什么是自签名证书及其工作原理?

What Is a Self-Signed Certificate

您是否想过如何在没有第三方参与的情况下建立安全连接?这就是自签名证书发挥作用的地方。但什么是自签名证书,什么情况下应该使用自签名证书

在本文中,我们将深入探讨自签名证书,探讨它们的工作原理、优缺点以及何时适合使用。您还将了解如何创建自己的证书并防范与之相关的风险。


目录

  1. 什么是自签名证书?
  2. 自签名证书如何工作?
  3. 自签名证书的优势
  4. 自签名证书的缺点
  5. 自签名证书与受信任证书
  6. 自签名证书的常见用例
  7. 自签名证书的安全风险
  8. 如何创建自签名证书(分步指南)
  9. 如何安全部署自签名证书
  10. 如何使用自签名证书避免浏览器警告

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什么是自签名证书?

自签证书是由拥有该证书的实体而不是受信任的证书颁发机构(CA)签署的数字证书。与受信任 CA 签发的证书不同,自签证书不需要外部验证。因此,自签名证书在公共网络中的信任度不高,但适合特定情况。

从 CA 订购证书时,您必须提交证书签名请求(CSR),以验证您的证书和网站所有权。相比之下,自签名证书则由生成证书的私钥签名。此过程创建的证书可在受信任的内部环境中使用。

生成自签名证书就像创建自己的安全通行证,而不是从可信的权威机构获取。虽然它适用于私人内部使用,但面向公众的网站不接受它。如果你正在运行任何需要用户在线信任的程序,获得可信证书是你唯一的选择。


自签名证书如何工作?

自签名证书依靠加密原理建立安全连接。 具体操作如下

  • 密钥生成:首先,系统会生成一对加密密钥:一把公钥和一把自己的私钥。公开密钥与任何需要验证证书的人共享,而私人密钥则妥善保管并用于签署证书。
  • 数字签名:证书是用所有者的私人密钥签名创建的。该签名可证明证书的真实性,因为只有相应的私人密钥才能签署该证书。
  • 安全通信:当您连接到网站或应用程序时,证书中的公开密钥会对客户端和服务器之间发送的数据进行加密,从而确保 通信的安全。

接下来,让我们探讨一下自签名证书的利弊。


自签名证书的优势

在某些使用情况下,自签名证书有几个优点:

  1. 成本效益高:由于无需向受信任的证书颁发机构支付费用,自签名证书的创建是免费的,因此对内部网络来说是一个很有吸引力的选择。
  2. 即时签发:您无需等待 CA 的审批过程,而这一过程有时需要数天时间。自签名证书可立即使用。
  3. 控制:您可以完全控制签发的证书。这在内部保持信任的封闭环境中非常有用。
  4. 内部使用的理想选择:对于内网网站、测试和内部网络通信等环境,自签名证书提供了一种无需外部信任的实用解决方案。

自签名证书的缺点

自签名证书固然有其优点,但也有很大的缺点:

  1. 安全风险:主要问题是缺乏外部验证。攻击者可以轻松创建自签名证书,并通过中间人攻击欺骗用户,让他们以为自己在合法网站上。
  2. 浏览器警告:大多数现代浏览器在遇到自签名 SSL 证书时都会显示警告。这些警告可能会吓跑用户或完全阻止他们访问你的网站。
  3. 信任问题:自签证书无法提供与知名 CA 签发的证书相同的信任度。在信任至关重要的环境中,这是一个很大的缺点。
  4. 有限用例:在用户希望获得安全连接和 CA 签发的数字证书的实时网站和应用程序中,不能使用新的自签名证书。

自签名证书与受信任证书

自签证书与受信任证书颁发机构颁发的证书的主要区别在于谁签署证书。受信任的第三方 CA(如DigiCertComodo )可验证证书所有者的身份,并确认域名所有权甚至组织的法律地位。以下是区分这些证书类型的主要因素:

  • 信任级别:浏览器、操作系统和设备信任有效的 SSL 证书,不会显示安全警告。另一方面,自签名证书在外部网络上会引发SSL 连接错误,仅在内部工作时不会中断。
  • 成本:自签证书是免费的,而 CA 签发的证书既可以是免费的,也可以是商业性的,这取决于它们的安全保障和签发者。
  • 使用案例:自签名证书适用于测试、开发或内部服务器、
  • CA 签发的证书是实时网站在用户浏览器和网站服务器之间加密数据所必需的。

自签名证书的常见用例

自签名 SSL 证书尽管有其局限性,但在一些情况下还是很有用的:

  1. 本地开发:开发人员经常在开发环境中使用自签名证书来测试安全通信,而无需获取 CA 签发的证书。这种方法快速、直接、省事。
  2. 内联网和内部服务器:组织使用为内部网络传输签发的自签名证书,在组织内部建立信任不需要外部 CA。
  3. 物联网设备物联网(IoT)设备和家庭网络有时使用自签名证书进行安全连接,无需外部验证。

自签名证书的安全风险

由于自签名证书的性质,它们几乎没有相当大的风险:

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  • 不受信任的来源:任何人都可以在没有可靠 CA 的情况下创建自己的自签名证书。这使得攻击者很容易伪造身份并拦截你的数据。
  • 浏览器警告:浏览器看到自签名证书时会发出警告。这些警告旨在保护您免受不安全网站的影响。
  • 开放网络:在公共网络上使用自签名证书可能会让你受到黑客的攻击,他们可能会利用没有官方检查的漏洞。

如何创建自签名证书(分步指南)

下面介绍如何在 Linux 和 MacOS 上使用 OpenSSL(一种广泛使用的 SSL 证书管理工具包)创建自签名证书

  1. 生成私钥

    openssl genrsa -out privatekey.pem 2048

    生成的私钥将用于签署证书。
  2. 创建证书签名请求(CSR):

    openssl req -new -key privatekey.pem -out certrequest.csr

    系统会提示你输入国家名、组织单位和通用名(域名)等详细信息。
  3. 生成自签名证书

    openssl x509 -req -days 365 -in certrequest.csr -signkey privatekey.pem -out selfsigned.crt

    该命令将创建有效期为 365 天的自签名证书。

视窗的替代方式

  1. 以管理员身份打开 PowerShell
  2. Win + X,然后选择Windows PowerShell(管理员)。
  3. 使用以下单一命令创建自签名证书并将其放入本地计算机的证书存储区:

    New-SelfSignedCertificate -DnsName "example.com" -CertStoreLocation "cert:\LocalMachine\My"

    将 “example.com “替换为所需的域名或证书名。
  4. 如果需要导出证书供其他地方使用,可以使用以下命令。如果只需要本地机器存储中的证书,则可选择此步骤。

    $cert = Get-ChildItem -Path Cert:\LocalMachine\My | Where-Object { $_.Subject-like "*example.com*"}。}Export-Certificate -Cert $cert -FilePath "C:\path\to\certificate.cer" Export-PfxCertificate -Cert $cert -FilePath "C:\path\to\certificate.pfx" -Password (ConvertTo-SecureString -String "YourPassword" -Force -AsPlainText)

    根据需要调整文件路径和密码。

使用自签名证书的最佳做法

使用自签名证书需要注意一些事项。以下是安装位置:

  1. 封闭环境:将自签名证书限制在各方相互信任的环境中,如内部网或本地测试服务器。
  2. 附加安全层:将自签名 SSL 证书与VPN或防火墙等安全措施搭配使用,以减少安全威胁 和漏洞。
  3. 定期轮换:对于自签名证书来说,定期轮换可能显得有些矫枉过正,但这也是更广泛的安全策略的一部分。定期轮换以防止漏洞。

如何安全部署自签名证书

部署自签名证书时,必须正确设置,以确保连接安全。首先要将服务器配置为使用HTTPS

例如,如果使用 Apache,更新httpd.confssl.conf 文件,指向证书和私钥文件。在 Nginx 中,你需要编辑 nginx.conf文件,在服务器块配置中包含这些文件的路径。

启用 HTTPS 后,下一步就是验证和加强服务器上的访问控制。确保防火墙规则只允许来自受信任来源的流量。配置服务器的用户权限,只允许授权人员访问。例如,基于 Unix 的系统使用chmodchown等命令来设置适当的文件权限和所有权。

及时更新这些配置可确保环境安全,并保护自签名证书不被滥用。


如何使用自签名证书避免浏览器警告

浏览器出现警告是因为可信 CA 没有签署证书。要绕过这些警告,请

  1. 在本地安装证书:在开发机器上将自签名证书添加到浏览器的可信存储区。
  2. 自定义根证书设置自己的自签名 CA并分发其 根证书给组织内的浏览器。
  3. 接受警告:在开发环境中,您可以手动接受警告以继续测试。

结论

总之,自签名证书为某些用例,特别是内部网络和开发环境中的用例,提供了一种灵活、经济高效的解决方案。 自签名证书安全吗? 是的,就加密而言。它们遵循与商业证书相同的加密协议。它们缺少的是 CA 签发证书的信任度,但如果使用得当,它们仍能提供安全的通信。

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撰写人

经验丰富的内容撰稿人, 擅长 SSL 证书. 将复杂的网络安全主题转化为清晰, 引人入胜的内容. 通过有影响力的叙述, 为提高数字安全作出贡献.