Debian OpenSSL

Allgemein

OpenSSL schafft sämtliche Grundlagen, um sicher und verschlüsselt vertrauliche Informationen wie z.B. Username/Passwort und Emails via Internet zu übertragen. Für kommerzielle Anwendungen (z.B. Onlineshops und vor allem Onlinebanking) sind Zertifikate, erforderlich, die von einer vertrauenswürdigen CA (Certification Authority) signiert sind. Diese sog. Root_CA-Zertifiakte sind normalerweise in allen aktuellen Browsern und Mail-Clients bereits intergriert, sodass das Zertifikat einer Website automatisch verifiziert werden kann. Da ein derartiges signiertes Zertifikat für einen privat betriebenen Server viel zu kostspielig ist (ca 50€ ... 200€ pro Jahr), wird im folgenden ein sog. Selfsigned Zertifikat verwendet. zu diesem Zweck wird zunächst eine eigene CA eingerichtet, mit dessen Hilfe anschließend sämtliche zu erzeugenden Zertifikate signiert werden können. Nach dem (manuellen) Import des CA-Zertifikates in Browser/Mailtool, können diese analog zu kommerziell signierten Zertifikaten die Vertrauenswürdigkeit der Zertifikate ebenfalls überprüfen.

Installation OpenSSL

Falls OpenSSL noch nicht installiert sein sollte, dies nun nachholen:

apt-get install openssl

Verzeichnisse für die eigene CA und die selfsigned Zertifikate anlegen:

mkdir /etc/ssl/CA
cd /etc/ssl/CA
mkdir newcerts private

In diesen Verzeichnissen werden folgende Files abgelegt:

• CA:
  • CA-Zertifikat
  • Schlüssel, Requests und signierte Zertifikate
  • Datenbank aller signieren zertifikate
• private: Privates Schlüsselfile der CA. Dieser Schlüssel ist enorm wichtig, und sollte an einer sicheren Stelle (Backup) archiviert werden, wo er sicher vor Datenverlust und unberechtigtem Zugriff ist. Ohne diesen Schlüssel können keine Zertifikate signiert werden. D.h. im Falle des Verlustes muss die CA und sämtliche Zertifikate neu erstellt werden.
• newcerts: Enthält eine Kopie sämtlicher signierter Zertifikate

Initialisieren der Datenbank:

Achtung:
Die beiden folgenden Befehle nur ausführen, wenn mit dieser CA vorher noch keine Zertifikate signiert wurden. Ansonsten könnte es zu Zertifikaten mit identischer Seriennummer kommen, was nicht zulässig ist, und die Clients "verwirren" könnte.

echo '01' >serial
touch index.txt 

OpenSSL Konfigurationsdatei

Die Datei openssl.conf enthält Einträge, die im Folgenden eine Menge Tipparbeit einsparen wird

vi openssl.conf

Folgende Zeilen einfügen (evtl. default_days erhöhen, damit die mit dieser CA signierten Zertifikate länger als ein Jahr gültig sind):

#
# OpenSSL configuration file.
#

# Establish working directory.
dir                     = .

[ req ]
default_bits            = 1024                  # Size of keys
default_keyfile         = key.pem               # name of generated keys
default_md              = md5                   # message digest algorithm
string_mask             = nombstr               # permitted characters
distinguished_name      = req_distinguished_name

[ req_distinguished_name ]
# Variable name           Prompt string
#----------------------   ----------------------------------
0.organizationName      = Organization Name (company)
organizationalUnitName  = Organizational Unit Name (department, division)
emailAddress            = Email Address
emailAddress_max        = 40
localityName            = Locality Name (city, district)
stateOrProvinceName     = State or Province Name (full name)
countryName             = Country Name (2 letter code)
countryName_min         = 2
countryName_max         = 2
commonName              = Common Name (hostname, IP, or your name)
commonName_max          = 64

# Default values for the above, for consistency and less typing.
# Variable name                   Value
#------------------------------   ------------------------------
0.organizationName_default      = Private
localityName_default            = Other
stateOrProvinceName_default     = Bavaria
countryName_default             = DE

[ v3_ca ]
basicConstraints        = CA:TRUE
subjectKeyIdentifier    = hash
authorityKeyIdentifier  = keyid:always,issuer:always

[ v3_req ]
basicConstraints        = CA:FALSE
subjectKeyIdentifier    = hash

[ ca ]
default_ca              = CA_default

[ CA_default ]
serial                  = $dir/serial
database                = $dir/index.txt
new_certs_dir           = $dir/newcerts
certificate             = $dir/cacert.pem
private_key             = $dir/private/cakey.pem
default_days            = 365
default_md              = md5
preserve                = no
email_in_dn             = no
nameopt                 = default_ca
certopt                 = default_ca
policy                  = policy_match

[ policy_match ]
countryName             = match
stateOrProvinceName     = match
organizationName        = optional
organizationalUnitName  = optional
commonName              = supplied
emailAddress            = optional

Wichtige Anmerkungen

Für die SSL-Zertifikate sind einige Parameter wichtig. Diese sind:

  * C (country:2 Zeichen)
  * ST (State/Provinz)
  * L (Locality/Ort)
  * O (Organisation)
  * OU (Organisational Unit)
  * Email Adress
  * CN (Common Name) 

• Country(C) und State (ST) müssen bei CA und erstellten Zertifikaten identisch sein.
• Ort ist optional
• Email Adress ist optional
• Organisation, Organisational Unit und Common Name sollten bei CA und erstellten Zertifikaten unterschiedlich sein. Ansonsten kann es einerseits bei der Signierung der Zertifikate selbst, oder auch später bei den Clients zu Problemen kommen.
• Common Name eines Zertifikates (Nicht CA) muss unbedingt exakt mit dem Servernamen des zu sichernden Servers übereinstimmen. Ansonsten werden die Clients den Unterschied zwischen Zertifkat Common Name und Servernamen "anmeckern".

CA erstellen

Die Certification Authority wird mit folgendem Befehl erzeugt (Gültigkeit der CA: 10Jahre - 3650 days):

openssl req -new -x509 -extensions v3_ca -keyout privatecakey.pem -out cacert.pem -days 3650 -config ./openssl.cnf

Dieser Befehl erzeugt:

• /etc/ssl/CA/cacert.pem: Root-Zertifikat der CA
• /etc/ssl/CA/private/cakey.pem:

Es sind folgende Eingaben erforderlich (siehe auch → hier):

• Passphrase (2x). Schützt den CA-key (private/cakey.pem) vor unberechtigter Nutzung. Dieses Passwort ist später erforderlich, um Zertifikate zu signieren.
• O: z.B. Private CA
• OU: z.B. CA Administration
• Email Adress: z.B. leer
• L: z.B. Other
• ST: z.B. Bavaria
• C: z.B. DE
• CN: z.B. domain_Root_CA

Fingerprint (SHA-1 Algorithmus) des Root-CA Zertifikates ermitteln:

openssl x509 -in /etc/ssl/CA/cacert.pem -noout -fingerprint

Dieser Fingerprint identifiziert das Root-CA Zertifikat eindeutig.

Zum Importieren in den Clients (Webbrowser, Mailprogramm), solte das Root-CA-Zertifikat unter einem anderen Namen (und Dateiendung) abgespeichert werden:

cp cacert.pem MeinRootCA.crt

Server-Zertifikat erstellen

Im folgenden wird ein Serverzertifikat erstellt, das für einen Web- oder Mailserverver verwendet werden kann.

Certificate Signing Request

Der CSR enthält alle wesentlichen Angaben zum Zertifikat, das dann im zweiten Schritt mit eben angelegter CA signiert wird.

openssl req -new -nodes -out req.pem -config ./openssl.cf

Dieser Befehl erzeugt:

• /etc/ssl/CA/req.pem: Zertifikats Request
• /etc/ssl/CA/key.pem: privater Schlüssel für das Zertifikat

Es sind folgende Eingaben erforderlich (siehe auch → hier):

• Passphrase (2x). Schützt den Schlüssel (key.pem) vor unberechtigter Nutzung.
• O: z.B. Private
• OU: z.B. Server Administration
• Email Adress: z.B. leer
• L: z.B. Other
• ST: z.B. Bavaria
• C: z.B. DE
• CN: z.B. domain.org

Zertifikat signieren

Damit das Zertifikat gültig wird, muss es von einer CA signiert werden. Der eben erzeugte Zertifikate Request kann von einer kommerziellen CA, oder von unserer eigenen CA signiert werden. Hier wird das Zertifikat von der oben angelegten CA signiert.

openssl ca -out cert.pem -config ./openssl.cnf -infiles req.pem

Zum Signieren sind noch folgende Angaben erforderlich:

• Passwort des CA-Keys (siehe → hier)
• Sign the certificate? [y/n]: y
• 1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]: y

Dadurch wird schließlich das gültige Zertifikat /etc/ssl/CA/cert.pem und zusätzlich eine Kopie in /etc/ssl/CA/newcerts/xy.pem (xy: Serialnummer des erzeugten Zertifikats)

Zertifikat und Key verwalten

Dem Key und dem signierten Zertifikat sollten aussagekräftige Namen (z.B. apache-cert.pem, apache-key.pem, wildcard-cert.pem, wildard-key.pem usw), damit diese später einwandfrei identifizierbar sind.

mv req.pem server-req.pem
mv key.pem server-key.pem
mv cert.pem server-cert.pem

Zusätzlich besteht die Möglichkeit, Key und Zertifikat in einem gemeinsamen File "zu verheiraten". Je nach Anwendung (z.B. Apache oder Mailserver) kann es vorteilhaft/erforderlich sein, Key und Zertifikat in zwei getrennten Files (Cyrus, Apache) oder in einem gemeinsamen File (Apache) zur Verfügng zu stellen. Mit folgendem Befehl wird Key und Zertifikat im File /etc/ssl/CA/key-cert.pem generiert:

cat server-key.pem server-cert.pem >server.pem

Optional: Wildcard Zertifikat

Ein sog. Wildcardzertifikat wird in identischer Form zum eben erstellten Serverzertifikat angelegt. Der einzige Unterschied besteht darin, dass CN=*.domain.org anstatt CN=domain.org gesetzt wird. Dadurch ist das Zertifikat für alle Subdomains (z.B. Virtuelle Hosts bei Apache) von domain.org gültig. Dieses Zertifikat ist allerdings nicht gültig für https://domain.org.

