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使用Go语言生成自签CA证书
使用Go语言生成自签CA证书，可以保存为PEM文件，也可以从PEM文件读取证书，还可以动态生成终端域名证书。
生成私钥证书
不管是根证书，中级证书还是终端域名证书，都需要先生成一个私钥，然后通过私钥来获取公钥再进行证书签名，OpenSSL 可以通过 ecparam 子命令生成 ECC 私钥证书，Go 的标准库 crypto/ecdsa 也提供了 ECC 生成私钥的方法，我们稍微进行一下封装：
// 生成 ECC 私钥
func GeneratePrivateKey() (key *ecdsa.PrivateKey) {
key, _ = ecdsa.GenerateKey(elliptic.P256(), rand.Reader)
return
}
这里的 elliptic.P256() 就是 prime256v1，这样我们就有了一个通用的生成 ECC 私钥的方法了。
构建证书签名请求 CSR
Go 提供了标准库 crypto/x509 给我们提供了 x509 签证的能力，我们可以先通过 x509.Certificate 构建证书签名请求 CSR 然后再进行签证。
x509.Certificate 参数解析
x509.Certificate 有以下参数可配置：
Version: 证书的版本，数字1,2,3。SerialNumber：证书序列号，标识证书的唯一整数，重复的编号无法安装到系统里。SignatureAlgorithm: 签证书的算法标识，缺省。PublicKeyAlgorithm: 生成公钥的算法，缺省。Subject：证书持有者的信息。Country: 国家，CN。Province: 省。Locality: 市。Organization: 证书持有者组织名称。OrganizationalUnit: 证书持有者组织唯一标识。CommonName: 证书持有者通用名，需保持唯一，否则验证会失败。
NotBefore: 证书有效期开始时间。NotAfter: 证书过期时间。EmailAddresses: 需要颁发证书的邮箱地址。DNSNames: 需要颁发证书的 DNS，也就是域名。IPAddresses: 需要颁发证书的 IP 地址。URIs: 需要颁发证书的 URI。BasicConstraintsValid: 为true表示IsCA/MaxPathLen/MaxPathLenZero有效，为false忽略这几个配置。IsCA: 是否为CA证书，CA证书可以为下级证书签证，为false代表是终端证书，不能继续签证，根证书和中级证书都应该为true。MaxPathLen: 表示证书链中可在此证书之后的非自颁发中级证书的最大层级，我们只需要1个中级证书就可以了，根证书设置为1，中级证书设置为0，那么中级证书就不能继续签署中级证书了。-1表示未设置，且MaxPathLenZero == false && MaxPathLen == 0视为-1。MaxPathLenZero:MaxPathLen == 0。KeyUsage: 定义了证书包含的密钥的用途。KeyUsageDigitalSignature: 用于数字签名，常用于具有完整性的实体身份验证和数据源身份验证。可以用于CA证书或终端证书。KeyUsageContentCommitment: 公钥可用于提供不可否认服务，这可以防止签名实体错误地拒绝某些操作。当发生冲突时，应该有一个可靠的第三方来对签名的数据进行辨伪。KeyUsageKeyEncipherment: 用于加密对称密钥，目标解密密钥，随后使用它来加密和解密实体之间的数据。KeyUsageDataEncipherment: 用于加密和解密实际应用程序数据。KeyUsageKeyAgreement: 使用密钥协商协议与目标建立对称密钥，然后可以使用对称密钥来加密和解密实体之间发送的数据。KeyUsageCertSign: 用于校验公钥证书的签名，只能用于 CA 证书。KeyUsageCRLSign: 用于验证证书吊销列表的签名，只能用于 CA 证书。KeyUsageEncipherOnly: 公钥仅用于在执行密钥协商时加密数据。KeyUsageDecipherOnly: 公钥仅用于在执行密钥协商时解密数据。
ExtKeyUsage: 该扩展表示被认证的公钥的用途，可以替换或作为KeyUsage扩展的补充ExtKeyUsageAny: 未知。ExtKeyUsageServerAuth: 建立 TLS 连接时进行服务器身份验证。ExtKeyUsageClientAuth: 建立 TLS 连接时进行客户端验证。ExtKeyUsageCodeSigning: 对可下载执行的代码签名。ExtKeyUsageEmailProtection: 安全电子邮件签名，允许发送和接收加密的电子邮件。ExtKeyUsageIPSECEndSystem: IP 安全终端系统，已弃用。ExtKeyUsageIPSECTunnel: IP 安全隧道，已弃用。ExtKeyUsageIPSECUser: IP 安全用户，已弃用。ExtKeyUsageTimeStamping: 可信时间戳。ExtKeyUsageOCSPSigning: OCSP 签名。ExtKeyUsageMicrosoftServerGatedCrypto: 未知。ExtKeyUsageNetscapeServerGatedCrypto: 未知。ExtKeyUsageMicrosoftCommercialCodeSigning: 未知。ExtKeyUsageMicrosoftKernelCodeSigning: 未知。
