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+++ title = "网络艺术:SSL/TLS证书" date = 2024-02-15

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前言 什么是SSL/TLS证书？它有什么作用？如何部署？

什么是SSL/TLS证书

SSL 的全称是 Secure Sockets Layer（安全套接字层），而 TLS 的全称是 Transport Layer Security（传输层安全协议）。最初由 Netscape 开发的 SSL 协议用于保护网络通信，但由于其存在的安全漏洞，后来被更新、更安全的 TLS 协议所取代。

如今，当我们谈论“SSL 证书”时，实际上指的是支持 TLS 协议的数字证书，两者在功能上没有本质区别，只是在命名上沿用了历史传统。该证书是由受信任的数字证书颁发机构 CA，在验证服务器身份后颁发，且具有服务器身份验证和数据传输加密功能。简单来说就是HTTP+SSL/TLS证书=HTTPS.

SSL证书是如何工作的

• 当我们点击一个超链接（HTTP），浏览器帮我们跳转到新标签页；
• 通过DNS（Domain name system）查询找到该域名（地址栏中的如www.xxx.com之类的字符）对应的IP地址，可能是某个CDN的地址；
• 服务器上已经配置好certificate.crt（公钥）和private.key（私钥）；
• CDN随后与真正的服务器建立连接，服务器上的反向代理（可能是nginx或者caddy）检测连接，并用配置好的证书将连接升级为HTTPS；
• HTTPS握手并将内容显示在浏览器上。

SSL/TLS证书的握手过程

• 客户端发送"ClientHello"消息，包含支持的加密算法和TLS版本；
• 服务器回应"ServerHello"消息，选择加密算法并发送SSL/TLS证书；
• 客户端验证证书的有效性(通过内置的CA根证书)；
• 客户端使用服务器公钥加密一个"预主密钥"并发送给服务器；
• 双方根据预主密钥生成会话密钥；
• 使用会话密钥进行加密通信；
• 加密通信：握手完成后，所有数据传输都使用协商好的对称密钥加密。

使用公钥加密的数据只能用对应的私钥解密，使用私钥加密(签名)的数据可以用对应的公钥验证。

客户端和服务器都支持非常多的密码套件，比如“ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384”。格式是“密钥交换算法 + 签名算法 + 对称加密算法 + 摘要算法”，这个密码套件的意思就是：“握手时使用 ECDHE 算法进行密钥交换，用 RSA 签名和身份认证，握手后的通信使用 AES 对称算法，密钥长度 256 位，分组模式是 GCM，摘要算法 SHA384 用于消息认证和产生随机数。”

CA证书

可以看到，验证证书的有效性需要通过CA证书，由CA机构（如DigiCert Let's Encrypt）等颁布，CA证书的层级结构如下：

• 根CA证书：最高级别的证书，自签名，是整个信任链的起点.
• 中间CA证书：由根CA签发，可以签发终端实体证书或其他中间CA证书.
• 终端实体证书：由根CA或中间CA签发给网站、服务器等实体使用.

操作系统和浏览器内置了受信任的根CA证书列表,当验证网站证书时，系统会沿着证书链向上追溯至根CA;如果能找到一个受信任的根CA，且证书链上所有签名有效，则验证通过.这就是保护我们上网安全的信任链的基础。

当我们访问网页时，往往会看到左上角的锁图标，里面是Google Trust Services或者DigiCert Inc等等，代表证书的颁发来源。如果锁提示不安全，可能是证书过期或者找不到CA证书，即有可能是自签名证书。什么是自签名证书？

证书颁发

我们先来看证书颁发的流程。

• 证书申请：网站所有者向证书颁发机构(CA)申请SSL/TLS证书，提供域名和组织信息。
• 身份验证：CA验证申请者的身份和域名所有权。验证方式包括域名验证(DV)、组织验证(OV)或扩展验证(EV)。
• 证书签发：验证通过后，CA使用其私钥为申请者签发数字证书，包含公钥、域名信息、颁发者信息和有效期等。
• 安装部署：网站管理员将证书安装到Web服务器上。

可以看到过程有点麻烦，个人建站的话往往使用自签名证书，即ssh-keygen生成的公钥和私钥，由于没有CA所以会显示不安全。

申请证书

• sslforfree由 ZeroSSL 支持颁发的免费SSL证书.

• 通过AMH提供的自助在线申请服务申请SSL通配符证书.需要注册AMH账号.

• letsencrypt，支持申请多渠道SSL证书.

• 借助Punchsalad提供的在线服务申请SSL证书，无需登录，仅需邮箱即可完成SSL通配符证书申请和签发.

DV/OV/EV SSL证书的区别

以下是三种主要SSL证书验证类型的对比：

特性	域名型SSL (DV SSL)	企业型SSL (OV SSL)	增强型SSL (EV SSL)
验证级别	最低	中等	最高
验证内容	仅验证域名所有权	验证域名所有权和组织信息	最严格的验证，包括法律、物理和运营存在的全面验证
验证流程	自动化验证（邮件、DNS记录等）	半自动验证	人工审核为主
签发时间	几分钟到数小时	1-3个工作日	5-7个工作日
浏览器显示	普通锁图标	普通锁图标	地址栏绿色显示（部分浏览器已取消）
适用场景	个人博客、信息网站	企业网站、电子商务	银行、金融机构、大型电商
成本	低	中等	高
信任度	基本	中等	最高
证书信息	只包含域名信息	包含组织名称和域名	包含完整的组织详细信息
安全加密强度	相同	相同	相同

证书类型

有时候可以购买如*.xxx.com的通配符证书，即一个证书通用与所有子域名。以及还有其他如多域名证书和上面提到的DV/OV/EV证书的类型。

证书类型	覆盖范围	安全级别	验证过程	适用场景	价格范围
单域名证书	仅一个特定域名	基本到高	DV/OV/EV	个人网站或小型企业	低到高
通配符证书	主域名及其所有一级子域名	基本到中等	DV/OV	拥有多个子域名的网站	中等到高
多域名证书(SAN)	多个不同域名	基本到高	DV/OV/EV	管理多个不相关域名的企业	中等到高
自签名证书	任意	低	无需验证	测试环境、内部网络	免费

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Done.