Создание и настройка центра сертификации (ЦС) в CentOS 8

Введение

Центр сертификации (ЦС) — это служба, отвечающая за выдачу цифровых сертификатов удостоверения личности в Интернете. Хотя публичные ЦС часто используются для подтверждения подлинности сайтов и других общедоступных служб, для закрытых групп и частных служб обычно используются частные ЦС.

Создание частного ЦС позволит вам настраивать, тестировать и запускать программы, требующие шифрованного канала связи между клиентом и сервером. Частный ЦС позволяет выпускать сертификаты для пользователей, серверов или отдельных программ и служб в вашей инфраструктуре.

Существует множество программ для Linux, использующих частные ЦС, в том числе OpenVPN и Puppet. Также вы можете настроить веб-сервер для использования сертификатов, выпущенных частным ЦС, с целью обеспечить соответствие сред разработки и тестирования и производственных сред, где используется служба TLS для шифрования соединений.

Из этого руководства мы узнаем, как настроить частный Центр сертификации на сервере CentOS 8, а также как сгенерировать и подписать сертификат тестирования, используя новый ЦС. Также вы научитесь импортировать публичный сертификат сервера ЦС в хранилище сертификатов операционной системы, чтобы проверять цепочку доверия между ЦС и удаленными серверами или пользователями. Кроме того, вы научитесь отзывать сертификаты и распространять Список отзыва сертификатов, чтобы службы на основе вашего ЦС могли использовать только уполномоченные пользователи и системы.

Предварительные требования

Для прохождения этого обучающего руководства вам потребуется сервер CentOS 8 с пользователем non-root user с привилегиями sudo и брандмауэр, настроенный с помощью firewalld.

В настоящем обучающем руководстве мы будем называть его сервер ЦС.

Сервер ЦС должен представлять собой отдельную систему. Она будет использоваться только для импорта, подписания и отзыва запросов сертификатов. На ней не должны работать никакие другие службы, и в идеале ее следует отключать от сети или полностью отключать в периоды, когда вы активно не работаете с ЦС.

Примечание. Последний раздел этого обучающего руководства необязательный. Из него вы сможете узнать о подписании и отзыве сертификатов. Если вы решите выполнить дополнительные практические шаги, вам потребуется второй сервер под управлением CentOS 8 или локальный компьютер Linux под управлением производного дистрибутива CentOS 8, Fedora или RedHat.

Шаг 1 — Установка Easy-RSA

Первая задача этого обучающего руководства заключается в установке набора скриптов easy-rsa для запуска на сервере ЦС. Мы будем использовать инструмент управления ЦС easy-rsa для генерирования частного ключа и публичного корневого сертификата, с помощью которых вы будете подписывать запросы клиентов и серверов, использующих ваш ЦС.

Пакет easy-rsa отсутствует по умолчанию в CentOS 8, так что вам нужно будет активировать репозиторий Extra Packages for Enterprise Linux (EPEL). EPEL управляется Fedora Project и содержит популярные нестандартные пакеты для Fedora, CentOS и других дистрибутивов Linux, использующих формат пакетов RPM. Войдите на сервер ЦС от имени пользователя non-root user с привилегиями sudo, созданного на начальном этапе установки, и запустите следующую команду:

Вам будет предложено загрузить пакет и установить его. Нажмите y, чтобы подтвердить установку пакета.

Установите пакет easy-rsa, снова введя y в командной строке:

Теперь у вас есть все необходимое для настройки и использования Easy-RSA. На следующем шаге мы создадим инфраструктуру открытых ключей, а затем приступим к созданию Центра сертификации.

Шаг 2 — Подготовка директории для инфраструктуры открытых ключей

Мы установили easy-rsa и теперь займемся созданием каркаса инфраструктуры открытых ключей (PKI) на сервере ЦС. Убедитесь, что вы вошли в систему как пользователь non-root user, и создайте директорию easy-rsa. Не используйте sudo для запуска следующих команд, поскольку обычные пользователи должны иметь возможность управления и взаимодействия с ЦС без повышенного уровня прав.

