从外部 CA 创建从属 CA

本页面介绍了如何创建连接到外部根 CA 的从属证书授权机构 (CA)。

如果现有的公钥基础架构 (PKI) 层次结构包含根 CA 和从属 CA，您可以维护相同的根 CA，并在 CA Service 中创建从属 CA，以链接到您的外部根 CA。外部根 CA 的密钥和操作仍不在 Google Cloud 范围内。您只能使用外部根 CA 向 Google Cloud 颁发从属 CA 证书。从属 CA 立即被信任外部根 CA 的任何工作负载信任。然后，您可以使用从属 CA 来颁发证书，而无需在运行时返回外部根 CA。

准备工作

• 确保您具有 CA Service Operation Manager (roles/privateca.caManager) 或 CA Service Admin (roles/privateca.admin) IAM 角色。如需了解相关信息，请参阅配置 IAM 政策。
• 识别外部根 CA。
• 定义从属 CA 的名称、主题、有效期和密钥大小。如需了解相关信息，请参阅确定 CA 设置。

从外部 CA 创建从属 CA

从外部 CA 创建从属 CA 涉及以下步骤：

1. 生成从属 CA 证书签名请求 (CSR)：第一步是为从属 CA 生成 CSR，然后下载 CSR。

2. 获取由外部根 CA 签名的从属 CA 证书：第二步是将 CSR 提交给外部根 CA 进行签名。请务必按照外部根 CA 的具体说明来提交 CSR 和获取签名证书。

3. 将已签名的从属 CA 证书导入 CA Service：最后一步是使用 Google Cloud CLI 或 Google Cloud 控制台上传已签名的 PEM 证书链。

注意 ：创建链接到外部 CA 的从属 CA 时，CA 服务生成的 CSR 中包含的属性必须保留在由外部 CA 签名的 CA 证书中。外部 CA 可以添加其他扩展，只要保留 CSR 中的属性即可。例如，如果 CSR 包含路径长度限制，则签名的从属 CA 证书还必须包含相同的路径长度限制。

以下部分介绍了如何从外部根 CA 创建从属 CA。

创建 CSR

控制台

1. 访问 Google Cloud 控制台中的安全 > Certificate Authority Service 菜单。

   转到 Certificate Authority Service

2. 点击 CA 管理员标签页。

3. 点击创建 CA。

选择 CA 类型：

1. 点击从属 CA。
2. 在有效期字段中，输入您希望 CA 证书颁发的证书的有效时长。
3. 点击根 CA 为外部。
4. 选择一个适用于 CA 层级的选项。如需了解详情，请参阅选择操作层级。
5. 在区域化下，从列表中选择 CA 位置。
6. 点击下一步。

配置 CA 主题名称

1. 在 Organization (O) 字段中，输入公司名称。
2. 可选：在组织部门 (OU) 字段中，输入公司下属部门或业务部门。
3. 可选：在国家/地区名称字段中，输入由两个字母组成的国家/地区代码。
4. 可选：在州或省/自治区/直辖市名称字段中，输入您所在州/省/自治区/直辖市的名称。
5. 可选：在 Locality name（市行政区名称）字段中，输入您所在城市的名称。
6. 在 CA 通用名称 (CN) 字段中，输入 CA 名称。
7. 在池 ID 字段中，输入 CA 池名称。创建 CA 后，您将无法更改 CA 池。
8. 点击下一步。

配置 CA 密钥大小和算法

1. 选择最符合您需求的密钥算法。如需了解如何确定合适的密钥算法，请参阅选择密钥算法。
2. 点击下一步。

配置 CA 制品

以下步骤是可选的。如果您跳过这些步骤，系统将应用默认设置。

1. 选择是使用 Google 管理的 Cloud Storage 存储桶还是自行管理的 Cloud Storage 存储桶。

如果您未选择自行管理的 Cloud Storage 存储桶，则 CA Service 会在其所在位置创建 Google 管理的存储桶。

2. 选择是否禁止向 Cloud Storage 存储桶发布证书吊销列表 (CRL) 和 CA 证书。

默认情况下，系统会允许在 Cloud Storage 存储桶上发布 CRL 和 CA 证书。如需停用这些设置，请点击切换开关。

3. 点击下一步。

添加标签

以下步骤是可选的。

如果要为 CA 添加标签，请执行以下操作：

1. 点击 添加一项。
2. 在键 1 字段中，输入标签键。
3. 在值 1 字段中，输入标签值。
4. 如果您想添加其他标签，请点击 添加一项。然后，按照第 2 步和第 3 步中的说明添加标签键和值。
5. 点击下一步。

