つくって学ぶ、サーバ証明書（SHA1・SHA2・CSR・自己証明書）について

サーバ証明書は、Webシステムを作る上で必須の知識だが、ちゃんと理解してる人は意外と少ない。

今回は、そんなサーバ証明書について検証を通して学ぼう。

検証環境

AWS上のEC2インスタンス。

AmazonLinux＋Apache＋mod_ssl＋OpenSSL

EC2インスタンスを作ったら、予めApacheとmod_sslとOpenSSLをインストールしておこう。

# yum install httpd mod_ssl openssl

サーバ証明書の作成手順

サーバ証明書を実際に作ってみよう。手順としては、次のような流れとなる。

1. 秘密鍵の生成
2. 公開鍵の生成。公開鍵を使ってCSR（証明書作成要求）の作成。
3. CSRをCA（認証局）に提示して、サーバ証明書を発行してもらう。

それでは早速作ってみよう。

１.秘密鍵の生成

# openssl genrsa 2048 > server_sec.key

このコマンドで秘密鍵（server_sec.keyとした）を生成する。生成した秘密鍵の中身は、このコマンドで確認することができる。

# openssl rsa -text < server_sec.key

2.公開鍵の生成。公開鍵を使ってCSR（証明書作成要求）の作成

CSRは公開鍵と作成時に入力する項目から作成される。そのため、まずは秘密鍵から公開鍵を作成する必要がある（この秘密鍵と公開鍵のことをキーペアと呼ぶ）。

しかし実際には、下記コマンド１行で、

• 秘密鍵から公開鍵の作成
• 公開鍵からCSRの作成

を実施することが可能だ。

# openssl req -new -key server.key > server.csr

3.CSRをCA（認証局）に提示して、サーバ証明書を発行してもらう

あとは、このCSRを認証局に提示して、サーバ証明書を発行してもらえば、サーバ証明書の完成だ。

おそらく認証局のWebサイトでCSRをコピペするような手順になるだろう。

ところで、認証局はCSRを受領してからどのような操作を実施しているのだろうか？

その前にサーバ証明書とは何か？について学習しておく必要がある。

サーバ証明書とはなにか？ 

サーバ証明書について書く前に、「署名」について書こうと思う。

署名とは、受領したCSRから算出したハッシュ値を、認証局の秘密鍵で暗号化したものだ。このときに使われるハッシュ関数がSHA-1、SHA-2などになる（ハッシュ値の算出には、ハッシュ関数が必要だ）。 

そしてサーバ証明書とは、CSRに認証局の署名をつけたもののことを言う。

グローバルサインでは、提出されたCSRに認証機関としての署名をして、サーバ証明書を発行します。

参照：[FAQ] CSRについて教えてください。 | SSL・電子証明書ならGMOグローバルサイン

つまり認証局は、CSRを受領してから認証局の秘密鍵を使って、CSRに署名を付与する作業を実施しているのだ。

自己証明書とは？

ちなみに自己証明書とは、CAによる署名（秘密鍵による暗号化）ではなく、自身の秘密鍵で署名をしたサーバ証明書のこと。

先程の環境におけるコマンドはこちら。

# openssl x509 -req -signkey server.key < server.csr > server.crt

自己証明書を利用してWebサーバにhttpsでアクセスしてみよう

さて、作成した自己証明書をWebサーバにセットして、クライアントからhttpsでアクセスしてみよう。

ApacheのConfigを編集して、SSLのアクセスを受けられるようにする。

# cd /etc/httpd/conf

# vi + httpd.conf

<最下行に下記を追加>

--------------------------

<VirtualHost _default_:443>

SSLEngine on

SSLCertificateFile /etc/httpd/server.crt

SSLCertificateKeyFile /etc/httpd/server.key

</VirtualHost>

-------------------------- 

編集が終わったら、Apacheを再起動する。

# service httpd restart

これでSSLの通信が受けられるようになっているはずだ。ブラウザからhttpsでアクセスしてみよう。すると、こんな画面が出る。

今回、この画面が出ている理由は「自己証明書」を利用しているからだ。

パブリック認証局から発行された証明書を利用して、正しいFQDNでアクセスすれば、この警告は表示されない。 

SHA-1、SHA-2とは？

ちなみに最近良く言われる『SHA-1』『SHA-2』とは、署名のときに利用されるハッシュ関数のこと。

（先に書いたが、CSRからハッシュ値を算出して、そのハッシュ値に対して、認証局の秘密鍵で暗号化するのが、『署名』だ。）

SHA-2にはSHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512の4つのバリエーションがあり、末尾の数字がハッシュ値のビット長を表している。最長であるSHA-512が最も安全性が高いが、一般的にはSHA-256が最もよく利用されています。

参考サイト：

• 知らなきゃマズい！？「SHA-1」廃止問題を解説 - IT、IT製品の情報なら【キーマンズネット】
• 図解で学ぶネットワークの基礎：SSL編 - Lesson4：相手が信頼できることを確かめる「サーバー証明書」とは？：ITpro
• [FAQ] CSRについて教えてください。 | SSL・電子証明書ならGMOグローバルサイン
• オレオレ証明書をopensslで作る（詳細版） - ろば電子が詰まっている

• OpenSSLについて