Создание валидной цепочки SSL сертификатов

Для написания тестов на валидность загружаемых сертификатов мне потребовалось создать несколько вариантов цепочек и приватных ключей. Прошерстив некоторый объем интернета, я собрал всю необходимую информацию о том, как локально сгенерировать корректную цепочку SSL сертификатов, которая будет проходить проверку стандартными средствами.

Чтобы не писать кучу команд всякий раз, напишем bash-скрипт. Для начала, зададим несколько настроечных констант:

CSR_FILE="csrfile.csr"
KEY_BITS=2048
CONF_DIR="conf"
CHAIN_CRT="ca_chain.crt"

Затем пара функций для подготовки и последующей подчистки каталога с настройками:

function clean {
    find conf -not -name '*.cnf' -type f -delete
    rm -f $CSR_FILE $CHAIN_CRT
}

function prepare {
    clean
    echo 1000 > "$CONF_DIR/root_serial"
    cp /dev/null "$CONF_DIR/root_index.txt"
    echo 2000 > "$CONF_DIR/im_serial"
    cp /dev/null "$CONF_DIR/im_index.txt"
}

prepare

Все готово к созданию фальшивой, но технически корректной пары корневой сертификат / приватный ключ:

ROOT_URL="mycorp.com"
ROOT_ORG="MYCORP"
ROOT_CNF="$CONF_DIR/root_openssl.cnf"
ROOT_CRT="root.crt"
ROOT_KEY="root.key"
ROOT_EXP=5000
ROOT_SUB="/C=RU/ST=Moscow/L=Moscow/O=$ROOT_ORG/CN=$ROOT_URL"

# Generate root key
openssl genrsa -out $ROOT_KEY $KEY_BITS
# Generate root certificate
openssl req -config $ROOT_CNF -new -x509 -sha256 -extensions v3_ca \
    -key $ROOT_KEY -out $ROOT_CRT -days $ROOT_EXP -subj $ROOT_SUB
# Verify root certificate
openssl x509 -noout -text -in $ROOT_CRT

Хорошо, теперь создадим промежуточный сертификат с ключом:

IM_CRT="intermediate.crt"
IM_KEY="intermediate.key"
IM_CNF="$CONF_DIR/im_openssl.cnf"
IM_EXP=4000
IM_SUB="/C=RU/ST=Moscow/L=Moscow/O=${ROOT_ORG}/CN=department.${ROOT_URL}"

# Generate intermediate key
openssl genrsa -out $IM_KEY $KEY_BITS
# Generate intermediate request
openssl req -config $IM_CNF -new -key $IM_KEY -out $CSR_FILE -subj $IM_SUB
# Generate intermediate certificate
openssl ca \
    -config $ROOT_CNF -batch \
    -extensions v3_intermediate_ca -notext -md sha256 \
    -days $IM_EXP -in $CSR_FILE -out $IM_CRT
# Verify intermediate certificate
openssl x509 -noout -text -in $IM_CRT
openssl verify -CAfile $ROOT_CRT $IM_CRT

Обратите внимание, что команда на создание промежуточного сертификата берет конфигурацию корневого ($ROOT_CNF), т.е. подписывать будем им. Также важно, чтобы срок подписываемого был меньше срока подписывающего.

Ну а теперь, собственно, итог:

SERVER_CRT="server.crt"
SERVER_KEY="server.key"
SERVER_EXP=365
SERVER_SUB="/C=RU/ST=Moscow/L=Moscow/O=MYSERVER/CN=myserver.com"

# Generate key
openssl genrsa -out $SERVER_KEY $KEY_BITS
# Generate request
openssl req \
    -config $IM_CNF -key $SERVER_KEY -new -sha256 \
    -out $CSR_FILE -subj $SERVER_SUB
# Generate certificate
openssl ca \
    -batch \
    -config $IM_CNF -days $SERVER_EXP \
    -extensions server_cert \
    -notext -md sha256 \
    -in $CSR_FILE -out $SERVER_CRT
# Verify certificate
cat $IM_CRT $ROOT_CRT > $CHAIN_CRT
openssl verify -CAfile $CHAIN_CRT $SERVER_CRT

Обратите внимение, что проверка осуществляется с указанием не только промежуточного, но всех CA-сертификатов, предварительно собранных в один файл ($CHAIN_CRT). И файл запроса, и сертификат создаются с использованием конфигурации промежуточного сертификата.

Темным пятном тут осталось содержимое файлов конфигурации. Они очень похожи на стандартные конфигурации openssl, за исключением нескольких параметров, касающихся путей размещения служебных файлов и сертификатов для подписи. Вот эти параметры:

[ CA_default ]
dir               = conf
certs             = $dir
crl_dir           = $dir
new_certs_dir     = $dir

Для корневого:

database          = $dir/root_index.txt
serial            = $dir/root_serial
private_key       = $dir/../root.key
certificate       = $dir/../root.crt

Для промежуточного:

database          = $dir/im_index.txt
serial            = $dir/im_serial
private_key       = $dir/../intermediate.key
certificate       = $dir/../intermediate.crt

Строго говоря, проверка корректности уже была произведена в процессе создания. Но так как мне нужно было делать это в Python, я использовал библиотеку pyOpenSSL, а именно модуль crypto. Для примера покажу, как это можно сделать без затей:

from OpenSSL import crypto

# Prepare X509 objects
root_cert = crypto.load_certificate(
    crypto.FILETYPE_PEM, open('root.crt').read()
)
intermediate_cert = crypto.load_certificate(
    crypto.FILETYPE_PEM, open('intermediate.crt').read()
)
server_cert = crypto.load_certificate(
    crypto.FILETYPE_PEM, open('server.crt').read()
)

# Prepare X509 store
store = crypto.X509Store()
store.add_cert(root_cert)
store.add_cert(intermediate_cert)

# Verify
crypto.X509StoreContext(store, server_cert).verify_certificate()

Для X509Store можно добавить флаги проверок, которые все сломают. К примеру, если добавить вот такой флаг, то получим исключение OpenSSL.crypto.X509StoreContextError:

store.set_flags(crypto.X509StoreFlags.CRL_CHECK)

А все потому, что будет предпринята попытка скачать CRL-файл, указанный в дополнениях сертификата, и эта попытка провалится. Как с этим бороться, как добавить Issuer URL и т.п. - это совсем другая история, которая в принципе вся решается через конфигурацию openssl.

Весь пример доступен на github

Дата публикации: 2017-08-17
Теги: ssl memo python