查看设置

仔细检查所有设置，然后点击创建以创建 CA。

注意 ：CA 是在 AWAITING_USER_ACTIVATION 状态下创建的。如果您在创建从属 CA 后的 30 天内未激活从属 CA，则 CA Service 会删除该 CA。

下载 CSR

1. 在证书授权机构页面上，选择要激活的 CA。
2. 点击 Activate（启用）。

3. 在打开的对话框中，点击 下载 CSR。

   

gcloud

1. 如需为从属 CA 创建 CA 池，请运行以下命令。如需了解详情，请参阅创建 CA 池。

   gcloud privateca pools create SUBORDINATE_POOL_ID
   

   将 SUBORDINATE_POOL_ID 替换为 CA 池的名称。

2. 如需在已创建的 CA 池中创建从属 CA，请运行以下 gcloud 命令。gcloud 命令还会创建一个 CSR 并将其保存到 FILE_NAME 文件。

   gcloud privateca subordinates create SUBORDINATE_CA_ID \
     --pool=SUBORDINATE_POOL_ID \
     --create-csr --csr-output-file=FILE_NAME \
     --key-algorithm="ec-p256-sha256" \
     --subject="CN=Example Server TLS CA, O=Example LLC"
   

   请替换以下内容：

   • SUBORDINATE_CA_ID：从属 CA 的唯一标识符。
   • SUBORDINATE_POOL_ID：CA 池的名称。
   • FILE_NAME：写入 PEM 编码的 CSR 的文件的名称。

   --key-algorithm 标志接受您要用于为 CA 创建代管式 Cloud HSM 密钥的加密算法。

   --subject 标志接受证书主题的 X.501 名称。

   如需详细了解 gcloud privateca subordinates create 命令，请参阅 gcloud privateca subordinates create。

创建 CSR 时，系统会返回以下语句：

Created Certificate Authority [projects/my-project-pki/locations/us-west1/caPools/SUBORDINATE_POOL_ID/certificateAuthorities/SUBORDINATE_CA_ID] and saved CSR to FILE_NAME.

如需查看可用设置的详尽列表，请运行以下命令：

gcloud privateca subordinates create --help

如果 CSR 丢失，您可以使用以下命令重新下载：

gcloud privateca subordinates get-csr SUBORDINATE_CA_ID \
  --pool=SUBORDINATE_POOL_ID

Terraform

1. 如需在该 CA 池中创建 CA 池和从属 CA，请使用以下配置文件：

   resource "google_privateca_ca_pool" "default" {
     name     = "test-ca-pool"
     location = "us-central1"
     tier     = "ENTERPRISE"
   }
   
   resource "google_privateca_certificate_authority" "sub-ca" {
     pool = google_privateca_ca_pool.default.name
     certificate_authority_id = "my-certificate-authority-sub"
     location = "us-central1"
     config {
       subject_config {
         subject {
           organization = "HashiCorp"
           common_name = "my-subordinate-authority"
         }
         subject_alt_name {
           dns_names = ["hashicorp.com"]
         }
       }
       x509_config {
         ca_options {
           is_ca = true
           # Force the sub CA to only issue leaf certs
           max_issuer_path_length = 0
         }
         key_usage {
           base_key_usage {
             cert_sign = true
             crl_sign = true
           }
           extended_key_usage {
           }
         }
       }
     }
     lifetime = "86400s"
     key_spec {
       algorithm = "RSA_PKCS1_4096_SHA256"
     }
     type = "SUBORDINATE"
   }
   

2. 如需提取 CSR，请附加以下配置。

   data "google_privateca_certificate_authority" "sub-ca-csr" {
     location = "us-central1"
     pool = google_privateca_ca_pool.default.name
     certificate_authority_id = google_privateca_certificate_authority.sub-ca.certificate_authority_id
   }
   
   output "csr" {
     value = data.google_privateca_certificate_authority.sub-ca-csr.pem_csr
   }
   

3. 运行 terraform apply。

注意 ：新的从属 CA 会在 AWAITING_USER_ACTIVATION 状态下创建，直到使用其父 CA 颁发的已签名 PEM 证书将其激活。如果您未在创建后 30 天内激活从属 CA，则系统将删除从属 CA。如需激活从属 CA，请参阅上传已签名的证书。
如需了解 CA 状态，请参阅 CA 状态。

