证书有效性验证、根证书

超、凢脫俗 2021-09-28 09:28 673阅读 0赞

一、   数字证书的有效性验证主要从三个方面：

（1）数字证书有效期验证  
      （2）根证书验证  
      （3）CRL验证  
  1、数字证书有效期验证  
        就是说证书的使用时间要在起始时间和结束时间之内。通过解析证书很容易得到证书的有效期

2、根证书验证  
        先来理解一下什么是根证书？  
        普通的证书一般包括三部分：用户信息，用户公钥，以及CA签名  
        那么我们要验证这张证书就需要验证CA签名的真伪。那么就需要CA公钥。而CA公钥存在于另外一张证书（称这张证书是对普通证书签名的证书）中。因此我们又需要验证这另外一张证书的真伪。因此又需要验证另另外证书（称这张证书是对另外一张证书签名的证书）的真伪。依次往下回溯，就得到一条证书链。那么这张证书链从哪里结束呢？就是在根证书结束（即验证到根证书结束）。根证书是个很特别的证书，它是CA中心自己给自己签名的证书（即这张证书是用CA公钥对这张证书进行签名）。信任这张证书，就代表信任这张证书下的证书链。  
        所有用户在使用自己的证书之前必须先下载根证书。  
       所谓根证书验证就是：用根证书公钥来验证该证书的颁发者签名。所以首先必须要有根证书，并且根证书必须在受信任的证书 列表（即信任域）。

3、CRL验证  
       CRL是经过CA签名的证书作废列表，用于证书冻结和撤销。一般来说证书中有CRL地址，供HTTP或者LDAP方式访问，通过解析可得到CRL地址，然后下载CRL进行验证。  
     并且证书中有CRL生效日期以及下次更新的日期，因此CRL是自动更新的，因此会有延迟性。  
     于是呢，还有另外一种方式OSCP证书状态在线查询，可以即时的查询证书状态。  
两种证书状态查询方式的比较：

![Center][]

二、[https证书有效性验证引发的安全问题][https]

如果用户手机中安装了一个恶意证书，那么就可以通过中间人攻击的方式进行窃听用户通信以及修改request（请求）或者response（答复，响应）中的数据。

**       **手机银行中间人攻击过程：

1 、客户端在启动时，传输数据之前需要客户端与服务端之间进行一次握手，在握手过程中将确立双方加密传输数据的密码信息。

2 、中间人在此过程中将客户端请求服务器的握手信息拦截后，模拟客户端请求给服务器（将自己支持的一套加密规则发送给服务器），服务器会从中选出一组加密算法与HASH算法，并将自己的身份信息以证书的形式发回给客户端。证书里面包含了网站地址，加密公钥，以及证书的颁发机构等信息。

3 、而此时中间人会拦截下服务端返回给客户端的证书信息，并替换成自己的证书信息。

4、 客户端得到中间人的response后，会选择以中间人的证书进行加密数据传输。

5 、中间人在得到客户端的请求数据后，以自己的证书进行解密。

6 、在经过窃听或者是修改请求数据后，再模拟客户端加密请求数据传给服务端。就此完成整个中间人攻击的过程。

以fiddler工具模拟中间人攻击为例：

1、 首先在手机中装入fiddler根证书：

导出fiddler的根证书；将fiddler根证书放入手机的SD卡中，然后在手机设置-安全中选择从SD卡中安装证书；成功安装fiddler根证书到手机上。

2 、在PC端打开fiddler，将手机通信代理到PC端fiddler所监听的端口上（可以在wifi中的高级设置中设置代理），这样手机银行的所有通信均会被fiddler监听到。

3 、启动手机银行客户端，会在fiddler中查看到所有请求的明文数据，并且可以进行修改后转发，成功将https加密绕过。

防护办法：

使用CA机构颁发证书的方式可行，但是如果与实际情况相结合来看的话，时间和成本太高，所以目前很少有用此办法来做。由于手机银行服务器其实是固定的，所以证书也是固定的，可以使用“证书或公钥锁定”的办法来防护证书有效性未作验证的问题。

具体实现：

1 公钥锁定

将证书公钥写入客户端apk中，https通信时检查服务端传输时证书公钥与apk中是否一致。

2 证书锁定：

即为客户端颁发公钥证书存放在手机客户端中，在https通信时，在客户端代码中固定去取证书信息，不是从服务端中获取。

三、根证书

1、定义

根证书是指CA机构颁发SSL证书的核心，是信任链的起始点。根证书是浏览器是否对SSL证书每个浏览器都有一个根证书库，有的浏览器是采用自主的根证书库，而一些浏览器则采取第三方的根证书库。而根证书库是下载客户端浏览器时预先加载根证书的合集。因此根证书是十分重要的，因为它可确保浏览器自动信任已使用私钥签名的SSL证书。受信任的根证书是属于证书颁发机构（CA），而CA机构是验证和颁发SSL证书的组织机构。