В вашей домашней папке будет создана новая директория с именем easy-rsa. Мы используем эту директорию для создания символических ссылок, указывающих на файлы пакета easy-rsa, установленные на предыдущем шаге. Эти файлы находятся в папке /usr/share/easy-rsa/3 на сервере ЦС.

Создайте символические ссылки с помощью команды ln:

Примечание. Хотя другие руководства могут предписывать скопировать файлы пакета easy-rsa в директорию PKI, в этом обучающем руководстве мы используем подход на основе символических ссылок. Таким образом, любые изменения пакета easy-rsa будут автоматически отражаться в ваших скриптах PKI.

Чтобы ограничить доступ к созданной директории PKI, используйте команду chmod для предоставления доступа к ней только владельцу:

Затем инициализируйте PKI в директории easy-rsa:

После выполнения указаний этого раздела у нас будет директория, содержащая все необходимые файлы для создания Центра сертификации. На следующем шаге мы создадим закрытый ключ и публичный сертификат для ЦС.

Шаг 3 — Создание Центра сертификации

Прежде чем создавать закрытый ключ и сертификат ЦС, необходимо создать файл с именем vars и заполнить его значениями по умолчанию. Используйте команду cd для перехода в директорию easy-rsa, а затем создайте и отредактируйте файл vars с помощью nano или другого предпочитаемого текстового редактора:

Предоставляемый с CentOS 8 по умолчанию текстовый редактор — vi. vi является очень мощным текстовым редактором, но освоить работу с ним неопытным пользователям достаточно сложно. Вы можете установить более удобный для пользователя редактор, например nano, для облегчения редактирования файлов конфигурации на сервере CentOS 8:

Когда вам будет предложено установить nano, введите y, чтобы продолжить выполнение установки. Теперь вы готовы к редактированию файла vars:

Открыв файл, вставьте следующие строки и измените каждое выделенное значение для отражения информации о вашей организации. При этом важно, чтобы ни одно значение не оставалось пустым:

После завершения редактирования сохраните и закройте файл. Если вы используете nano, вы можете нажать CTRL+X, а затем Y и ENTER для подтверждения. Теперь вы готовы к созданию ЦС.

Для создания корневой пары открытого и закрытого ключей для Центра сертификации необходимо запустить команду ./easy-rsa еще раз, но уже с опцией build-ca:

Вы увидите несколько строк с указанием версии OpenSSL, а затем вам будет предложено ввести фразу-пароль для пары ключей. Используйте надежную фразу-пароль и запишите ее в безопасном месте. Вам нужно будет вводить фразу-пароль каждый раз, когда вам потребуется взаимодействовать с ЦС, в частности при подписании или отзыве сертификата.

Также вам будет предложено подтвердить обычное имя (CN) вашего ЦС. CN — это имя, которое будет использоваться для данного компьютера в контексте Центра сертификации. Вы можете использовать любую строку символов как обычное имя ЦС, но для простоты нажмите ENTER, чтобы использовать имя по умолчанию.

Примечание. Если вы не хотите вводить пароль при каждом взаимодействии с ЦС, вы можете запустить команду build-ca с опцией nopass:

Теперь у нас имеется два важных файла, ~/easy-rsa/pki/ca.crt и ~/easy-rsa/pki/private/ca.key. Эти файлы соответствуют публичному и частному компонентам Центра сертификации.

• ca.crt — файл публичного сертификата ЦС. Пользователи, серверы и клиенты будут использовать этот сертификат для подтверждения единой сети доверия. Копия этого файла должна иметься у всех пользователей и серверов, использующих ваш ЦС. Все стороны будут использовать публичный сертификат для подтверждения подлинности системы и предотвращения атак через посредника.
• ca.key — закрытый ключ, который ЦС будет использовать для подписания сертификатов серверов и клиентов. Если злоумышленник получит доступ к ЦС и файлу ca.key, вам нужно будет уничтожить ЦС. Поэтому файл ca.key должен храниться только на компьютере ЦС, и для дополнительной безопасности компьютер ЦС следует выключать, когда он не используется для подписания запросов сертификатов.

