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OpenSSL中雖然使用PEM作為基本的文件編碼格式，但是，由于不同的對(duì)象其封裝和標(biāo)準(zhǔn)格式不太一樣，所以經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致讀者產(chǎn)生迷惑。
一、數(shù)據(jù)編碼格式
??????? 首先介紹一下ASN.1(Abstract Syntax Notation One)標(biāo)準(zhǔn)，這是一種描述數(shù)字對(duì)象的方法和標(biāo)準(zhǔn)。ASN1是一種結(jié)構(gòu)化的數(shù)字對(duì)象描述語言，它包括兩部分：數(shù)據(jù)描述語言(ISO 8824)和數(shù)據(jù)編碼規(guī)則(ISO 8825)。ASN.1的數(shù)據(jù)描述語言允許用戶自定義基本的數(shù)據(jù)類型，并可以通過簡單的數(shù)據(jù)類型組成更復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。比如：一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)對(duì)象，如X.509證書，就是在其他一些數(shù)據(jù)類型上定義的，而其他數(shù)據(jù)類型又是在更基本的數(shù)據(jù)類型上建立的，直到回溯到定義的最基本的數(shù)據(jù)類型。
??????? ASN.1提供了多種數(shù)據(jù)編碼方法。包括了BER、DER、PER和XER等。這些編碼方法規(guī)定了將數(shù)字對(duì)象轉(zhuǎn)換成應(yīng)用程序能夠處理、保存和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)亩M(jìn)制編碼形式的一組規(guī)則。目前經(jīng)常被采用的是BER(Basic Encode Rules)編碼，但是BER編碼具有編碼不唯 一的性質(zhì)，也就是說，一個(gè)相同的對(duì)象通過BER編碼可能會(huì)產(chǎn)生幾種不同的編碼數(shù)據(jù)。所以，在OpenSSL和其他密碼學(xué)相關(guān)軟件中經(jīng)常使用BER的一個(gè)子DER(Distinguished Encoding Rules)。對(duì)于每一個(gè)ASN.1對(duì)象，使用DER編碼得出的二制編碼碼數(shù)據(jù)是唯 一的。
??????? PEM編碼全稱是Privacy Enhanced Mail，是一種保密郵件的編碼標(biāo)準(zhǔn)。通常來說，對(duì)信息的編碼過程基本如下。
信息轉(zhuǎn)換為ASCII碼或其他編碼方式，比如采用DER編碼。
使用對(duì)稱加密算法加密經(jīng)過編碼的信息。
使用BASE64對(duì)加密碼后的信息進(jìn)行編碼。
使用一些頭定義對(duì)信息進(jìn)行封裝，主要包含了進(jìn)行正確解碼需要的信息，頭定義的格式形式如下：
Proc-Type:4,ENCRYPTED
DEK-Info:cipher-name,ivec
其中，第一個(gè)頭信息標(biāo)注了該文件是否進(jìn)行了加密，該頭信息可能的值包括ENCRYPTED(信息已經(jīng)加密和簽名)，MIC-ONLY(信息經(jīng)過數(shù)據(jù)簽名但沒有加密)，MIC-CLEAR(信息經(jīng)過數(shù)字簽名但是沒有加密，也沒有進(jìn)行編碼，可使用非PEM格式閱讀)，以及CLEAR；第二個(gè)頭信息標(biāo)注了加密的算法及對(duì)稱加密塊算法使用的初始向量。
在這些信息的前面加上如下形式頭標(biāo)注信息：
---BEGIN PRIVACY-ENHANCED MESSAGE---
在這些信息的后面加上如下形尾標(biāo)注信息：
---END PRIVACY-ENHANCED MESSAGE---
OpenSSL的PEM編碼基本上是基于DER編碼之上的，也就是說，它在上述第一步采用的是DER編碼，所以，從本質(zhì)上來說，OpenSSL的PEM編碼就是在DER編碼基礎(chǔ)上進(jìn)行BASE64編碼，然后添加一些頭尾信息組成的。
二、證書標(biāo)準(zhǔn)
