Openssl X509 v3 AuthorityKeyIdentifier实验与逻辑分析

       Openssl是X509的事实标准，目前主流OS或个别安全性要求较高的设计场景，对X509的证书链验证已经不在停留在只从数字签名校验了，也就是仅仅从公钥验签的角度，在这些场景中，往往还会校验AuthorityKeyIdentifier和SubjectKeyIdentifier的一致性，也即下级证书的AuthorityKeyIdentifier应该与上级证书的SubjectKeyIdentifier一致，这两个参数是X509 v3  extensions的范围。

        但是X509对SubjectKeyIdentifier与AuthorityKeyIdentifier本身以及它们之前的一致性校验逻辑，都没有严格的规定，因此我们只能follow Openssl的逻辑。

        Openssl的SubjectKeyIdentifier可以为hash，此时是公钥的160bit sha-1散列，或者是一个hex字符串，此时是人为预设的SubjectKeyIdentifier。

        Openssl的AuthorityKeyIdentifier是follow X509定义的，AuthorityKeyIdentifier实际上是一个组，有三个组成员，keyid，dirname，serialnum，keyid就是上级证书的SubjectKeyIdentifier。你可以提供authoritykeyidentifier=keyid,issuer，作为openssl参数，它会尽量把以上三个组成员给填满，为什么说尽量呢，因为上级证书可能压根就没有SubjectKeyIdentifier这个v3 extension属性。

        Openssl的证书链校验，如果提供了issuer_checks参数也是可以校验以上一致性的。

        openssl配置subjectKeyIdentifier = hash，此时openssl在签发证书时，会加入subjectKeyIdentifier参数，如果subjectKeyIdentifier这个参数没有的话，缺省是不会有任何subjectKeyIdentifier被加入的。

        此时如果authorityKeyIdentifier = keyid,issuer，那么只有issuer有效，也即会加入上级证书的dirname，serialnum。

        当subjectKeyIdentifier = hash；authorityKeyIdentifier = keyid,issuer时，产生的下级证书如下图。

        当没有subjectKeyIdentifier = hash；authorityKeyIdentifier = keyid,issuer:always时，产生的下级证书如下图。其中issuer:always强制加入dirname，serialnum两项。

        当没有subjectKeyIdentifier配置；仅有authorityKeyIdentifier = keyid,issuer时，产生的下级证书如下图。可以看到CA证书没有 subjectKeyIdentifier，下级证书没办法复制到subjectKeyIdentifier因此authorityKeyIdentifier 仅有其他两项。

        以上各种情况，均可以通过以下命令验证通过。

        openssl verify -CAfile cacert.pem --issuer_checks certwork.pem

以下为用到的配置文件与测试命令。

[ req ]
distinguished_name = req_distinguished_name
policy             = policy_match
x509_extensions     = v3_ca
 
# For the CA policy
[ policy_match ]
countryName             = optional
stateOrProvinceName     = optional
organizationName        = optional
organizationalUnitName  = optional
commonName              = supplied
emailAddress            = optional
 
[ req_distinguished_name ]
countryName                     = Country Name (2 letter code)
countryName_default             = IN
countryName_min                 = 2
countryName_max                 = 2
stateOrProvinceName             = State or Province Name (full name) ## Print this message
stateOrProvinceName_default     = KARNATAKA ## This is the default value
localityName                    = Locality Name (eg, city) ## Print this message
localityName_default            = BANGALORE ## This is the default value
0.organizationName              = Organization Name (eg, company) ## Print this message
0.organizationName_default      = GoLinuxCloud ## This is the default value
organizationalUnitName          = Organizational Unit Name (eg, section) ## Print this message
organizationalUnitName_default  = Admin ## This is the default value
commonName                      = Common Name (eg, your name or your server hostname) ## Print this message
commonName_max                  = 64
emailAddress                    = Email Address ## Print this message
emailAddress_max                = 64
 
[ v3_ca ]
#subjectKeyIdentifier = hash
authorityKeyIdentifier = keyid,issuer
basicConstraints = critical,CA:true
nsComment = "OpenSSL Generated Certificate"
 
[ v3_work ]
subjectKeyIdentifier = hash
authorityKeyIdentifier = keyid:awlays,issuer:always
basicConstraints = critical,CA:true
nsComment = "OpenSSL Generated Certificate"

openssl genrsa -out private.pem 2048
 
openssl req -new -x509 -days 3650 -config opensslroot.cfg -key private.pem -out cacert.pem
 
openssl x509 -text -noout -in cacert.pem
 
openssl genrsa -out workkey.pem 2048
 
openssl req -new -key workkey.pem -config opensslroot.cfg -out certwork.csr
 
openssl req -text -in certwork.csr
 
openssl x509 -req -days 365 -CA cacert.pem -extfile opensslroot.cfg -extensions v3_work -CAcreateserial -CAkey private.pem -in certwork.csr -out certwork.pem
 
openssl x509 -in certwork.pem -text