X.509证书工作原理及示例

一、X.509证书简介

X.509是国际电信联盟-电信（ITU-T）部分标准和国际标准化组织（ISO）的证书格式标准。作为ITU-ISO目录服务系列标准的一部分，X.509是定义了公钥证书结构的基本标准。1988年首次发布，1993年和1996年两次修订。当前使用的版本是X.509 V3，它加入了扩展字段支持，这极大地增进了证书的灵活性。X.509 V3证书包括一组按预定义顺序排列的强制字段，还有可选扩展字段，即使在强制字段中，X.509证书也允许很大的灵活性，因为它为大多数字段提供了多种编码方案。X.509 V4版已经推出。它是一种行业标准或者行业解决方案，在X.509方案中,默认的加密体制是公钥密码体制。为进行身份认证,X.509标准及公共密钥加密系统提供了数字签名的方案。用户可生成一段信息及其摘要(亦称作信息”指纹”)。用户用专用密钥对摘要加密以形成签名,接收者用发送者的公共密钥对签名解密,并将之与收到的信息”指纹”进行比较,以确定其真实性。此问题的解决方案即X.509标准与公共密钥证书。本质上，证书由公共密钥加密钥拥有者的用户标识组成，整个字块有可信赖的第三方签名。典型的第三方即大型用户群体(如政府机关或金融机构)所信赖的CA。相关资料：

X.509标准简介

X.509标准简介2

二、X.509证书的结构

1.X.509证书基本部分

1.1版本号

标识证书的版本(版本1、2、3)

1.2序列号

标识证书的唯一整数，由证书颁发者分配的本证书的唯一标识符

1.3签名

用于签证书的算法标识，由对象标识符加上相关的参数组成，用于说明本证书所用的数字签名算法。例如，SHA-1和RSA的对象标识符就用来说明该数字签名是利用RSA对SHA-1杂凑加密

1.4颁发者

证书颁发者的可识别名(DN)

1.5有效期

证书有效期的时间段。本字段由 ”Not Before” 和 “Not After” 两项组成，他们分别由UTC时间或一般的时间表示(在RFC2459中有详细的时间表示规则)

1.6主体

证书拥有者的可识别名，该字段必须为非空的，除非在证书拓展中有别名

1.7主体公钥信息

主体的公钥(以及算法标识符)

1.8颁发者唯一标识符

标识符—证书颁发者的唯一标识符，仅在版本2和版本3中有要求，属于可选项

1.9主体唯一标识符

证书拥有者的唯一标识符，仅在版本2和版本3中有要求，属于可选项

2.X.509证书拓展部分

可选的标准和专用的拓展(仅在版本2和版本3中使用)，拓展部分的元素都有这样的结构：

Extension ::= SEQUENCE {
		extnID		OBJECT IDENTIFIER,
		critical		BOOLEAN DEFAULT FALSE,
		extnValue	OCTET STRING
}
extnID：表示一个拓展元素的OID
critical：表示这个拓展元素是否极重要
extnValue：表示这个拓展元素的值，字符串类型

拓展部分包括：

2.1发行者密钥标识符

证书所含密钥的唯一标识符，用来区分同一证书拥有者的多对密钥

2.2密钥使用

一个比特串，指明(限定)证书的公钥可以完成的功能或服务，如：证书签名、数据加密等如果某一证书将KeyUsage拓展标记为”极重要”，而且设置为”keyCertSign”，则在SSL通信期间该证书出现时将被拒绝，因为该证书拓展表示相关私钥应只用于签写证书，而不应该用于SSL

2.3CRL分布点

指明CRL的分布地点

2.4私钥的使用期

指明证书中与公钥相联系的密钥的使用期限，它也有Not Before 和 Not After组成。若此项不存在时，公私钥的试用期是一样的

2.5证书策略

由对象标识符和限定符组成，这些对象标识符说明证书的颁发和使用策略有关

2.6策略映射

表明两个CA域之间的一个或多个策略对象标识符的等价关系，仅在CA证书里存在

2.7主体别名

指出证书拥有者的别名，如电子邮件地址、IP地址等，别名是和DN绑定在一起的

2.8颁发者别名

指出证书颁发者的别名，如电子邮件地址、IP地址等，但颁发者的DN必须出现在证书的颁发者字段

2.9主题目录属性

指出证书拥有者的一些列属性。可以使用这一项来传递访问控制信息

X.509文档：RFC5280

Internet X.509 Public Key Infrastructure Certificate and Certificate Revocation List (CRL) Profile

三、X.509证书实例

这里写图片描述

四、工作原理

X.509给出的鉴别框架是一种基于公开密钥体制的鉴别业务密钥管理。用户拥有两把密钥—公钥、私钥。在发送文件之前，用户可以用加密算法对信息加密，然后用接收者的公钥再次加密，而接受者就可以用自己的私钥对其解密。该框架允许用户将其公钥放在CA的目录项中，用户想与其他用户通信，就可以直接从对方的目录项中获得相应的公开密钥，用于各种安全服务

解析X.509证书过程：

从磁盘上的证书文件中读取证书数据(证书数据长度)
获取CertContext
获取证书信息(证书版本号、证书SN、证书颁发者、证书主题、有效起始日期、有效终止日期)
创建临时密钥容器
向容器中导入公钥，获取公钥句柄
导出公钥(最好采用二次调用方式)
获取公钥信息
清理工作

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