Symantecと同じ階層構造のオレオレCA・SSL証明書を作る

はじめに

　検証用SSLサーバを構築する際、つい単純なオレオレ証明書で済ませがちです。しかし本番サーバを構築する際に実際のSSL証明書を商用CAから取得すると、ルート証明書や中間証明書の扱いに戸惑ってしまうことがあります。

　ここではSymantec（旧VeriSign）のCAに倣い、複数の階層構造を持つCAから証明書を作成し、WEBサーバに配置していきます。

CAの階層構造

Symantec の証明書階層構造を確認する

Symantec(旧VeriSign)の証明書階層構造は下記のリンクにあります。
https://www.jp.websecurity.symantec.com/repository/hierarchy/hierarchy.pdf

「ルート認証局」が2つあるのが特徴ですね。

　現在流通しているブラウザや端末には、「VeriSign Class 3 Public Primary Certification Authority - G5 (下図のCA2)」の自己署名証明書がルート証明書としてインストールされていますが、古い端末やブラウザは「Class 3 Public Primary Certification Authority (下図のCA1)」の自己署名証明書のみインストールされているため、署名検証パスを確保するために「クロスルート設定用証明書」が用意されています。

今回作成するオレオレCA・SSL証明書

　実際に作成するオレオレCA・SSL証明書の構成を確認します。
　先ほどの図では省略していましたが、証明書の署名を行う前に必要なプロセス（秘密鍵、証明書署名要求(CSR)の生成）についても下記の図では明記しています。

オレオレCAの作成

　以降で複数のCAを作成していきますが、各CAの役割を明確にするために、秘密鍵の生成時にPass PhraseをそれぞれのCA毎に変えておきます。

その他の主な仕様は下記の通りです。

dir	Common Name (CN)	Pass Phrase	Key Size	Signature Algorithm
CA1	OREORE Legacy Root CA	CA1CA1	1024 bit	SHA-1
CA2	OREORE Root CA	CA2CA2	2048 bit	SHA-1
CA3	OREORE Intermediate CA	CA3CA3	2048 bit	SHA-1
SERVER	www.example.com	SERVER	2048 bit	SHA-1

あえて署名アルゴリズムはSHA-2にせず、いつか移行作業を試したいと思います。

CA1 (OREORE Legacy Root CA) の構築

　（古い）ルート認証局を構築します。

スクリプト(CA1.sh)の準備

[yoshi@peach CA]$ mkdir CA1
[yoshi@peach CA]$ cp /etc/pki/tls/misc/CA CA1.sh
[yoshi@peach CA]$ vi CA1.sh
[yoshi@peach CA]$ cat CA1.sh 
(略)
CADAYS="-days 1095"     # 3 years
CATOP=./CA1 ■■■ 追加
SSLEAY_CONFIG="-config CA1.cnf" ■■■ 追加
REQ="$OPENSSL req $SSLEAY_CONFIG"
(略)

openssl 設定ファイル(CA1.cnf)の準備

　SymantecのClassPCA G1は1024bitのため、それに倣います。

[yoshi@peach CA]$ cp /etc/pki/tls/openssl.cnf CA1.cnf
[yoshi@peach CA]$ vi CA1.cnf
[yoshi@peach CA]$ cat CA1.cnf
(略)
# dir           = /etc/pki/CA           # Where everything is kept ■■■ コメントアウト
dir           = ./CA1 ■■■ 追加
(略)
# default_bits          = 2048 ■■■ コメントアウト
default_bits          = 1024 ■■■ 追加
(略)
[yoshi@peach CA]$

CA1の作成

　このスクリプトで、秘密鍵、証明書署名要求、自己署名証明書、CAに必要なフォルダを一気に作成します。

[yoshi@peach CA]$ ./CA1.sh -newca
CA certificate filename (or enter to create)
■■■ Enterを入力
Making CA certificate ...
Generating a 1024 bit RSA private key
..........................++++++
.............++++++
writing new private key to 'CA1/private/./cakey.pem'
Enter PEM pass phrase: ■■■ CA1のパスフレーズ [CA1CA1]
Verifying - Enter PEM pass phrase: ■■■ CA1のパスフレーズ [CA1CA1]
-----
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:JP ■■■ 入力
State or Province Name (full name) []:Tokyo ■■■ 入力
Locality Name (eg, city) [Default City]:Chuo-ku ■■■ 入力
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:OREORE Co.LTD ■■■ 入力
Organizational Unit Name (eg, section) []: ■■■ 入力
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:OREORE Legacy Root CA ■■■ Common Name (CN) を入力
Email Address []: ■■■ 入力

