Cryptography, RSA, SSL

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Allgemeines

Dateitypen

PEM:

-----BEGIN ENCRYPTED PRIVATE KEY-----
...
-----END ENCRYPTED PRIVATE KEY-----
-----BEGIN PRIVATE KEY-----
...
-----END PRIVATE KEY-----
-----BEGIN CERTIFICATE-----
...
-----END CERTIFICATE-----
-----BEGIN CERTIFICATE REQUEST-----
...
-----END CERTIFICATE REQUEST-----
etc.

PPK:

TODO

DSR:

<just a bunch of binary data>

One-way TLS auth

I0612.jpg

Two-way TLS auth

SGyYa.png

OpenSSL Befehle

OpenSSL kommt mit GitForWindows: C:\Program Files\Git\usr\bin\openssl.exe
Getestet mit Version: OpenSSL 3.2.3 3 Sep 2024 (Library: OpenSSL 3.2.3 3 Sep 2024)

Key-Pair erzeugen (PEM)

# Will promt for password
# Can also supply pw: -pass pass:very4secure%pass
# -des3 instead of -aes-128-cbc is also okay
openssl genpkey -algorithm RSA -out private.key -outpubkey public.pub -aes-128-cbc
# Privte-Key ohne Verschlüsselung
openssl genpkey -algorithm RSA -out private.key
# Public-Key aus Private-Key erzeugen
openssl rsa -in private.key -pubout > public.pub

Unter Windows: private.key ist ggf. UTF-16 und muss noch zu UTF-8 konvertiert werden https://superuser.com/a/1778270 (PowerShell 5.1 utf-8 ist mit BOM, aber das funktioniert mit mbedtls trotzdem)

$PSDefaultParameterValues['Out-File:Encoding'] = 'utf8'

Alternativ zu genpkey kann auch genrsa genutzt werden:
ssl - Difference between openssl genrsa and openssl genpkey -algorithm rsa? - Stack Overflow
https://stackoverflow.com/questions/25459512/what-is-diffrent-between-rsa-and-rsa-des3

Self-Signed RootCA-Zertifikat erzeugen

Voraussetzung: Private Key

# CSR erzeugen. Man wird nach Infos zur CA gefragt
# Challenge Passwort kann leer gelassen werden
openssl req -new -key private.key -out csr.pem
# X509v3 RootCA erzeugen
# Gültigkeitsdauer wie gewünscht anpassen
openssl req -x509 -days 365 -key private.key -in csr.pem -out root.crt
# Ohne CSR
openssl req -new -x509 -days 365 -key rootCA.key -out rootCA.crt

Man kann den Schritt mit dem CSR überspringen und den -in Parameter beim Erstellen des Zertifikats weglässt. Man muss dann in diesem Schritt die Infos eingeben.
Der CSR ist nützlich, wenn man ein Zertifikat erneuern möchte, ohne nochmal die ganzen Infos (Land, E-Mail, etc.) einzugeben. Wenn man das RootCA-Zertifikat nie erneuern möchte (lange Gültigkeitsdauer), kann man sich den CSR sparen.

Infos zu "Challenge Password": openssl - What's the use of challenge password in build-key-server and build-key from Easy-RSA? - Information Security Stack Exchange

Self-Signed (untergeordnetes) Zertifikat erzeugen

Voraussetzungen: Private Key (idealerweise 2: für RootCA und neues Zertifikat) und RootCA-Zertifikat

Konfigurationsdatei subordinate.cnf erstellen:

[ v3_ca ]
basicConstraints = CA:FALSE
authorityKeyIdentifier=keyid,issuer
keyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEncipherment, dataEncipherment
subjectAltName = @alt_names

[ alt_names ]
DNS.1 = yourdomain.com
DNS.2 = www.yourdomain.com
DNS.3 = 192.168.1.114

subjectAltName und der alt_names Block sind optional.

# CSR
openssl req -new -key subordinate.key -out subordinate.csr
# Zertifikat mit Config
# Gültigkeitsdauer wie gewünscht anpassen
openssl x509 -req -days 3650 -in subordinate.csr -CA root.crt -CAkey root.key -CAcreateserial -out subordinate.crt -extfile subordinate.cnf -extensions v3_ca

Wenn man die Konfigurationsdatei nicht verwendet (und -extensions sowie -extfile weglässt), wird ein X509v1 Zertifikat erstellt. Dies ist ein veralteter Standard und kann Probleme mit neuen Rust-Libraries (siehe Links unten), sowie der Erkennung in Chrome machen.
Ggf. werden aber X509v3 Zertifikate aber von manchen MQTT-Brokern nicht erkannt (Aussage aus github Thread zu Rust-Thematik).

Mehr Info:
openssl - Creating an x509 v3 user certificate by signing CSR - Stack Overflow
x509v3_config - OpenSSL Documentation
Rust unterstützt nur noch v3: https://github.com/rustls/rustls/issues/1298
Erklärung der keyUsage Parameter in der Config: https://superuser.com/a/1248085

PKCS#1 in PKCS#8 umwandeln

openssl rsa -in ~/.ssh/id_rsa -outform pem > id_rsa.pem

Input: -----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- (oder public)
Output: -----BEGIN PRIVATE KEY-----

Erklärung zu RSA
https://security.stackexchange.com/questions/68822/trying-to-understand-rsa-and-its-terminology/68836#answer-68836
https://security.stackexchange.com/questions/9260/sha-rsa-and-the-relation-between-them#answer-9265
OpenSSL Dokumentation
openssl-genpkey - OpenSSL Documentation
Noch mehr Befehle, Beispiele und Erklärungen
https://www.digitalocean.com/community/tutorials/openssl-essentials-working-with-ssl-certificates-private-keys-and-csrs