一、數(shù)字證書(shū)的基礎(chǔ)知識(shí)

數(shù)字證書(shū)是用來(lái)認(rèn)證公鑰持有者身份合法性的電子文檔，以防止第三方冒充行為。數(shù)字證書(shū)由 CA（Certifacate Authority） 負(fù)責(zé)簽發(fā)，關(guān)鍵內(nèi)容包括 頒發(fā)s者、證書(shū)有效期、使用者組織、使用者公鑰 等信息。數(shù)字證書(shū)涉及到一個(gè)名為 PKI（Public Key Infrastructure） 的規(guī)范體系，包含了數(shù)字證書(shū)格式定義、密鑰生命周期管理、數(shù)字簽名及驗(yàn)證等多項(xiàng)技術(shù)說(shuō)明，不在這篇筆記中詳細(xì)展開(kāi)。

我們借助下面的流程，看看 CA 是如何簽發(fā)一張證書(shū)，使用者又是如何驗(yàn)證這樣證書(shū)的。這又涉及到了數(shù)字簽名技術(shù)，數(shù)字簽名技術(shù)又是基于公鑰密碼技術(shù)。

現(xiàn)實(shí)世界中，簽名是針對(duì)承諾的一種表現(xiàn)形式，手手段可以通過(guò)手寫(xiě)簽字或蓋扣印章；而在數(shù)字世界中，簽名仍然是為了表示承諾，只是手段變成了二進(jìn)制。

好，我們來(lái)看看 CA 數(shù)字簽名包括兩個(gè)過(guò)程：簽發(fā)證書(shū)（Signing） 和 驗(yàn)證證書(shū)（Verification）

數(shù)字簽名與驗(yàn)證

簽發(fā)證書(shū)的過(guò)程

撰寫(xiě)證書(shū)元數(shù)據(jù)：包括 簽發(fā)人(Issuer)、地址、簽發(fā)時(shí)間、有效期 等，還包括證書(shū)持有者(Owner)基本信息，比如 DN(DNS Name，即證書(shū)生效的域名)、 Owner 公鑰 等信息

使用通用的 Hash 算法（如SHA-256）對(duì)證書(shū)元數(shù)據(jù)計(jì)算生成 數(shù)字摘要

使用 Issuer 的私鑰對(duì)該數(shù)字摘要進(jìn)行加密，生成一個(gè)加密的數(shù)字摘要，也就是Issuer的 數(shù)字簽名

將數(shù)字簽名附加到數(shù)字證書(shū)上，變成一個(gè) 簽過(guò)名的數(shù)字證書(shū)

將簽過(guò)名的數(shù)字證書(shū)與 Issuer 的公鑰，一同發(fā)給證書(shū)使用者（注意，將公鑰主動(dòng)發(fā)給使用者是一個(gè)形象的說(shuō)法，只是為了表達(dá)使用者最終獲取到了 Issuer 的公鑰）

驗(yàn)證證書(shū)的過(guò)程

證書(shū)使用者獲通過(guò)某種途徑（如瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)）獲取到該數(shù)字證書(shū)，解壓后分別獲得 證書(shū)元數(shù)據(jù) 和 數(shù)字簽名

使用同樣的Hash算法計(jì)算證書(shū)元數(shù)據(jù)的 數(shù)字摘要

使用 Issuer 的公鑰 對(duì)數(shù)字簽名進(jìn)行解密，得到 解密后的數(shù)字摘要

對(duì)比 2 和 3 兩個(gè)步驟得到的數(shù)字摘要值，如果相同，則說(shuō)明這個(gè)數(shù)字證書(shū)確實(shí)是被 Issuer 驗(yàn)證過(guò)合法證書(shū)，證書(shū)中的信息（最主要的是 Owner 的公鑰）是可信的

上述是對(duì)數(shù)字證書(shū)的簽名和驗(yàn)證過(guò)程，對(duì)普通數(shù)據(jù)的數(shù)字簽名和驗(yàn)證也是利用了同樣的方法。

我們?cè)賮?lái)總結(jié)一下“簽發(fā)證書(shū)”與“驗(yàn)證證書(shū)”兩個(gè)過(guò)程，Issuer（CA）使用 Issuer 的私鑰 對(duì)簽發(fā)的證書(shū)進(jìn)行數(shù)字簽名，證書(shū)使用者使用 Issuser 的公鑰 對(duì)證書(shū)進(jìn)行校驗(yàn)，如果校驗(yàn)通過(guò)，說(shuō)明該證書(shū)可信。

