キーマテリアル作成

はじめに

ITで安全な通信を行うために，「秘密鍵」と「証明書」を組み合わせた「デジタル署名」が使われています。「証明書」の中に「署名」や「公開鍵」が含まれています。大まかには，次の流れでデータ送受信を行います。

1. 送信者は秘密鍵を使ってデータを暗号化し，それに証明書を添付して，送信する。
2. 受信者は証明書の中にある署名などを検証し，正当な送信者であるかどうかを確認してから，公開鍵を使ってデータを復号化する。なお，受信者は証明書を検証する際に，証明書の正当性や失効有無を証明局（CA）のrepositoryに問い合わせる。

ここでは，CentOS7でOpenSSLを使って，Hyperledger Fabric CA 1.3.0向けのキー・マテリアル（秘密鍵，CSR，証明書）を作成する方法を紹介します。

証明書発行の体制

• 最上位のCAがルートCAであり，その下に多数の中間CAがある
  • ルートCAの一つとして，「Digital Signature Trust Co.」がある
• 中間CAから，Webサーバ向けや，中間CA向けのサーバ証明書を発行する

関連用語

• 証明局（CA = Certificate Authority）
  • 証明書を発行する機関
  • 最上位がルートCAであり，中間CAに移譲され，中間CAから証明書を発行することが多い
  • CAの他に，登録局（RA），リポジトリがあるが，ここではまとめてCAと表記
• 証明書（Certificate）
  • CAの署名，サーバの署名，公開鍵などで構成されるファイル
  • 暗号化したデータを送信する時に，証明書を添付する
  • 同じ秘密鍵からは、同じ公開鍵を含むCSRが作られるので、一度，証明書を発行してもらったら，同じ秘密鍵から再度CSRを作らないこと
• 秘密鍵（Private Key）
  • データを暗号化するために使う
• 公開鍵（Public Key）
  • データを復号化するために使う
• CSR
  • CAに証明書を発行してもらうために必要な署名要求(Certificate Signing Request)
  • CSRファイルには，公開鍵や運営者の情報（組織名や組織の所在地など）が含まれる
• キー・マテリアル
  • 秘密鍵，CSR，証明書など，デジタル証明に必要なものをまとめて，キーマテリアルと呼ぶ
• CRL
  • 証明書失効リスト
  • 秘密鍵が漏洩・失念された場合，CAに申請すれば失効リストに登録される

作業ディレクトリを作成

$ mkdir keys
$ cd keys

利用可能な曲線を確認

$ openssl ecparam  -list_curves

ECC秘密鍵を作成

$ openssl ecparam -name prime256v1 -genkey -out private.pem

秘密鍵が破損していないことの確認

$ openssl ecparam -check -noout -in private.pem

CSRを作成

$ openssl req -new -sha256 \
    -key private.pem \
    -out csr.pem \
    -subj "/C=JP/ST=Tokyo/L=Ota-ku/O=Example Company/OU=Example Service/CN=xxx.example.com"

CSR内容確認

$ openssl req -text -noout -in csr.pem

CA構築

ルートCAの環境を構築する。

$ sudo touch /etc/pki/CA/index.txt
$ sudo su
# sudo echo '1000' > /etc/pki/CA/serial
$ exit
$ openssl ecparam -name prime256v1 -genkey -out cakey.pem
$ openssl req -new -x509 -sha256 -extensions v3_ca \
    -key cakey.pem \
    -out cacert.pem \
    -days 1095 \
    -subj "/C=JP/ST=Tokyo/L=Bunkyo-ku/O=UTokyo/OU=ZTokyo CA/CN=ZTokyo CA"
$ sudo mv -f cakey.pem /etc/pki/CA/private/
$ sudo mv -f cacert.pem /etc/pki/CA/

CSRに署名し、証明書を作成（オレオレ署名）

「openssl.cnfの設定項目」に説明があるが、/etc/pki/tls/openssl.cnfのpolicy_matchサブセクションは、デフォルトでcountryName、stateOrProvinceName、organizationNameの3つが「match」となっている。つまり、条件が厳しく、同じ国、同じ都市、同じ組織でなければ、証明書を発行できない。

policy_matchサブセクションだと証明書を発行できないので、「-policy policy_anything」オプションを指定して、緩い条件で証明書を発行する。

$ sudo openssl ca -extensions v3_ca -policy policy_anything \
    -in csr.pem \
    -out cert.pem
$ sudo chown $USER:$USER cert.pem

find /etc/pki/CA/ | sed -e "s/[^-][^\/]*\// |/g" -e "s/|([^ ])/|-\1/"

証明書の内容を確認

$ openssl x509 -text -noout -in cert.pem

公開鍵のモジュラスを確認

• ECDSAなら「Wrong Algorithm type」が出力される

$ openssl x509 -modulus -noout -in csr.pem
Modulus=Wrong Algorithm type

あとで勉強すること

• CA 構築のための OpenSSL の設定
  • openssl.confの説明あり
• opensslによるWebサーバの証明書のチェック