إنشاء سلاسل الشهادات وإدارتها

إن CA الجذر شهادة موقَّعة ذاتيًا وتعمل كمرساة الثقة النهائية. ويجب الاحتفاظ بالمفتاح الخاص لـCA الجذر دون اتصال بالشبكة، على نظام معزول عن الشبكة أو في HSM، لأن اختراقه يعرّض بنية PKI بأكملها للخطر. ينشئ الأمر "openssl req -x509 -new -nodes -key root_key.pem -sha256 -days 3650 -out root_cert.pem" شهادة جذر موقَّعة ذاتيًا صالحة لمدة 10 سنوات.

توقّع CA الجذر شهادات CA الوسيطة، وتُستخدم هذه الشهادات في إصدار الشهادات اليومية. أولًا، أنشئ مفتاح الوسيط وCSR باستخدام الأمر "openssl req -new -key intermediate_key.pem -out intermediate.csr". ثم يوقّعه CA الجذر باستخدام الأمر "openssl x509 -req -in intermediate.csr -CA root_cert.pem -CAkey root_key.pem -CAcreateserial -days 1825 -out intermediate_cert.pem".

توقّع CA الوسيطة شهادات الكيان النهائي (الشهادات الطرفية) لخوادم أو عملاء محددين. أنشئ مفتاح الخادم وCSR مع أسماء بديلة للموضوع (SANs)، ثم وقّعه باستخدام CA الوسيطة عبر الأمر "openssl x509 -req -in server.csr -CA intermediate_cert.pem -CAkey intermediate_key.pem -CAcreateserial -extensions v3_req -days 365 -out server_cert.pem".

يُحتفظ بالمفتاح الخاص لـCA الجذر دون اتصال بالشبكة، ولا يُستخدم إلا لتوقيع عدد قليل من شهادات CA الوسيطة. وتتولى CA الوسيطة المتصلة بالشبكة إصدار الشهادات اليومية. إذا اختُرقت CA وسيطة، فيمكن إبطالها واستبدالها دون اختراق الجذر. ويظل مفتاح الجذر آمنًا لأنه لم يتعرض للشبكة مطلقًا.

يوفر الأمر "openssl ca" سير عمل أكثر اكتمالًا لـCA مقارنةً بالأمر "openssl x509 -req". فهو يحتفظ بقاعدة بيانات للشهادات (index.txt)، ويعيّن أرقامًا تسلسلية من ملف تسلسلي، ويتولى إنشاء CRL. ويتطلب ملف إعداد openssl.cnf مناسبًا يحتوي على أقسام خاصة بـCA تحدد سياسة الشهادة وقيود طول المسار.

يحتوي ملف سلسلة الشهادات الكامل لخادم ويب على شهادة الكيان النهائي، تليها شهادات CA الوسيطة بالترتيب، وينتهي قبل شهادة الجذر مباشرةً. ولا تُضمَّن شهادات الجذر لأن المتصفحات تحتوي مسبقًا على مخازن للجذور. ترتيب الدمج هو: "cat server_cert.pem intermediate_cert.pem > chain.pem". ويؤدي الترتيب الخاطئ إلى فشل مصافحة TLS.

يتحقق الأمر "openssl verify -CAfile root_cert.pem -untrusted intermediate_cert.pem server_cert.pem" من السلسلة كاملةً. وتوفر الراية "-untrusted" شهادات وسيطة تنتمي إلى السلسلة، لكنها لم تصبح موثوقة بعد. إذا نجح التحقق، فسيكون الناتج "server_cert.pem: OK". وتشير الأخطاء الشائعة إلى فقدان شهادات وسيطة أو انتهاء صلاحية الشهادات.

تشمل مشكلات سلسلة الشهادات المتكررة ما يلي: فقدان الشهادات الوسيطة (إذ يرسل الخادم شهادة الكيان النهائي فقط)، وترتيب الدمج الخاطئ (يجب أن تأتي الشهادة الطرفية أولًا)، وانتهاء صلاحية شهادة وسيطة (وهو أمر يسهل تفويته لأن مراقبة انتهاء الشهادة الطرفية هي الشائعة)، ووجود شهادات موقَّعة ذاتيًا خارج مخزن الثقة، وعدم تطابق الاسم (إذ لا تتطابق SAN في الشهادة مع اسم المضيف). ويمكن تشخيص جميع هذه المشكلات باستخدام "openssl s_client -showcerts".

إن PKCS#12 ‏(.pfx أو .p12) تنسيق حاوية يضم المفتاح الخاص وشهادة الكيان النهائي والشهادات الوسيطة في ملف مشفَّر واحد. لإنشائها، استخدم الأمر "openssl pkcs12 -export -out bundle.pfx -inkey server_key.pem -in server_cert.pem -certfile intermediate_cert.pem". ويُطلب هذا التنسيق من IIS و.NET ومخازن مفاتيح Java والعديد من تطبيقات المؤسسات.

إن PEM ترميز ASCII باستخدام Base64، وهو مقروء للبشر ويدعم عدة كائنات في ملف واحد، وتستخدمه Apache وnginx وأدوات OpenSSL. أما DER فهو ترميز ثنائي، ويحتوي على كائن واحد في كل ملف، وتستخدمه Java (في عمليات استيراد JKS) وAndroid وبعض أدوات المؤسسات. وPKCS#12/PFX حاوية ثنائية مشفَّرة لعدة كائنات، ويستخدمها Windows وIIS. تعرّفوا على التنسيق المتوقع في النظام المستهدف قبل النشر.

يُطلب من CA الحديثة تسجيل جميع الشهادات التي تصدرها في سجلات شفافية الشهادات (CT) قبل تسليمها. وعند إنشاء CA خاصة للاستخدام الداخلي، لا يكون تسجيل CT مطلوبًا. أما الشهادات المتاحة للعامة، فيجب أن تحتوي على طوابع زمنية موقَّعة للشهادة (SCTs) مضمَّنة لكي تثق بها Chrome. ويمكن لـCA الخاصة اتباع سياساتها الخاصة دون متطلبات CT.

عند تجميع ملف سلسلة شهادات TLS لخادم nginx، ما ترتيب الدمج الصحيح؟

تكون CA الجذر موقَّعة ذاتيًا، ويُحتفظ بها دون اتصال بالشبكة، ولا توقّع إلا الشهادات الوسيطة. وتتولى الشهادات الوسيطة الإصدار اليومي. وتحتوي ملفات السلسلة على الشهادة الطرفية ثم الشهادات الوسيطة، مع حذف شهادة الجذر. تحقّقوا باستخدام "openssl verify -CAfile root.pem -untrusted intermediate.pem leaf.pem". وتضم حزم PKCS#12 المفتاح والشهادات لنظامَي Windows وJava. ويُعد ترتيب السلسلة الخاطئ سببًا شائعًا لفشل النشر، ويمكن تشخيصه باستخدام s_client -showcerts.