nodejs配置微信小程序本地服务器（一）：OpenSSL生成自签名SSL证书

OpenSSL生成自签名SSL证书

科普：TLS、SSL、HTTPS以及证书

不少人可能听过其中的超过3个名词，但它们究竟有什么关联呢？

TLS 是传输层安全协议（Transport Layer Security）的缩写，是一种对基于网络的传输的加密协议，可以在受信任的第三方公证基础上做双方的身份认证。TLS可以用在TCP上，也可以用在无连接的UDP报文上。协议规定了身份认证、算法协商、密钥交换等的实现。
SSL 是TLS的前身，现在已不再更新。
HTTPS 是在基于TLS/SSL的安全套接字上的的应用层协议，除了传输层进行了加密外，其它与常规HTTP协议基本保持一致
证书 是TLS协议中用来对身份进行验证的机制，是一种数字签名形式的文件，包含证书拥有者的公钥及第三方的证书信息。
证书分为2类：自签名证书和CA证书。一般自签名证书不能用来进行身份认证，如果一个server端使用自签名证书，client端要么被设置为无条件信任任何证书，要么需要将自签名证书的公钥和私钥加入受信任列表。但这样一来就增加了server的私钥泄露风险。
TLS基于CA的身份认证基本原理是：首先验证方需要信任CA提供方自己的证书(CAcert)，比如证书在操作系统的受信任证书列表中，或者用户通过“安装根证书”等方式将CA的公钥和私钥加入受信任列表；然后CA对被验证方的原始证书进行签名（私钥加密），生成最终的证书；验证方得到最终的证书后，利用CAcert中包含的公钥进行解密，得到被验证方的原始证书。
根据RSA的加密原理，如果用CA的公钥解密成功，说明该证书的确是用CA的私钥加密的，可以认为被验证方是可信的。

微信小程序对第三方服务端的网络通信方式支持https和Ｗebsocket，WebSocket是HTML5开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议，解决了HTTP协议效率低下的问题，能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通讯。
这里选择使用node.js配置本地服务器，它有很多websocket库，ws就是其中之一，号称最轻量级，最快。ws的用法比较简单，直接看https://github.com/websockets/ws就可以。
这里着重讲的是针对微信小程序实现的加入ssl证书的websocket实现。
生产环境建议你去买一个ssl证书，开发环境你可以给自己生成一个ssl自签名证书临时用一下。这里的开发环境为win7 X64系统。

一、安装OpenSSL

下载链接：http://slproweb.com/products/Win32OpenSSL.html
这里建议下载32位版本，因为window任何版本都能使用。

！！！强烈建议下载v1.0.2的版本，千万不要用v1.1.0及更新的版本，因为会出现已经bug：“problem creating object tsa_policy1=1.2.3.4.1”！
如果安装过程出现这个窗口，说明你的电脑没有安装Visual C++ 2008 Redistributables， 请自行下载安装。

剩下的安装全部默认即可。我安装在 D:OpenSSL-Win32 目录下。在这里我想将证书输出到 D盘根目录下，首先用管理员权限打开cmd（切记！！！）。
然后进入D盘根目录。在创建证书之前，你需要设置2个环境变量：

• set RANDFILE=D:\.rnd
• set OPENSSL_CONF=D:OpenSSL-Win32binopenssl.cfg

第二句告诉系统去哪找openssl.cfg文件。
现在可以运行OpenSSL了，cmd中输入 D:OpenSSL-Win32binopenssl.exe运行。以上过程如图：

二、生成服务器证书

第一步：对于一个网站，首先必须有自己的私钥。为服务器创建一个1024位的RSA密钥，并保存到ca.key文件中：

openssl genrsa -out ssl.key 1024

如果想要添加密码保护，则改成以下命令：

openssl genrsa -des3 -out ssl.key 1024

利用私钥就可以生成证书了。OpenSSL使用x509命令生成证书。这里需要区分两个概念： 证书(certificate) 和 证书请求(certificate sign request)
证书是自签名或CA签名过的凭据，用来进行身份认证。
证书请求是对签名的请求，需要使用私钥进行签名
x509命令可以将证书和证书请求相互转换，不过我们这里只用到从证书请求到证书的过程。

第二步：从私钥或已加密的私钥均可以生成"证书请求"：

openssl req -new -key ssl.key -out ssl.csr

如果私钥已加密，需要输入密码。req命令会通过命令行要求用户输入国家、地区、组织等信息，这些信息会附加在证书中展示给连接方。

第三步：用私钥对“证书请求”进行签名生成证书crt。根据不同的场景，签名的方式也略有不同：

（一）自签名，生成私有证书

自签名的原理是用私钥对该私钥生成的“证书请求”进行签名，生成证书文件。该证书的签发者就是自己，所以验证方必须有该证书的私钥才能对签发信息进行验证，所以要么验证方信任一切证书，面临冒名顶替的风险，要么被验证方的私钥（或加密过的私钥）需要发送到验证方手中，面临私钥泄露的风险。
当然自签名也不是一无用处，比如需要内部通讯的两台电脑需要使用加密又不想用第三方证书，可以在两端使用相同的私钥和证书进行验证（当然这样就跟对称加密没有区别了）。自签名的方法为：

openssl x509 -req -in ssl.csr -signkey ssl.key -out ssl.crt

（二）自签名，生成CA证书

CA证书是一种特殊的自签名证书，可以用来对其它证书进行签名。这样当验证方选择信任了CA证书，被签名的其它证书就被信任了。在验证方进行验证时，CA证书来自操作系统的信任证书库，或者指定的证书列表。

openssl x509 -req -in sign.csr -extensions v3_ca -signkey sign.key -out sign.crt

（三）利用CA证书对其它证书进行签名

openssl x509 -req -in ssl.csr -extensions v3_usr -CA sign.crt -CAkey sign.key -CAcreateserial -out ssl.crt

三、拓展知识

如果想将下属CA密钥用于授权码签名（通过Microsoft’s signtool工具），你必须把密钥和证书打包进一个PKCS12文件。

pkcs12 -export -out ia.p12 -inkey ia.key -in ia.crt -chain -CAfile ca.crt

如果在上一节中，你将根CA和下属CA的Common Name设置成一样了，那么这一步你会得到这样的报错：

Error self signed certificate getting chain.
error in pkcs12

在Window上用signtool给可执行文件签名的方法：
在“受信仰的根证书颁发机构”存储区中安装 ia.p12 文件（如：双击它），然后用signtool /wizard为它签名。

在上面你创建的证书（.crt文件）也可以双击来查看和安装它：

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