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []: ■■■ Enterを入力
An optional company name []: ■■■ Enterを入力
Using configuration from CA1.cnf
Enter pass phrase for CA1/private/./cakey.pem: ■■■ CA1のパスフレーズ [CA1CA1]
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
        Serial Number: 11061549544609770145 (0x998284b447d96aa1)
        Validity
            Not Before: Feb  8 19:08:01 2015 GMT
            Not After : Feb  7 19:08:01 2018 GMT
        Subject:
            countryName               = JP
            stateOrProvinceName       = Tokyo
            organizationName          = OREORE Co.LTD
            commonName                = OREORE Legacy Root CA
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Key Identifier:
                C8:83:40:67:2F:F6:33:C0:6A:6C:32:7E:1A:78:05:70:C1:96:BA:7A
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:C8:83:40:67:2F:F6:33:C0:6A:6C:32:7E:1A:78:05:70:C1:96:BA:7A

            X509v3 Basic Constraints:
                CA:TRUE
Certificate is to be certified until Feb  7 19:08:01 2018 GMT (1095 days)

Write out database with 1 new entries
Data Base Updated
[yoshi@peach CA]$

CA1 作成結果

内容	Filename
CA1 秘密鍵	CA1/private/cakey.pm
CA1 証明書署名要求	CA1/careq.pem
CA1 証明書（自己署名）	CA1/cacert.pem

CA2 (OREORE Root CA) の作成

　（現在の）ルート認証局を構築します。

　CA1と同様の手順ですが、スクリプトで自動生成される自己署名証明書(cacert.pem)とは別に、CA1で署名を行った証明書を作成します。

スクリプト(CA2.sh)の準備

[yoshi@peach CA]$ cp /etc/pki/tls/misc/CA CA2.sh
[yoshi@peach CA]$ vi CA2.sh
[yoshi@peach CA]$ cat CA2.sh
（略）
CADAYS="-days 1095"     # 3 years
CATOP=./CA2 ■■■ 追加
SSLEAY_CONFIG="-config CA2.cnf" ■■■ 追加
REQ="$OPENSSL req $SSLEAY_CONFIG"
（略）

openssl 設定ファイル(CA2.cnf)の準備

SymantecのClassPCA G5は2048bitのため、鍵長はデフォルトのまま変更しません。

[yoshi@peach CA]$ cp /etc/pki/tls/openssl.cnf CA2.cnf
[yoshi@peach CA]$ vi CA2.cnf
[yoshi@peach CA]$ cat CA2.cnf
(略)
# dir           = /etc/pki/CA           # Where everything is kept ■■■ コメントアウト
dir           = ./CA2 ■■■ 追加
(略)
[yoshi@peach CA]$

CA2の作成

　このスクリプトで、秘密鍵、証明書署名要求、自己署名証明書、CAに必要なフォルダを一気に作成します。

[yoshi@peach CA]$ ./CA2.sh -newca
CA certificate filename (or enter to create)
■■■ Enterを入力
Making CA certificate ...
Generating a 2048 bit RSA private key
...............................+++
.........+++
writing new private key to './CA2/private/./cakey.pem'
Enter PEM pass phrase: ■■■ CA2のパスフレーズ [CA2CA2]
Verifying - Enter PEM pass phrase: ■■■ CA2のパスフレーズ [CA2CA2]
-----
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:JP ■■■ 入力
State or Province Name (full name) []:Tokyo ■■■ 入力
Locality Name (eg, city) [Default City]:Chuo-ku ■■■ 入力
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:OREORE Co.LTD ■■■ 入力
Organizational Unit Name (eg, section) []: ■■■ 入力
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:OREORE Root CA ■■■ Common Name (CN) を入力
Email Address []: ■■■ 入力