由此看出，校驗(yàn)的關(guān)鍵是 Issuer 的公鑰，使用者獲取不到 Issuer 的私鑰，只能獲取到 Issuer 的公鑰，如果 Issuer 是一個(gè)壞家伙，誰(shuí)來(lái)證明 Issuer 的身份 是可信的？

這就涉及到一個(gè)信任鏈條了，也是這篇筆記本身要講述的事情，證書(shū)鏈。

二、什么是證書(shū)鏈？

有兩種類(lèi)型的證書(shū)機(jī)構(gòu)（CA）?：根CA和中間CA。為了使SSL證書(shū)受信任，該證書(shū)必須由正在連接的設(shè)備的受信任存儲(chǔ)區(qū)中包括的CA頒發(fā)。

如果證書(shū)不是由受信任的CA頒發(fā)的，則連接設(shè)備（例如Web瀏覽器）將檢查以查看頒發(fā)CA的證書(shū)是否由受信任的CA頒發(fā)。它會(huì)繼續(xù)檢查，直到找到受信任的CA（此時(shí)將建立受信任的安全連接），或者找不到受信任的CA（此時(shí)設(shè)備通常將顯示錯(cuò)誤）。

從根證書(shū)到最終用戶(hù)證書(shū)的SSL證書(shū)列表代表SSL證書(shū)鏈。

下面以百度為例，在瀏覽器上訪(fǎng)問(wèn) “www.baidu.com” 域名，地址連左側(cè)有一個(gè)小鎖的標(biāo)志，點(diǎn)擊就能查看百度的數(shù)字證書(shū)，如下圖所示（使用的是Edge瀏覽器）

百度數(shù)字證書(shū)

在圖片的頂部，我們看到這樣一個(gè)層次關(guān)系：

GlobalSign Root CA -> GlobalSign Organization Validation CA -> baidu.com

這個(gè)層次可以抽象為三個(gè)級(jí)別：

end-user：即 baidu.com，該證書(shū)包含百度的公鑰，訪(fǎng)問(wèn)者就是使用該公鑰將數(shù)據(jù)加密后再傳輸給百度，即在 HTTPS 中使用的證書(shū)

intermediates：即上文提到的 簽發(fā)人 Issuer，用來(lái)認(rèn)證公鑰持有者身份的證書(shū)，負(fù)責(zé)確認(rèn) HTTPS 使用的 end-user 證書(shū)確實(shí)是來(lái)源于百度。這類(lèi) intermediates 證書(shū)可以有很多級(jí)，也就是說(shuō) 簽發(fā)人 Issuer 可能會(huì)有有很多級(jí)

root：可以理解為 最高級(jí)別的簽發(fā)人 Issuer，負(fù)責(zé)認(rèn)證 intermediates 身份的合法性

這其實(shí)代表了一個(gè)信任鏈條，最終的目的就是為了保證 end-user 證書(shū)是可信的，該證書(shū)的公鑰也就是可信的。

證書(shū)鏈

結(jié)合實(shí)際的使用場(chǎng)景對(duì)證書(shū)鏈進(jìn)行一個(gè)歸納：

為了獲取 end-user 的公鑰，需要獲取 end-user 的證書(shū)，因?yàn)楣€就保存在該證書(shū)中

為了證明獲取到的 end-user 證書(shū)是可信的，就要看該證書(shū)是否被 intermediate 權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，等價(jià)于是否有權(quán)威機(jī)構(gòu)的數(shù)字簽名

有了權(quán)威機(jī)構(gòu)的數(shù)字簽名，而權(quán)威機(jī)構(gòu)就是可信的嗎？需要繼續(xù)往上驗(yàn)證，即查看是否存在上一級(jí)權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)的數(shù)字簽名

信任鏈條的最終是Root CA，他采用自簽名，對(duì)他的簽名只能無(wú)條件的信任

證書(shū)鏈逐級(jí)認(rèn)證

說(shuō)到無(wú)條件信任，也不用奇怪，尤瓦爾赫拉里在《人類(lèi)簡(jiǎn)史》中已經(jīng)闡述過(guò)，基于虛構(gòu)故事所建立的信任，最終將人類(lèi)待到了今天。

還有一個(gè)小問(wèn)題，Root 根證書(shū)從何而來(lái)呢？除了自行下載安裝之外，瀏覽器、操作系統(tǒng)等都會(huì)內(nèi)置一些 Root 根證書(shū)，稱(chēng)之為 Rrusted Root Certificates。比如 Apple MacOS 官網(wǎng)就記錄了操作系統(tǒng)中內(nèi)置的可信任根證書(shū)列表。

macOS High Sierra 中可用的受信任根證書(shū)列表

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參考：What is the SSL Certificate Chain?

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的关于SSL证书链的一些认识的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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