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 certs key newcerts private req

In diesen Verzeichnissen werden folgende Files abgelegt:

• CA:
  • Root-CA-Zertifikat
  • Datenbank aller signieren zertifikate
  • Schlüssel, Requests und signierte Zertifikate während der Erstellung
• 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.
• key: Keyfiles aller erstellten Zertifikate
• req: Zertifikat Request Files (noch nicht signiert)
• certs: Enthält sämtliche signierte Zertifikate
• 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. Debian installiert bereits eine openssl.cnf im Ordner /etc/ssl. Diese wird im folgenden als Ausgangspunkt verwendet.

cp /etc/ssl/openssl.cnf /etc/ssl/openssl.conf

Anpassen des Files:

vi /etc/ssl/openssl.conf

Folgende Änderungen durchführen:

HOME            = /etc/ssl/CA

Im Bereich [ CA_default ] folgende Änderungen durchführen:

dir             = /etc/ssl/CA
copy_extensions = copy      (Kommentarzeichen [#] entfernen)
default_days    = 365       (bei Bedarf erhöhen, damit generierte Zertifikate länger gelten)

Im Bereich [ policy_match ] folgende Änderung durchführen:

 organizationName       = optional

Im Bereich [ req ] folgende Änderung durchführen:

default_keyfile         = key.pem
req_extensions = v3_req     (das Kommentarzeichen [#] entfernen)

Im Bereich [ req_distinguished_name ] folgende Änderungen druchführen:

countryName_default             = DE
stateOrProvinceName_default     = Bavaria
0.organizationName_default      = Private
organizationalUnitName_default  = Server Administration

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 private/cakey.pem -out cacert.pem -days 3650 -config ./openssl.conf

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. domain_Root_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

Zugriffsrechte setzen:

chmod 600 private/cakey.pem

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.conf

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

Inhalt des Zertifikates überprüfen:

openssl req -in req.pem -text -verify -noout

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.conf -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) erstellt.

Der Inhalt des signierten Zertifikates kann folgendermaßen überprüft werden:

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

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 req/server-req.pem
mv key.pem key/server-key.pem
mv cert.pem certs/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 key/server-key.pem certs/server-cert.pem >certs/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.conf
openssl ca -out cert.pem -config ./openssl.conf -infiles req.pem
mv req.pem req/wildcard-req.pem
mv key.pem key/wildcard-key.pem
mv cert.pem certs/wildcard-cert.pem
cat key/wildcard-key.pem certs/wildcard-cert.pem >certs/wildcard.pem

Optional: Zertifikat für mehrere Domains

Das Wildcard-Zertifikat gilt für sämtliche Subdomains einer Domain. Es besteht aber auch die Möglichkeit, ein Zertifikat für mehrere Domains (und IP-Adressen) gültig zu machen. Dafür werden sog. subjectAltNames verwendet. Dies erfordert eine Modifikation der openssl.conf

vi /etc/ssl/CA/openssl.conf

Am Ende des [ v3_req ] Bereich's folgende Zeilen ergänzen:

subjectAltName = @alt_names

[alt_names]
DNS.1 = test.homelinux.org
DNS.2 = www.test.homelinux.org
DNS.3 = wiki.test.homelinux.org
DNS.4 = *.test.dyndns.org
IP.1 = 192.168.178.227
IP.2 = 192.168.178.228

Hier können beliebig viele DNS.x (Domainnamen) und IP.y (IP-Adressen) Einträge eingefügt werden. Wie im obigen Beispiel (*.test.dyndns.org) ist es hier auch möglich, Wildcards zu verwenden.

Der Rest der Generierung erfolgt exakt wie für ein Serverzertifikat bzw. Wildcardzertifikat.

Hinweis:
Nach der Signierung des Zertifikates sollte die Zeile subjectAltName wieder kommentiert werden (Kommentarzeichen # davor einfügen). Der Bereich [ alt_names] kann veerbleiben, da er ohne den subjectAltNames- Eintrag nicht mit berücksichtigt wird.

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 und Outlook

Internet und Outlook verwenden den Zertifikatespeicher von Windows. Das Root bzw. Stammzertifikat kann auf zweierlei Arten importiert werden:

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

Windows Explorer

• Das Root-Zertifikat im Windows Explorer doppelklicken
• Button Zertifikat installieren ... auswählen
• Im erscheinenden Zertifikatimport-Assistent den Button Weiter anklicken
• Den Optionsbutton Alle Zertifikate in folgendem Speicher speichern anwählen und anschließend auf Durchsuchen klicken
• Im erscheinenden Fenster Vertrauenswürdige Stammzertifizierungsstellen auswählen und mit Button OK bestätigen
• Nach Rückkehr zum Zertifikatimport-Assistent den Button Weiter anklicken
• Mit Fertigstellen den Assistenten beenden

Zertifikat wiederrufen

Um ein neues Zertifikat mit dem gleichen "CommonName" zu erstellen, muß das alte Zertifikat erst wiederrufen werden. Dieses ist im "newcerts" Ordner abgelegt. Der Dateiname entspricht der Nummer aus der "Index.txt" Datei plus die Dateiendung .pem .

Das Zertifikat wird mittels folgendem Befehl wiederrufen:

openssl ca -revoke newcerts/03.pem -config ./openssl.cnf

Als Ausgabe sollte erscheinen:

debian:/etc/ssl/CA# openssl ca -revoke newcerts/03.pem -config ./openssl.conf

Using configuration from ./openssl.conf
Enter pass phrase for ./private/cakey.pem:
Revoking Certificate 03.
Data Base Updated
debian:/etc/ssl/CA#

Nun ist das alte Zertifikat zurückgezogen und man kann mit dem Neusignieren des Original Requests beginnen.

Hinweis:
Der Status des Zertifikats sollte von V (valid) auf R (revoked) wechseln. Gütliges Zertifikat: ...... V 201079104254Z 03 unknown /C=DE/ST=Bavaria/O=Mail_CA/OU=Mail_CA/CN=domain.org Zurückgezogenes Zertifikat ..... R 201079104254Z 03 unknown /C=DE/ST=Bavaria/O=Mail_CA/OU=Mail_CA/CN=domain.org