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []: ■■■ 入力
An optional company name []: ■■■ 入力
Using configuration from CA2.cnf
Enter pass phrase for ./CA2/private/./cakey.pem: ■■■ CA2のパスフレーズ [CA2CA2]
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
        Serial Number: 10137276246855856305 (0x8caed70973d930b1)
        Validity
            Not Before: Feb  9 15:41:50 2015 GMT
            Not After : Feb  8 15:41:50 2018 GMT
        Subject:
            countryName               = JP
            stateOrProvinceName       = Tokyo
            organizationName          = OREORE Co.LTD
            commonName                = OREORE Root CA
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Key Identifier:
                E4:DB:9E:B7:D3:8A:D8:32:D8:65:86:7D:14:7A:21:69:11:59:E8:6E
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:E4:DB:9E:B7:D3:8A:D8:32:D8:65:86:7D:14:7A:21:69:11:59:E8:6E

            X509v3 Basic Constraints:
                CA:TRUE
Certificate is to be certified until Feb  8 15:41:50 2018 GMT (1095 days)

Write out database with 1 new entries
Data Base Updated
[yoshi@peach CA]$

CA2 証明書（CA1署名済み）を作成する

　CA2自己証明書とは別に、CA1が署名したCA2証明書を作成します。Symantecのクロスルート設定用証明書に該当します。

　まず、スクリプトの仕様上、証明書署名要求をカレントディレクトリのnewreq.pemという名前でコピーします。

[yoshi@peach CA]$ cp CA2/careq.pem newreq.pem

　CA1で署名します。

[yoshi@peach CA]$ ./CA1.sh -signCA
Using configuration from CA1.cnf
Enter pass phrase for ./CA1/private/cakey.pem:  ■■■ CA1のパスフレーズ [CA1CA1]
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
        Serial Number: 11061549544609770146 (0x998284b447d96aa2)
        Validity
            Not Before: Feb  9 15:49:08 2015 GMT
            Not After : Feb  9 15:49:08 2016 GMT
        Subject:
            countryName               = JP
            stateOrProvinceName       = Tokyo
            localityName              = Chuo-ku
            organizationName          = OREORE Co.LTD
            commonName                = OREORE Root CA
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Key Identifier:
                E4:DB:9E:B7:D3:8A:D8:32:D8:65:86:7D:14:7A:21:69:11:59:E8:6E
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:C8:83:40:67:2F:F6:33:C0:6A:6C:32:7E:1A:78:05:70:C1:96:BA:7A

            X509v3 Basic Constraints:
                CA:TRUE
Certificate is to be certified until Feb  9 15:49:08 2016 GMT (365 days)
Sign the certificate? [y/n]:y ■■■ 入力


1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]y ■■■ 入力
Write out database with 1 new entries
Data Base Updated
Signed CA certificate is in newcert.pem
[yoshi@peach CA]$

　作成した署名済み証明書を移動し、不要な証明書署名要求を削除します。

[yoshi@peach CA]$ mv newcert.pem CA2/cacert_signed_by_CA1.pem
[yoshi@peach CA]$ rm newreq.pem

CA2 作成結果

内容	Filename
CA2 秘密鍵	CA2/private/cakey.pm
CA2 証明書署名要求	CA2/careq.pem
CA2 証明書（自己署名）	CA2/cacert.pem
CA2 証明書（CA1が署名）	CA2/cacert_signed_by_C1.pem

CA3 (OREORE Intermediate CA) の構築

　中間認証局を構築します。

　CA1、CA2と同様、スクリプトにより自己署名証明書が作成されますが、これは使用せず、代わりにCA2で署名を行った証明書を作成します。

スクリプト（CA3.sh）の準備

[yoshi@peach CA]$ cp /etc/pki/tls/misc/CA CA3.sh
[yoshi@peach CA]$ vi CA3.sh
[yoshi@peach CA]$ cat CA3.sh
（略）
CADAYS="-days 1095"     # 3 years
CATOP=./CA3 ■■■ 追加
SSLEAY_CONFIG="-config CA3.cnf" ■■■ 追加
REQ="$OPENSSL req $SSLEAY_CONFIG"
（略）

openssl 設定ファイル(CA3.cnf)の準備

[yoshi@peach CA]$ cp /etc/pki/tls/openssl.cnf CA3.cnf
[yoshi@peach CA]$ vi CA3.cnf
[yoshi@peach CA]$ cat CA3.cnf
(略)
# dir           = /etc/pki/CA           # Where everything is kept ■■■ コメントアウト
dir           = ./CA3 ■■■ 追加
(略)
[yoshi@peach CA]$