Мы установили ЦС и готовы использовать его для подписания запросов сертификатов и отзыва сертификатов.

---

Шаг 4 — Распространение публичного сертификата Центра сертификации

Мы настроили ЦС и можем использовать его в качестве корня доверия для любых систем, которые захотим настроить для этого. Сертификат ЦС можно добавлять на серверы OpenVPN, веб-серверы, почтовые серверы и т. д. Каждый пользователь или сервер, которому потребуется подтвердить подлинность другого пользователя или сервера в вашей сети, должен иметь копию файла ca.crt, импортированную в хранилище сертификатов операционной системы.

Чтобы импортировать публичный сертификат ЦС во вторую систему Linux, например на сервер или локальный компьютер, нужно предварительно получить копию файла ca.crt с сервера ЦС. Вы можете использовать команду cat для ее вывода в терминал, а затем скопировать и вставить ее в файл на втором компьютере, который импортирует сертификат. Также вы можете использовать scp, rsync и другие подобные инструменты для передачи файла между системами. Мы используем для копирования и вставки текстовый редактор nano, поскольку этот вариант подойдет для всех систем.

Запустите следующую команду на сервере ЦС от имени пользователя non-root user:

На терминале появится примерно следующее:

Скопируйте все, включая строки ——BEGIN CERTIFICATE—— и ——END CERTIFICATE—— и символы дефиса.

Используйте nano или предпочитаемый текстовый редактор на второй системе Linux, чтобы открыть файл с именем /tmp/ca.crt:

Вставьте в редактор содержимое, скопированное вами из сервера ЦС. После завершения редактирования сохраните и закройте файл. Если вы используете nano, вы можете нажать CTRL+X, а затем Y и ENTER для подтверждения.

Теперь у нас имеется копия файла ca.crt на второй системе Linux, и мы можем импортировать сертификат в хранилище сертификатов операционной системы.

В CentOS, Fedora и других производных от RedHat дистрибутивах Linux для импорта сертификата нужно выполнить следующую команду:CentOS, Fedora, RedHat distributions

Чтобы импортировать сертификат сервера ЦС в систему на базе Debian или Ubuntu, скопируйте и вставьте содержимое файла в файл /tmp/ca.crt, как было показано в предыдущем примере. Скопируйте сертификат в директорию /usr/local/share/ca-certificates/, а затем запустите команду update-ca-certificates. Debian and Ubuntu derived distributions

Теперь вторая система Linux будет доверять любому сертификату, подписанному нашим сервером ЦС.

Примечание. Если вы используете ЦС с веб-серверами и браузер Firefox, вам нужно будет импортировать публичный сертификат ca.crt в Firefox напрямую. Firefox не использует локальное хранилище сертификатов операционной системы. Подробную информацию о добавлении сертификата ЦС в Firefox можно найти в статье поддержки Mozilla Настройка Центров сертификации (ЦС) в Firefox.

Если вы используете ЦС для интеграции со средой Windows или настольными компьютерами, ознакомьтесь с документацией по использованию certutil.exe для установки сертификата ЦС.

Если вы используете это обучающее руководство для выполнения предварительных требований другого обучающего руководства или уже знакомы с процессом подписания и отзыва сертификатов, вы можете остановиться здесь. Если вы хотите узнать больше о подписании и отзыве сертификатов, в следующем необязательном разделе вы найдете подробное описание каждого из этих процессов.

(Необязательно) — Создание запросов на подписание сертификатов и отзыв сертификатов

Следующие разделы этого обучающего руководства являются необязательными. Если вы выполнили все предыдущие шаги, у вас имеется полностью настроенный и работающий Центр сертификации, который вы сможете использовать для выполнения других обучающих руководств. Вы можете импортировать файл ca.crt вашего ЦС и проверить сертификаты в вашей сети, которые были подписаны вашим ЦС.