Vorgehen analog Serverzertifikat:

openssl req -new -nodes -out req.pem -config ./openssl.cf
openssl ca -out cert.pem -config ./openssl.cnf -infiles req.pem
mv req.pem wildcard-req.pem
mv key.pem wildcard-key.pem
mv cert.pem wildcard-cert.pem
cat wildcard-key.pem wildcard-cert.pem >wildcard.pem

Zertifikat im Client importieren

Root-CA Zertifikat verteilen

Damit die Clients das selbstsignierte Zertifikat identifizieren und als vertrauenswürdig einstufen können, muss das Root-CA-Zertifikat (MeinRootCa.crt) in den Client Programmen importiert werden. Um ein "falsches" oder gefälschtes Root-CA-Zertifikat vor dem Import erkennen zu können, sollte immer der korrekte Fingerprint bekannt sein. Ist dies nicht der Fall, ist Vorsicht gebotoen.

Der Import des Root-CA-Zertifkates kann auf vielfältige Art und Weise geschehen:

• via FTP-Server
• per Mailversand
• WinSCP
• Eine besonders elegante Möglichkeit das Root-CA-Zertifikat den Clients zur Verfügung zu stellen, besteht darin, dieses als Download auf einem Webserver zur Verfügung zu stellen:

cp /etc/ssl/CA/MeinRootCA.crt /var/www/
vi /var/www/rootca.html

Folgende Zeilen eingeben (domain.org mit realer Domain ersetzen, FINGERPRINT mit dem ermittelten SHA-1 Fingerprint ersetzen)

<html>
 <body>
  <h1>Download des Root CA-Zertifikates für Domain '''''domain.org'''''</h1>
  Folgenden Link bitte mit der rechten Maustaste anklicken und "Ziel speichern unter..." auswaehlen,
   um das Root-CA Zertifikat auf den lokalen PC zu uebertragen.:  <a href="http://'''''domain.org'''''/MeinRootCA.crt">MeinRootCA.crt</a>

---

  SHA-1 Fingerprint des Root-CA-Zertifikates: FINGERPRINT
 </body>
</html>

• Webseite im Webbrowser öffnen: http://domain.org/rootca.html
• Den Link auf MeinRootCA.crt mit der rechten Maustaste anklicken und Ziel speichern unter... auswählen
• Root-CA Zertifikat lokal auf dem PC abspeichern

Mozilla Firefox und Thunderbird

Hinweis:
Firefox sollte nicht im privaten Modus sein, da er ansonsten das Root-CA-Zertifikat nur für die eine Sitzung speichert und es nach einem Neustart nicht mehr kennt.

• Einstellungsdialog öffnen
• Tab Erweitert
• Tab Verschlüsselung
• Button Zertifikate anzeigen
• Tab Zertifizierungsstellen

• Button Importieren auswählen
• Das auf den Client übertragene Root-CA-Zertifikat (MeinRootCA.crt) auswählen und bestätigen.
• Button Ansicht anklicken
• Die Daten des Root-CA-Zertifikates überprüfen und insbesondere den SHA-1 Fingerprint verifizieren und Dialog wieder schließen
• Wenn die Daten des Zertifikates in Ordnung sind:
  • Dieser CA vertrauen, um Websites zu identifizieren anwählen
  • Dieser CA vertrauen, um E-Mail-Nutzer zu identifizieren anwählen
  • mit Button OK bestätigen.
• Ansonsten den Import abbrechen

Hinweis:
Falls im Tab Server bereits Server-Zertifikate mit der Domain (CN) des selbstsignierten Zertifikates vorhanden sind, sollten diese nun gelöscht werden. Das selbstsignierte Zertifikat wird durch den Import des Root-CA Zertifikats als vertrauenswürdig erkannt.

Internet Explorer

• Menü Extras/Internetoptionen
• Reiter Inhalte
• Button Herausgeber
• Reiter Vertrauenswürdige Stammzertifizierungsstellen
• Button Importieren auswählen
• Dem Assistenten folgen und das Root-CA-Zertifikat (MeinRootCA.crt) auswählen. Die folgenden Abfragen bestätigen.
• Am Ende (nachdem der Button fertigstellen betätigt wurde) wird ein Dialog angezeigt, der sämtliche Details des Root-CA-Zertifikates anzeigt. Die Daten überprüfen und insbesondere den SHA-1 Fingerprint verifizieren.
• Wenn das Zertifikat in Ordnung ist, Button Ja auswählen, ansonsten nein