CA3の作成

　このスクリプトで、秘密鍵、証明書署名要求、自己署名証明書、CAに必要なフォルダを一気に作成します。（ただしこの自己署名証明書は使用しません。）

[yoshi@peach CA]$ ./CA3.sh -newca
CA certificate filename (or enter to create)

Making CA certificate ...
Generating a 2048 bit RSA private key
.....................................+++
...................................+++
writing new private key to './CA3/private/./cakey.pem'
Enter PEM pass phrase:
Verifying - Enter PEM pass phrase:
-----
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:JP
State or Province Name (full name) []:Tokyo
Locality Name (eg, city) [Default City]:Chuo-ku
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:OREORE Co.LTD
Organizational Unit Name (eg, section) []:
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:OREORE Intermediate CA
Email Address []:

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:
An optional company name []:
Using configuration from CA3.cnf
Enter pass phrase for ./CA3/private/./cakey.pem:
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
        Serial Number: 16205188096025898431 (0xe0e464b6ee032dbf)
        Validity
            Not Before: Feb  9 16:16:12 2015 GMT
            Not After : Feb  8 16:16:12 2018 GMT
        Subject:
            countryName               = JP
            stateOrProvinceName       = Tokyo
            organizationName          = OREORE Co.LTD
            commonName                = OREORE Intermediate CA
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Key Identifier:
                A0:66:52:BC:15:72:0A:37:1A:E3:AA:CD:4A:CA:62:62:D0:90:34:8E
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:A0:66:52:BC:15:72:0A:37:1A:E3:AA:CD:4A:CA:62:62:D0:90:34:8E

            X509v3 Basic Constraints:
                CA:TRUE
Certificate is to be certified until Feb  8 16:16:12 2018 GMT (1095 days)

Write out database with 1 new entries
Data Base Updated
[yoshi@peach CA]$

CA3 証明書（CA2署名済み）を作成する

　作成された自己署名証明書は使用せず、代わりにCA2が署名したCA3証明書を作成します。Symantecの中間CA証明書に該当します。

　まず、スクリプトの仕様上、証明書署名要求をカレントディレクトリのnewreq.pemという名前でコピーします。

[yoshi@peach CA]$ cp CA3/careq.pem newreq.pem

　CA2で署名します。

[yoshi@peach CA]$ ./CA2.sh -signCA
Using configuration from CA2.cnf
Enter pass phrase for ./CA2/private/cakey.pem: ■■■ CA2のパスフレーズ [CA2CA2]
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
        Serial Number: 10137276246855856306 (0x8caed70973d930b2)
        Validity
            Not Before: Feb  9 16:18:33 2015 GMT
            Not After : Feb  9 16:18:33 2016 GMT
        Subject:
            countryName               = JP
            stateOrProvinceName       = Tokyo
            localityName              = Chuo-ku
            organizationName          = OREORE Co.LTD
            commonName                = OREORE Intermediate CA
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Key Identifier:
                A0:66:52:BC:15:72:0A:37:1A:E3:AA:CD:4A:CA:62:62:D0:90:34:8E
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:E4:DB:9E:B7:D3:8A:D8:32:D8:65:86:7D:14:7A:21:69:11:59:E8:6E

            X509v3 Basic Constraints:
                CA:TRUE
Certificate is to be certified until Feb  9 16:18:33 2016 GMT (365 days)
Sign the certificate? [y/n]:y ■■■ 入力


1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]y ■■■ 入力
Write out database with 1 new entries
Data Base Updated
Signed CA certificate is in newcert.pem
[yoshi@peach CA]$

　作成した署名済み証明書を移動し、不要な証明書署名要求を削除します。

[yoshi@peach CA]$ mv newcert.pem CA3/cacert_signed_by_C2.pem
[yoshi@peach CA]$ rm newreq.pem
[yoshi@peach CA]$

中間認証局証明書を一つにまとめる

　クロスルート設定用証明書と中間CA証明書は1つのファイルとしておいたほうが扱いやすいので、2つの証明書を結合します。Symantecでも結合された中間CA証明書が用意されています。