Если вы хотите потренироваться и узнать больше о том, как подписывать запросы сертификатов и отзывать сертификаты, из этих необязательных разделов вы сможете узнать больше о каждом из этих процессов.

(Необязательно) — Создание и подписание образца запроса сертификата

Мы настроили ЦС для использования и теперь можем попробовать сгенерировать закрытый ключ и запрос сертификата, чтобы познакомиться с процессом подписания и распространения.

Запрос на подписание сертификата (CSR) состоит из трех частей, а именно открытого ключа, идентификационной информации запрашивающей системы и подписи запроса, создаваемой на основе закрытого ключа запрашивающей системы. Закрытый ключ остается секретным, и его можно будет использовать для шифрования информации, которую сможет расшифровать любой пользователь с подписанным открытым сертификатом.

Следующие шаги будут выполняться на второй системе Linux под управлением CentOS, Fedora или другого производного от RedHat дистрибутива Linux. Это может быть другой удаленный сервер или локальная система Linux, например ноутбук или настольный компьютер. Поскольку по умолчанию easy-rsa доступна не на всех системах, мы используем инструмент openssl для создания тренировочного закрытого ключа и сертификата.

openssl обычно устанавливается по умолчанию в большинстве дистрибутивов Linux, но для уверенности стоит запустить в системе следующую команду:

Когда вам будет предложено установить openssl, введите y, чтобы продолжить выполнение установки. Теперь вы готовы создать тренировочный CSR с помощью openssl.

В первую очередь для создания CSR необходимо сгенерировать закрытый ключ. Чтобы создать закрытый ключ с помощью openssl, создайте директорию practice-csr и сгенерируйте ключ в этой директории. Мы будем выполнять этот запрос на фиктивном сервере под названием sammy-server, в отличие от случая создания сертификата для идентификации пользователя или другого ЦС.

Теперь у нас имеется закрытый ключ, с помощью которого можно создать CSR, используя утилиту openssl. Вам будет предложено заполнить ряд полей, в том числе указать страну, область и город. Вы можете ввести ., если хотите оставить поле пустым, но для реальных CSR лучше использовать правильные значения при указании своего расположения и организации:

Если вы хотите, чтобы эти значения добавлялись автоматически при вызове openssl, а не запрашивались через интерактивный диалог, вы можете передать аргумент -subj в OpenSSL. Обязательно измените выделенные значения для соответствия вашему расположению, организации и имени сервера:

либо сохранить ключи в конфиге и запускать с параметром -config openssl.cnf

Чтобы проверить содержимое CSR, вы можете прочитать файл запроса с помощью команды openssl и проверить поля внутри него:

Когда вас устроит тема запроса тренировочного сертификата, скопируйте файл sammy-server.req на сервер ЦС с помощью scp:

На этом шаге вы сгенерировали запрос подписи сертификата для вымышленного сервера sammy-server. В реальной ситуации запрос может исходить от веб-сервера разработки, которому требуется сертификат TLS для тестирования, или от сервера OpenVPN, который запрашивает сертификат, чтобы пользователи могли подключиться к VPN. На следующем шаге мы перейдем к подписанию запроса на подписание сертификата с использованием закрытого ключа сервера ЦС.

(необязательно) — Подписание CSR

На предыдущем шаге мы создали запрос тренировочного сертификата и ключ вымышленного сервера. Мы скопировали его в директорию /tmp на сервере ЦС, моделируя процесс, который мы бы использовали при отправке запросов CSR на подпись реальными клиентами или серверами.

Продолжим рассматривать вымышленный сценарий. Теперь серверу ЦС необходимо импортировать тренировочный сертификат и подписать его. Когда ЦС подтвердит сертификат и отправит ответ серверу, клиенты, доверяющие Центру сертификации, смогут также доверять новому сертификату.

