么做的呢？首先肯定对你的网站、公司进行调查，确保你不是坏人，以免全世界都信任你了你却干坏事，这会让谷歌丢脸。

  第一步：用工具生成一对公钥和私钥。

  第二步：构造证书，把公钥嵌入到证书里面（即证书里面其实有一个字段是公钥，明文的）

  第三步：最重要的一步，谷歌拿自己的根证书签名一个第三步构造好的证书。

  所谓签名：就是对第三步的证书做摘要，MD5或者SHA1，或者MD5+SHA1，得到结果，然后拿自己根证书的私钥加密这个结果，然后添加到证书最后面。

第四步：把证书和私钥交给你。



这就是一个证书的生成过程。后续将讲解为什么这么生成证书。

证书验证（如何保证你是证书的拥有者）

上一节我们花很多钱，让谷歌生用自己的证书为我们签名了一个证书。现在我们可以把谷歌给我们的证书，安装到我们的网站中了。如果有一个客户端，访问我们的网站，我们发送我们的证书给客户端，客户端如何验证呢？（注意，第四章的验证比较简单，这里才是真正的验证）

 

之前说过，客户端信任了许多根证书，比如客户端信任一个叫做“Google”的证书。首先浏览器收到我们的证书之后，查看它的颁发者，哦，是“Google”，于是到信任的根证书里面找一个名字叫做“Google”的证书，通过字符串比较，我们很容易找到“Google”这个证书。然后进行验证：

第一步：对我们的证书（除了“签名值”）全部内容进行MD5/SHA1，得到一个结果1。

第二步：用“Google”证书中的公钥，对我们证书中的“签名值”进行解密，得到结果2。

第三步：比较结果1 和结果2 ，发现一样，那么认证通过。理论上，如果中间没人改动我们的证书，那么，结果1和结果2 都是“asdfghjklqwertyu”。

 

那么上面的操作，如何保证了服务器身份能够被客户端认证呢？我们换个角度来思考，假设我是坏人，我想欺骗客户端，怎么办？

 

第一种方法：我们想到，既然浏览器信任一个叫做“Google”的证书，那我就在我的网站导入它不就行了吗？但是根据第四章中“密钥的协商、交换”一节中提到的那样，公钥和私钥是一对的，我虽然得到了“Google”证书，证书中也有Google的公钥，但是我没有它对应私钥，我虽然把证书发给客户端，客户端的确认证了，然后客户端用证书中的公钥加密一个密钥，可是我没有对应私钥所，以没办法解密！后面的会话都解密不了。

 

第二种方法：那我就也用工具，随便生成一个根证书，名字叫做“Google”，对应该证书，也会随机生成一个公钥和私钥，然后模仿谷歌的，拿这个根证书的私钥签名一个证书：颁发者填写“Google”，拥有者填写“www.dp.com”
，然后做MD5/SHA1，得到结果“asdfghjklqwertyu”，拿刚才自己生成的“Google”证书的私钥，对这个结果加密，得到“lkjhgfd”：



我把这个证书发给客户端，客户端找到叫做“Google”的证书，拿它的公钥解密这个签名值，问题来了，这个由于这个签名值是由我刚才假冒的“Google”证书的私钥签名的，所以，正宗的“Google”正宗的公钥解密得到的结果，压根不是“asdfghjklqwertyu”，当客户端对我们这个证书做摘要，结果是“asdfghjklqwertyu”，但是对签名解密的结果却是另外一个值，那么浏览器就不信任你了。

第三种方法：看来生成证书的方法行不通，拿只能随便找一个证书，修改里面的颁发者和拥有者。



但是问题又出现了，我们签名值没办法更改，浏览器会对证书的签名用Google的公钥解密，然后对比证书的摘要，如果直接我们不该签名值，浏览器就不认了，如果我们要改签名值，就需要颁发者即“Google”的私钥，不过这显然不可能。

 

上面伪造身份的结果的是失败的，其安全性都是基于那个“签名值”，签名值是用颁发者自己的私钥加密的，只要颁发者的私钥不泄密，那么不可能有人伪造证书。

证书链

之所以存在证书链这个东西，是因为验证证书的时候需要。



假设如上图所示，“Google”签名了一个“Android”，然后“Android”签名了一个“CyanogenMod”，我们浏览器只信任“Google”，如果服务器只发送一个叫做“CyanogenMod”，那么我们无法查找到叫做“Android”的根证书，无法验证服务器的身份。此时，作为服务器，我们可发送“Android”+“CyanogenMod”，这样，客户端会首先验证CyanogenMod是否是Android的颁发者（验证签名），如果是，那么在自己的根证书里面找“CyanogenMod”的颁发者“Google”，然后验证“CyanogenMod”是否是由“Google”颁发的。