[yoshi@peach CA]$ cat CA2/cacert_signed_by_CA1.pem CA3/cacert_signed_by_C2.pem >> CA3/cacert_intermediate_CA2_CA3.pem

作成結果 （CA1～CA3のまとめ）

内容	Filename
CA1 秘密鍵	CA1/private/cakey.pm
CA1 証明書署名要求	CA1/careq.pem
CA1 証明書（自己署名）	CA1/cacert.pem
CA2 秘密鍵	CA2/private/cakey.pm
CA2 証明書署名要求	CA2/careq.pem
CA2 証明書（自己署名）	CA2/cacert.pem
CA2 証明書（CA1が署名）	CA2/cacert_signed_by_C1.pem
CA3 秘密鍵	CA2/private/cakey.pm
CA3 証明書署名要求	CA3/careq.pem
CA3 証明書（自己署名、使用しない）	CA3/cacert.pem
CA3 証明書（CA2が署名）	CA3/cacert_signed_by_C2.pem
中間CA証明書(CA2, CA3)	CA3/cacert_intermediate_CA2_CA3.pem

サーバ証明書の作成

　以上で全ての認証局が作成されました。ここまではCA（Symantec）の仕事だったのですが、ここからは役割を変えて、サーバ管理者の立場でサーバ証明書を作成します。ただし、途中で証明書署名要求をCAに渡し、CAの立場で署名するシーンがありますので注意してください。

秘密鍵と証明書署名要求の生成

サーバの秘密鍵を生成します。

[yoshi@peach CA]$ mkdir SERVER
[yoshi@peach CA]$ openssl genrsa -des3 -out SERVER/server.key 2048
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
......................+++
............................................................................................................................+++
e is 65537 (0x10001)
Enter pass phrase for SERVER/server.key: ■■■ SERVERのパスフレーズ [SERVER]
Verifying - Enter pass phrase for SERVER/server.key: ■■■ SERVERのパスフレーズ [SERVER]
[yoshi@peach CA]$

証明書署名要求を作成します。

[yoshi@peach CA]$ openssl req -new -key SERVER/server.key -out SERVER/server.csr
Enter pass phrase for SERVER/server.key: ■■■ SERVERのパスフレーズ [SERVER]
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:JP ■■■ 入力
State or Province Name (full name) []:Tokyo ■■■ 入力
Locality Name (eg, city) [Default City]:Chuo-ku ■■■ 入力
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:Example Co.Ltd ■■■ 入力
Organizational Unit Name (eg, section) []: ■■■ 入力
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:www.example.com ■■■ 入力
Email Address []: ■■■ 入力

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []: ■■■ Enterを入力
An optional company name []: ■■■ Enterを入力
[yoshi@peach CA]$

CA3によりサーバ証明書署名要求に署名する

　ここで再度CA（Symantec）の立場になり、サーバ管理者が作成した証明書署名要求に署名し、サーバ証明書を作成します。

　スクリプトの仕様上、証明書署名要求をカレントディレクトリのnewreq.pemという名前でコピーします。

[yoshi@peach CA]$ cp SERVER/server.csr newreq.pem

　CA3で署名します。

[yoshi@peach CA]$ ./CA3.sh -sign
Using configuration from CA3.cnf
Enter pass phrase for ./CA3/private/cakey.pem: ■■■ CA3のパスフレーズ [CA3CA3]
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
        Serial Number: 16205188096025898432 (0xe0e464b6ee032dc0)
        Validity
            Not Before: Feb  9 17:13:30 2015 GMT
            Not After : Feb  9 17:13:30 2016 GMT
        Subject:
            countryName               = JP
            stateOrProvinceName       = Tokyo
            localityName              = Chuo-ku
            organizationName          = Example Co.Ltd
            commonName                = www.example.com
        X509v3 extensions:
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-----BEGIN CERTIFICATE-----
(略)
-----END CERTIFICATE-----
Signed certificate is in newcert.pem
[yoshi@peach CA]$

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[yoshi@peach CA]$ mv newcert.pem SERVER/server.crt
[yoshi@peach CA]$ rm newreq.pem

サーバ証明書 作成結果

内容	Filename
SERVER 秘密鍵	SERVER/server.key
SERVER 証明書署名要求	SERVER/server.req
SERVER 証明書（CA3が署名）	SERVER/server.crt