Поскольку мы будем работать внутри инфраструктуры PKI в ЦС, где доступна утилита easy-rsa, мы будем использовать утилиту easy-rsa для большего удобства в отличие от использования openssl, как мы делали в предыдущем примере.

Первым шагом для подписания вымышленного CSR будет импорт запроса сертификата с помощью скрипта easy-rsa:

Теперь вы можете подписать запрос, запустив скрипт easyrsa с опцией sign-req, указав затем тип запроса и общее имя, включаемое в CSR. Запрос может иметь тип client, server или ca. Поскольку мы тренируемся с сертификатом для вымышленного сервера, нужно использовать тип запроса server:

В результатах вам будет предложено подтвердить, что запрос поступил из надежного источника. Для подтверждения введите yes и нажмите ENTER:

Если вы зашифровали ключ ЦС, вам будет предложено ввести пароль.

Выполнив эти шаги, мы подписали CSR sammy-server.req с помощью закрытого ключа сервера ЦС в директории /home/sammy/easy-rsa/pki/private/ca.key. Полученный файл sammy-server.crt содержит открытый ключ шифрования тренировочного сервера, а также новую подпись от сервера ЦС. Подпись сообщает всем, кто доверяет ЦС, что они также могут доверять сертификату sammy-server.

Если бы это был запрос веб-сервера, сервера VPN или другого реального сервера, последним шагом на сервере ЦС стало бы распространение новых файлов sammy-server.crt и ca.crt с сервера ЦС на удаленный сервер, отправивший запрос CSR:

На этом этапе выпущенный сертификат можно было бы использовать с веб-сервером, сервером VPN, инструментом управления конфигурацией, СУБД, системой аутентификации клиентов и т. п.

(Необязательно) — Отзыв сертификата

Иногда сертификат требуется отозвать, чтобы пользователь или сервер не могли его использовать. Например, это может потребоваться в случае кражи ноутбука, взлома веб-сервера, увольнения сотрудника, расторжения договора с подрядчиком и т. д.

Далее кратко описана процедура отзыва сертификата:

1. Для отзыва сертификата используется команда ./easyrsa revoke client_name.
2. Сгенерируйте новый CRL с помощью команды ./easyrsa gen-crl.
3. Переместите обновленный файл crl.pem на сервер или серверы, использующие ваш ЦС, а на этих системах скопируйте этот файл в директорию или директории программ, которые на него ссылаются.
4. Перезапустите все службы, использующие ваш ЦС и файл CRL.

С помощью этой процедуры вы можете отозвать любые сертификаты, которые ранее выпустили для вашего сервера. В следующих разделах мы подробно рассмотрим каждый шаг, начиная с команды revoke.

Отзыв сертификата

Для отзыва сертификата перейдите в директорию easy-rsa на вашем сервере ЦС:

Затем запустите скрипт easyrsa с опцией revoke, указав имя клиента, у которого хотите отозвать сертификат: В соответствии с приведенным выше практическим примером, сертификат имеет обычное имя sammy-server:

Система предложит вам подтвердить отзыв сертификата. Введите yes:

Обратите внимание на выделенное значение в строке Revoking Certificate. Это значение представляет собой уникальный серийный номер отзываемого сертификата. Данное значение потребуется вам, если вы захотите просмотреть список отзыва и убедиться в наличии в нем сертификата, как описано в последнем шаге этого раздела.

После подтверждения действия ЦС выполнит отзыв сертификата. Однако удаленные системы, использующие ЦС, не имеют возможности проверить отзыв сертификатов. Пользователи и серверы смогут использовать этот сертификат, пока список отзыва сертификатов ЦС (CRL) не будет распространен по всем системам, использующим данный ЦС.

На следующем шаге мы сгенерируем CRL или обновим существующий файл crl.pem.