??????? 數(shù)據(jù)編碼格式提供了封裝數(shù)據(jù)的基本方法，但是，對(duì)于具體的數(shù)據(jù)對(duì)象，比如證書，根據(jù)其包含的內(nèi)容的不同，還有更具體的表達(dá)式。
??????? 1、X.509證書
??????? 目前總的來說有三種常用的證書編碼格式：X.509證書、PKCS#12證書和PKCS#7證書。X.509證書是最經(jīng)常使用的證書，它僅包含了公鑰信息而沒有私鑰信息，是可以公開進(jìn)行發(fā)布的，所以X.509證書對(duì)象一般都不需要加密。
??????? X.509證書的格式通常如下:
???????????????? ……相關(guān)的可讀解釋信息（省略）……
???????????????? ---BEGIN CERTIFICATE---
???????????????? ……PEM編碼的X.509證書內(nèi)容(省略)……
???????????????? ---END CERTIFICATE---
???????????????? 除了“---BEGIN CERTIFICATE---”和“---END CERTIFICATE---”頭尾格式外，還可能有這樣不同的標(biāo)識(shí)符：“---BEGIN X.509 CERTIFICATE---”、“---END X.509 CERTIFICATE---”或者“---BEGIN TRUSTED CERTIFICATE---”、“---END TRUSTED ???????? CERTIFICATE---”
??????? 在OpenSSL實(shí)際簽發(fā)的證書文件中最前面的很多可讀的證書明文解釋，只是為了增加證書文件的可讀性，并不代表真正的數(shù)據(jù)。在其他軟件中，比如Windows軟件，可能并不支持這些額外的明文信息，所以，先要將“---BEGIN CERTIFICATE---”之前的所有可讀信息去掉?？梢允謩?dòng)刪除，也可以使用PEM到PEM的證書格式轉(zhuǎn)換去掉這些明文可讀信息。
??????? 在Windows平臺(tái)，X.509證書文件的后綴名經(jīng)常是der、cer或者crt，都是可以被自動(dòng)識(shí)別的。對(duì)于OpenSSL來說，后綴名是沒有實(shí)際意義的。
????? 2、Netscape證書標(biāo)準(zhǔn)
??????? Netscape提供了一種名為Netscap證書序列(Netscape Cerificate Sequence)的格式來封裝一系列證書（實(shí)際上里面采用了一個(gè)PKCS#7格式來封裝證書）。以便能夠一次性地下載或者傳輸多個(gè)數(shù)字證書。所以，某些時(shí)候，Netscape證書序列可以替代PKCS#7的作用，用來打包一系列證書。
??????? Netscape證書序列雖然不一定能夠得到微軟的支持，但是在其他一些開源軟件和Linux軟件中卻得到了廣泛的支持。
三、證書封裝
??????? 1、PKCS#12證書
??????? PKCS#12 證書不同于X.509證書，它可以包含一個(gè)或多個(gè)證書，并且還可以包含證書對(duì)應(yīng)的私鑰。PKCS#12的私鑰是經(jīng)過加密的，密鑰由用戶提供的口令產(chǎn)生。所以，無論在使用PKCS#12證書的時(shí)候一般會(huì)要用用戶輸入密鑰口令。
??????? PKCS#12證書文件在Windwos平臺(tái)和Mozzila中支持的后綴名是p12或者pfx，如果要在IE或者M(jìn)ozzila 中正確使用自己的證書，那么一般來說都要求轉(zhuǎn)換成包含公鑰和私鑰的PKCS#12證書忖入到相關(guān)軟件中。
??????? 2、PKCS#7
??????? PKCS#7可以封裝一個(gè)或多個(gè)X.509證書或者PKCS#6證書(PKCS#6是一種證書格式，但是并不經(jīng)常使用)、相關(guān)證書鏈上的CA證書，并且可以包含CRL信息。PKCS#7不包含私鑰信息。PKCS#7可以將驗(yàn)證證書需要的整個(gè)證書上的證書都包含進(jìn)來，從而方便證書的發(fā)布和正確使用。這樣就可以直接把PKCS#7證書發(fā)給驗(yàn)證方驗(yàn)證，免去了把以上的驗(yàn)證內(nèi)容一個(gè)一個(gè)發(fā)給接書方的煩瑣了。
??????? PKCS#7文件在Windows平臺(tái)的合法后綴名是p7b。??