为 CSR 签名

将生成的 CSR 文件传递给负责证书颁发的组织成员，并请求他们签署该文件。具体步骤取决于贵组织的设置。

您可以使用以下 openssl 命令，对简单的根 CA 进行实验：

Shell

为新的根 CA 配置设置。

cat > root.conf <<- EOM
[ req ]
distinguished_name = req_distinguished_name
x509_extensions    = v3_ca
prompt             = no
[ req_distinguished_name ]
commonName = Sample Root
[ v3_ca ]
subjectKeyIdentifier=hash
basicConstraints=critical, CA:true
EOM

创建新的根 CA。

openssl req -x509 -new -nodes -config root.conf -keyout rootCA.key \
  -days 3000 -out rootCA.crt -batch

配置必须添加到新的从属 CA 证书的扩展。

cat > extensions.conf <<- EOM
basicConstraints=critical,CA:TRUE,pathlen:0
keyUsage=critical,keyCertSign,cRLSign
extendedKeyUsage=critical,serverAuth
subjectKeyIdentifier=hash
authorityKeyIdentifier=keyid
EOM

使用此根证书为从属 CA 的 CSR 签名。

openssl x509 -req -in FILE_NAME -CA rootCA.crt -CAkey rootCA.key \
  -CAcreateserial -out subordinate.crt -days 1095 -sha256 -extfile extensions.conf

将整个证书链连接成一个文件。

cat subordinate.crt > chain.crt
cat rootCA.crt >> chain.crt

注意 ：默认情况下，openssl 在签名证书中不包含来自 CSR 的扩展程序。需要 extensions.conf 才能向已签名的证书添加扩展，即使 CA Service 颁发的 CSR 包含扩展也是如此。

上传已签署的证书

如需使用签名证书激活从属 CA，请执行以下操作：

控制台

1. 转到 Google Cloud 控制台中的 Certificate Authority Service 页面。

   转到 Certificate Authority Service

2. 点击 CA 管理员标签页。

3. 在证书授权机构下，选择您创建的从属 CA。

4. 点击 Activate（启用）。

5. 在打开的对话框中，点击下载 CSR，以下载 PEM 编码的 CSR 文件（签发的 CA 可以签名）。

6. 点击下一步。

7. 在上传证书链字段中，点击浏览。

8. 上传扩展名为 .crt 的已签名证书文件。

9. 点击激活。

gcloud

gcloud privateca subordinates activate SUBORDINATE_CA_ID \
  --pool=SUBORDINATE_POOL_ID \
  --pem-chain ./chain.crt

请替换以下内容：

• SUBORDINATE_CA_ID：您要激活的从属 CA 的唯一标识符。
• SUBORDINATE_POOL_ID：包含从属 CA 的 CA 池的名称。

--pem-chain 标志是必需的。此标志接受包含 PEM 编码证书列表的文件。证书列表以当前 CA 证书开头，以根 CA 证书结尾。

如需详细了解 gcloud privateca subordinates activate 命令，请参阅 gcloud privateca subordinates activate。

上传签名证书后，系统会返回以下语句：

Activated certificate authority [SUBORDINATE_CA_ID].

Terraform

1. 在本地将已签名的 CA 证书另存为 subordinate.crt。
2. 在本地将签名者 CA 证书保存为 rootCA.crt。
3. 移除第一步中提到的用于提取 CSR 的配置，因为该配置尝试提取 CA 激活后不允许使用的 CSR。

4. 使用以下字段更新从属 CA 配置并运行 terraform apply。

     pem_ca_certificate     = file("subordinate.crt")
     subordinate_config {
       pem_issuer_chain {
           pem_certificates = [file("rootCA.crt")] 
       }
     }
   

   如果颁发者链包含多个 CA，请将值指定为 [file("intermediateCA.cert"), file("rootCA.crt")]。

注意 ：用户激活后，从属 CA 设置为 STAGED 状态。验证 CA 按预期运行后，即可启用 CA 并开始为 CA 池颁发负载均衡证书。如需启用 CA，请参阅启用从属 CA。如需了解 CA 状态，请参阅 CA 状态。

后续步骤

• 了解如何请求证书。
• 了解模板和发布政策。