2、什么是证书链？

浏览器是如何鉴定信任网站的SSL证书？其实当客户端访问服务器时，浏览器会查看SSL证书并执行快速验证SSL证书的真实性。

浏览器鉴定SSL证书身份验证的操作是根据证书链的内容。那么证书链是什么？

用户在获取SSL证书之前，首先要生成证书签名请求（CSR）和私钥。在最简单的迭代中，用户将生成的CSR发生到证书颁发机构，然后使用CA机构的根证书的私钥签署用户的SSL证书，并将SSL证书发回给用户。

当浏览器检测到SSL证书时，就会查看证书是由其中一个受信任的根证书签名（使用root的私钥签名）。由于浏览器信任root，所以浏览器也信任根证书签名的任何证书。

而证书链是由两个环节组成—信任锚（CA 证书）环节和已签名证书环节。信任锚证书CA 环节可以对中间证书签名；中间证书的所有者可以用自己的私钥对另一个证书签名。这两者结合就构成了证书链。

3、什么是中间证书？

证书颁发机构（CA）不会直接从根目录颁发服务器证书（即SSL证书），因为这种行为是十分危险的，因为一旦发生错误颁发或者需要撤销root,则使用root签名的每个证书都会被撤销信任。

因此，为了避免这种风险发生，CA机构一般会引用中间根。CA机构使用其私钥对中间根进行签名，使浏览器信任中间根。然后CA机构使用中间根证书的私钥来签署用户申请的SSL证书。这种中间根的形式可以重复多次，即使用中间根签署另一个中间件，然后CA机构通过中间件签署SSL证书。

这是证书链的可视化过程，从上述例子可看出，CA机构只需要使用一个中间体来保持简单的操作，但其实真正的证书链通常要复杂的多。

4、数字签名有什么作用？

当根证书以数字方式签署中间证书时，就会将部分信任转移到中间证书。因为签名是直接来源于收信人的根证书的私钥，因此它会自动受信任。

当浏览器或其他客户端检测到服务端的SSL证书，就会收到证书本身或与证书相关联的公钥。然后通过公钥，解锁数字签名，查看是由哪家企业签署了证书。即当客户端浏览器访问网站时，会对服务器用户的SSL证书进行身份验证，通过公钥来解锁加密的签名，解锁的签名就会随着签署的证书，反馈到浏览器信任的根证书库中。

如果解锁的签名链接是不在浏览器信任的根证书库中，浏览器就会对该证书显示不安全。

5、根证书CA和中间根CA的区别？

根证书CA是拥有一个或者多个受信任根的证书颁发机构，即CA机构已扎根在主要浏览器的信任库中。而中间根CA或子CA是颁发中间根的证书颁发机构，他们不一定在浏览器的信任库中有根证书，而是将他们的中间根链接回收到受信任的第三方根，这种就被称为交叉签名。

所以有一些CA机构颁发的证书并不是直接从他们的根源发出的，而是通过中间根签署证书来加强安全层，这有助于减少发生错误或安全事件的机率。如果撤销中间根，而不是撤销根证书以及按扩展名签署的证书，这种做法会导致中间根签发的证书不受信任。

其实目前就有一件经典的案例，就是谷歌和其他主流的浏览器都取消对赛门铁克品牌的SSL证书。据悉，赛门铁克的SSL证书目前已颁发了数百万，取消对其的信任似乎是一件艰巨的项目。但在实际中，这是一项非常简单的工作，因为只需要在浏览器的根证书库中删除Symantec CA的所有根就可以。

6、链式根和单一根之间的区别？

单一根是由CA拥有的，可直接颁发证书，可以让部署证书的操作步骤变得更加简单。而链式根是Sub CA用于颁发证书的内容，是一个中间证书，但是因为中间根CA没有自己受信任的证书，必须链接到第三方受信任的CA。

区别具体如下：

链式根需要比较复杂的安装方法，因为中间根需要加载到托管证书的每个服务器和应用程序。链式根需要受到链接的CA支配，因为他们无法控制root用户，一旦root CA停业，他们也会收到巨大的牵连。根证书和中间证书过期的话，中间根必须要在根证书之前，这样就会增加工作难度。

最后，以上所提到的证书颁发机构、证书链和加密签名的信任根证书，其实本质上都是PKI或者公钥基础结构。

参考：[https://blog.csdn.net/baidu\_36649389/article/details/53240579][https_blog.csdn.net_baidu_36649389_article_details_53240579]

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