我有一个 C/C++ 应用程序，我需要创建一个包含公钥和私钥的 X509 pem 证书。证书可以是自签名的，也可以是未签名的，没关系。
我想在应用程序中执行此操作，而不是从命令行。
哪些 OpenSSL 功能将为我做这件事？任何示例代码都是奖励！
Tim
问问题
69489 次
4 回答
213
我意识到这是一个非常晚（而且很长）的答案。但考虑到这个问题在搜索引擎结果中的排名，我认为可能值得写一个像样的答案。
您将在下面阅读的很多内容都是从这个演示和 OpenSSL 文档中借来的。下面的代码适用于 C 和 C++。
在我们真正创建证书之前，我们需要创建一个私钥。OpenSSL 提供了EVP_PKEY在内存中存储与算法无关的私钥的结构。这个结构被声明openssl/evp.h但被包含openssl/x509.h（我们稍后需要）所以你不需要显式地包含头文件。
为了分配EVP_PKEY结构，我们使用EVP_PKEY_new：
EVP_PKEY * pkey;
pkey = EVP_PKEY_new();
还有一个用于释放结构的相应函数EVP_PKEY_free——它接受一个参数：EVP_PKEY上面初始化的结构。
现在我们需要生成一个密钥。对于我们的示例，我们将生成一个 RSA 密钥。这是通过在RSA_generate_key中声明的函数完成的openssl/rsa.h。该函数返回一个指向RSA结构的指针。
函数的简单调用可能如下所示：
RSA * rsa;
rsa = RSA_generate_key(
2048, /* number of bits for the key - 2048 is a sensible value */
RSA_F4, /* exponent - RSA_F4 is defined as 0x10001L */
NULL, /* callback - can be NULL if we aren't displaying progress */
NULL /* callback argument - not needed in this case */
);
如果返回值为，RSA_generate_key则说明NULL出现问题。如果没有，那么我们现在有一个 RSA 密钥，我们可以将它分配给我们EVP_PKEY之前的结构：
EVP_PKEY_assign_RSA(pkey, rsa);
当RSA结构被释放时，结构将被自动EVP_PKEY释放。
现在是证书本身。
OpenSSL 使用该X509结构来表示内存中的 x509 证书。该结构的定义在openssl/x509.h. 我们需要的第一个函数是X509_new. 它的使用相对简单：
X509 * x509;
x509 = X509_new();
与. EVP_PKEY_X509_free
X509_*现在我们需要使用一些函数来设置证书的一些属性：
ASN1_INTEGER_set(X509_get_serialNumber(x509), 1);
这会将我们证书的序列号设置为“1”。一些开源 HTTP 服务器拒绝接受序列号为“0”的证书，这是默认设置。下一步是指定证书实际有效的时间跨度。我们通过以下两个函数调用来做到这一点：
X509_gmtime_adj(X509_get_notBefore(x509), 0);
X509_gmtime_adj(X509_get_notAfter(x509), 31536000L);
第一行将证书的notBefore属性设置为当前时间。（该X509_gmtime_adj函数将指定的秒数添加到当前时间 - 在本例中为无。）第二行将证书的notAfter属性设置为从现在起 365 天（60 秒 * 60 分钟 * 24 小时 * 365 天）。
现在我们需要使用我们之前生成的密钥为我们的证书设置公钥：
X509_set_pubkey(x509, pkey);
由于这是一个自签名证书，我们将颁发者的名称设置为主题的名称。该过程的第一步是获取主题名称：
X509_NAME * name;
name = X509_get_subject_name(x509);
如果您以前曾在命令行上创建过自签名证书，您可能还记得被要求输入国家代码。这是我们与组织 ('O') 和通用名称 ('CN') 一起提供的地方：
X509_NAME_add_entry_by_txt(name, "C", MBSTRING_ASC,
(unsigned char *)"CA", -1, -1, 0);
X509_NAME_add_entry_by_txt(name, "O", MBSTRING_ASC,
(unsigned char *)"MyCompany Inc.", -1, -1, 0);
X509_NAME_add_entry_by_txt(name, "CN", MBSTRING_ASC,
(unsigned char *)"localhost", -1, -1, 0);
（我在这里使用值 'CA' 因为我是加拿大人，那是我们的国家代码。另请注意，参数 #4 需要显式转换为unsigned char *.）
现在我们可以实际设置发行者名称：
X509_set_issuer_name(x509, name);
最后，我们准备好执行签名过程。我们X509_sign使用之前生成的密钥进行调用。代码非常简单：
X509_sign(x509, pkey, EVP_sha1());
请注意，我们使用SHA-1散列算法对密钥进行签名。这与mkcert.c我在此答案开头提到的使用 MD5 的演示不同。
我们现在有一个自签名证书！但我们还没有完成——我们需要将这些文件写入磁盘。值得庆幸的是，OpenSSL 也为我们提供了PEM_*在openssl/pem.h. 我们需要的第一个是PEM_write_PrivateKey保存我们的私钥。
FILE * f;
f = fopen("key.pem", "wb");
PEM_write_PrivateKey(
f, /* write the key to the file we've opened */
pkey, /* our key from earlier */
EVP_des_ede3_cbc(), /* default cipher for encrypting the key on disk */
"replace_me", /* passphrase required for decrypting the key on disk */
10, /* length of the passphrase string */
NULL, /* callback for requesting a password */
NULL /* data to pass to the callback */
);
如果您不想加密私钥，则只需传递NULL上面的第三个和第四个参数。无论哪种方式，您都肯定希望确保该文件不是世界可读的。（对于 Unix 用户，这意味着chmod 600 key.pem.）
哇！现在我们只需要一个功能——我们需要将证书写入磁盘。我们需要的功能是PEM_write_X509：
FILE * f;
f = fopen("cert.pem", "wb");