????? 3、PKCS#8
??????? PKCS#8標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)非常簡單的標(biāo)準(zhǔn)，它主要用于封裝私鑰和其他相關(guān)的屬性信息。一般來說，PKCS#8格式的私鑰都是被加密的，支持PKCS#5和PKCS#12標(biāo)準(zhǔn)定義的算法，當(dāng)然，私鑰也可以不加密。PKCS#8標(biāo)準(zhǔn)一方面可以增強(qiáng)私鑰的安全性，另一方面也為用戶提供了一種簡單的確立信任關(guān)系的方式，這主要是基于私鑰特別名稱和最高層可信者的權(quán)威公鑰等屬性信息。
??????? OpenSSL提供的經(jīng)過PEM編碼的PKCS#8標(biāo)準(zhǔn)的文件，分為加密和非加密的兩種方式。加密的PKCS#8密鑰標(biāo)識(shí)如下：
??????? ——BEGIN ENCRYPTED PRIVATE KEY——
??????? ——END ENCRYPTED PRIVATE KEY——
??????? 非加密的PKCS#8密鑰標(biāo)識(shí)如下：
??????? ——BEGIN PRIVATE KEY——
??????? ——END PRIVATE KEY——
四、密鑰編碼
??????? 密鑰有多種形式的，很多情況下，需要把這些密鑰保存下來。通常使用PEM和DER兩種編碼方式對(duì)要保存的密鑰進(jìn)行編碼。
??????? DER 編碼存儲(chǔ)的密鑰文件是不可讀的，如果用文本編輯器打開它，將看到一些難以理解的符號(hào)，因?yàn)檫@是一個(gè)二進(jìn)制編碼的文件。PEM則不一樣，它要友好得多，因?yàn)镻EM經(jīng)過BASE64編碼。用文本編輯器打開PEM編碼的密鑰文件，可以看到跟證書類似，它們真正的編碼都包含在類似于：---BEGIN XXXXXX---和---END XXXXXX--- 這樣的符號(hào)對(duì)內(nèi)。
??????? 密鑰總的來說有兩種，一種是可以公開的（比如公開密鑰對(duì)的公鑰），一種是不能公開的（比如公開密鑰對(duì)的私鑰）。反映在編碼上，有的密鑰文件需要加密，有的就不需要加密。一個(gè)經(jīng)過加密的PEM編碼密鑰文件在上述的符號(hào)內(nèi)會(huì)增加一些頭信息，這些頭信息主要是為密鑰解密的時(shí)候提供有用的信息，包括標(biāo)記密鑰加密狀態(tài)、使用加密算法及初始賂量（對(duì)于塊加密算法來說）。例如：
---BEGIN RSA PRIVATE KEY---
Proc-Type:4,ENCRYPTED
DEK-Info:DES-ED3-CBC，86B0167E005535D2
……(加密內(nèi)容密鑰部分)……
---END RSA PRIVATE KEY---
??????? 以上的PEM編碼的是RSA(RSA PRIVATE KEY)私鑰，該密鑰經(jīng)過了加密(ENCRYPTED)，使用的是3DES的CBC方式(DES-EDE3-CBC)，使用的IV向量是“86B0167E005535D2”。
五、其他標(biāo)準(zhǔn)
??????? 證書吊銷列表（CRL）是用戶驗(yàn)證證書的重要參考資料，它主要包含了無效的證書列表，告訴用戶哪些證書已經(jīng)吊銷或無效的。如果 沒有CRL，可以選擇另一種驗(yàn)證方式，那就是使用在線證書服務(wù)協(xié)議（OCSP）。OCSP并不總是能夠使用，比如你的網(wǎng)絡(luò)有時(shí)候可能不能接通OCSP服務(wù)器。CRL 是一種相對(duì)方使用和獨(dú)立的解決方案，只要獲取了CA中心提供的在有效期內(nèi)的CRL，基本上就能對(duì)證書的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。PEM格式編碼的CRL一般包含在一對(duì)符號(hào)內(nèi)：“---BEGIN X.509 CRL---”和“---END X.509 CRL---”。也可以使用DER格式保存CRL。
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作者：coolx-w
來源：CSDN
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