Генерирование списка отзыва сертификатов

Мы отозвали сертификат, и теперь нам нужно обновить список отозванных сертификатов на сервере ЦС. После получения обновленного списка отзыва вы сможете определить, какие пользователи и системы имеют действующие сертификаты в вашем ЦС.

Чтобы сгенерировать CRL, запустите команду easy-rsa с опцией gen-crl, оставаясь в директории ~/easy-rsa:

Если вы использовали фразу-пароль при создании файла ca.key, вам будет предложено ввести ее. Команда gen-crl сгенерирует файл с именем crl.pem, содержащий обновленный список отозванных сертификатов для этого ЦС.

Далее вам нужно будет передавать обновленный файл crl.pem на все серверы и клиенты, использующие этот ЦС, при каждом запуске команды gen-crl. В противном случае клиенты и системы сохранят доступ к сервисам и системам, использующим ваш ЦС, так как данным сервисам нужно сообщить об отзыве сертификата.

Передача списка отзыва сертификатов

Мы сгенерировали список CRL на сервере ЦС, и теперь нам нужно передать его на удаленные системы, использующие ваш ЦС. Для передачи этого файла на ваши серверы можно использовать команду scp.

Примечание. В этом обучающем руководстве описывается генерирование и распространение списка CRL вручную. Хотя существуют более надежные автоматические методы распространения и проверки списков отзыва (например, OCSP-Stapling), настройка этих методов не входит в состав данного руководства.

Войдите на сервер ЦС как пользователь non-root user и запустите следующую команду, указав IP-адрес или имя DNS вашего сервера вместо your_server_ip:

Теперь файл передан на удаленную систему и нужно только отправить новую копию списка отзыва во все сервисы.

Обновление сервисов, поддерживающих CRL

Перечень необходимых шагов для обновления сервисов, использующих файл crl.pem, не входит в содержание этого руководства. Обычно требуется скопировать файл crl.pem в место, где сервис ожидает его найти, а затем перезапустить сервис с помощью systemctl.

После обновления сервиса с указанием нового файла crl.pem этот сервис будет отклонять запросы подключения от клиентов и серверов, на которых используется отозванный сертификат.

Изучение и проверка содержимого списка CRL

Если вы хотите изучить содержимое файла CRL, в том числе с целью подтверждения списка отозванных сертификатов, выполните следующую команду openssl в директории easy-rsa на вашем сервере ЦС:

Также вы можете запустить эту команду на любом сервере или на любой системе, где установлен инструмент openssl с копией файла crl.pem. Например, если вы перенесли файл crl.pem на вторую систему и хотите убедиться в отзыве сертификата sammy-server, вы можете использовать следующий синтаксис команды openssl, указав записанный при отзыве сертификата серийный номер вместо выделенного здесь:

Обратите внимание на использование команды grep для проверки уникального серийного номера, записанного на шаге отзыва. Теперь вы можете подтвердить содержимое списка отзыва сертификатов на любой системе, использующей его для ограничения доступа к пользователям и сервисам.

Заключение

В этом обучающем руководстве мы создали частный Центр сертификации на отдельном сервере CentOS 8 с помощью пакета Easy-RSA. Мы узнали, как работает модель доверия между сторонами, полагающимися на ЦС. Также мы создали и подписали запрос на подписание сертификата (CSR) для вымышленного сервера и научились отзывать сертификаты. Наконец, мы научились генерировать и распространять списки отзыва сертификатов (CRL) на любых системах, использующих наш ЦС, чтобы предотвратить доступ к сервисам пользователей и серверов, которым он не разрешен.

Теперь вы можете выдавать сертификаты пользователям и использовать их в OpenVPN и других подобных сервисах. Также вы можете использовать свой ЦС для настройки веб-серверов разработки и тестирования с помощью сертификатов, чтобы защитить свои непроизводственные среды. Использование ЦС с сертификатами TLS во время разработки поможет обеспечить максимальное соответствие вашего кода и сред разработки и тестирования производственной среде.