PEM_write_X509(
f, /* write the certificate to the file we've opened */
x509 /* our certificate */
);
我们完成了！希望这个答案中的信息足以让您大致了解一切是如何工作的，尽管我们几乎没有触及 OpenSSL 的表面。
对于那些有兴趣了解上述所有代码在实际应用程序中的样子的人，我整理了一个 Gist（用 C++ 编写），您可以在此处查看。
于 2013-02-26T05:51:05.687 回答
51
您需要先熟悉术语和机制。
根据定义， X.509证书不包含私钥。相反，它是公钥的 CA 签名版本（以及 CA 放入签名中的任何属性）。PEM 格式实际上只支持密钥和证书的单独存储 - 尽管您可以将两者连接起来。
在任何情况下，您都需要调用 OpenSSL API 的 20 多个不同函数来创建密钥和自签名证书。OpenSSL 源代码本身就是一个例子，在demos/x509/mkcert.c
有关更详细的答案，请参阅下面Nathan Osman 的解释。
于 2008-11-02T06:51:35.463 回答
5
Nathan Osman详细而全面地解释了它，在 C++ 中要解决同样的问题，所以这是我的小补充，cpp 风格的重写概念，其中考虑了几个警告：
bool generateX509(const std::string& certFileName, const std::string& keyFileName, long daysValid)
{
bool result = false;
std::unique_ptr<BIO, void (*)(BIO *)> certFile { BIO_new_file(certFileName.data(), "wb"), BIO_free_all };
std::unique_ptr<BIO, void (*)(BIO *)> keyFile { BIO_new_file(keyFileName.data(), "wb"), BIO_free_all };
if (certFile && keyFile)
{
std::unique_ptr<RSA, void (*)(RSA *)> rsa { RSA_new(), RSA_free };
std::unique_ptr<BIGNUM, void (*)(BIGNUM *)> bn { BN_new(), BN_free };
BN_set_word(bn.get(), RSA_F4);
int rsa_ok = RSA_generate_key_ex(rsa.get(), RSA_KEY_LENGTH, bn.get(), nullptr);
if (rsa_ok == 1)
{
// --- cert generation ---
std::unique_ptr<X509, void (*)(X509 *)> cert { X509_new(), X509_free };
std::unique_ptr<EVP_PKEY, void (*)(EVP_PKEY *)> pkey { EVP_PKEY_new(), EVP_PKEY_free};
// The RSA structure will be automatically freed when the EVP_PKEY structure is freed.
EVP_PKEY_assign(pkey.get(), EVP_PKEY_RSA, reinterpret_cast<char*>(rsa.release()));
ASN1_INTEGER_set(X509_get_serialNumber(cert.get()), 1); // serial number
X509_gmtime_adj(X509_get_notBefore(cert.get()), 0); // now
X509_gmtime_adj(X509_get_notAfter(cert.get()), daysValid * 24 * 3600); // accepts secs
X509_set_pubkey(cert.get(), pkey.get());
// 1 -- X509_NAME may disambig with wincrypt.h
// 2 -- DO NO FREE the name internal pointer
X509_name_st* name = X509_get_subject_name(cert.get());
const uchar country[] = "RU";
const uchar company[] = "MyCompany, PLC";
const uchar common_name[] = "localhost";
X509_NAME_add_entry_by_txt(name, "C", MBSTRING_ASC, country, -1, -1, 0);
X509_NAME_add_entry_by_txt(name, "O", MBSTRING_ASC, company, -1, -1, 0);
X509_NAME_add_entry_by_txt(name, "CN", MBSTRING_ASC, common_name, -1, -1, 0);
X509_set_issuer_name(cert.get(), name);
X509_sign(cert.get(), pkey.get(), EVP_sha256()); // some hash type here
int ret = PEM_write_bio_PrivateKey(keyFile.get(), pkey.get(), nullptr, nullptr, 0, nullptr, nullptr);
int ret2 = PEM_write_bio_X509(certFile.get(), cert.get());
result = (ret == 1) && (ret2 == 1); // OpenSSL return codes
}
}
return result;
}
当然，应该对函数的返回值进行更多检查，实际上应该检查所有这些值，但这会使样本过于“分支”并且无论如何都很容易改进。
于 2019-08-13T13:30:39.090 回答
2
有没有机会通过system您的应用程序内的呼叫来做到这一点？这样做的几个充分理由：
许可：调用
openssl可执行文件可以说将其与您的应用程序分开，并可能提供某些优势。 免责声明：就此咨询律师。文档：OpenSSL 附带了惊人的命令行文档，极大地简化了可能很复杂的工具。
可测试性：您可以从命令行练习 OpenSSL，直到您确切了解如何创建证书。有很多选择；预计要花大约一天的时间，直到你把所有的细节都搞对了。之后，将命令合并到您的应用程序中是微不足道的。
如果您选择使用 API，请查看openssl-devwww.openssl.org 上的开发人员列表。
祝你好运！
于 2008-11-02T02:44:17.693 回答