我们使用这些字段就够了，其他字段缺省即可。可以使用这些参数分别签证生成根证书、中级证书和终端域名证书的签证 CSR。
根证书
var rootCsr = &x509.Certificate{
Version: 3,
SerialNumber: big.NewInt(time.Now().Unix()),
Subject: pkix.Name{
Country: []string{"CN"},
Province: []string{"Shanghai"},
Locality: []string{"Shanghai"},
Organization: []string{"JediLtd"},
OrganizationalUnit: []string{"JediProxy"},
CommonName: "Jedi Root CA",
},
NotBefore: time.Now(),
NotAfter: time.Now().AddDate(10, 0, 0),
BasicConstraintsValid: true,
IsCA: true,
MaxPathLen: 1,
MaxPathLenZero: false,
KeyUsage: x509.KeyUsageCertSign | x509.KeyUsageCRLSign,
}
根证书的配置如上，CommonName 叫 Jedi Root CA，用来区分这是一个根证书，过期时间设置为十年，根证书十年足够了，MaxPathLen 为1，只能签发一级中级CA证书。
KeyUsage 为 KeyUsageCertSign 和 KeyUsageCRLSign，支持签发和吊销中级证书。这里不需要 ExtKeyUsage。
中级证书
中级证书的配置基本与根证书基本一致，只是需要改一下 MaxPathLen为0，过期时间短一些：
var interCsr = &x509.Certificate{
Version: 3,
SerialNumber: big.NewInt(time.Now().Unix()),
Subject: pkix.Name{
Country: []string{"CN"},
Province: []string{"Shanghai"},
Locality: []string{"Shanghai"},
Organization: []string{"JediLtd"},
OrganizationalUnit: []string{"JediProxy"},
CommonName: "Jedi Inter CA",
},
NotBefore: time.Now(),
NotAfter: time.Now().AddDate(1, 0, 0),
BasicConstraintsValid: true,
IsCA: true,
MaxPathLen: 0,
MaxPathLenZero: true,
KeyUsage: x509.KeyUsageCertSign | x509.KeyUsageCRLSign,
}
终端证书
终端域名证书的配置需要做一些变更，配置如下：
var csr = &x509.Certificate{
Version: 3,
SerialNumber: big.NewInt(time.Now().Unix()),
Subject: pkix.Name{
Country: []string{"CN"},
Province: []string{"Shanghai"},
Locality: []string{"Shanghai"},
Organization: []string{"JediLtd"},
OrganizationalUnit: []string{"JediProxy"},
CommonName: "foreverz.cn",
},
DNSNames: []string{"foreverz.cn"},
NotBefore: time.Now(),
NotAfter: time.Now().AddDate(1, 0, 0),
BasicConstraintsValid: true,
IsCA: false,
KeyUsage: x509.KeyUsageDigitalSignature | x509.KeyUsageKeyEncipherment,
ExtKeyUsage: []x509.ExtKeyUsage{x509.ExtKeyUsageServerAuth},
}
因为是终端域名证书，所以DNSNames需要设置为对应的域名，可以使用通配符*支持所有的三级域名，例如这里可以写成*.foreverz.cn，也可以使用一个整数签发多个域名。
因为不是CA证书了，所以IsCA设为false，也不需要配置MaxPathLen和MaxPathLenZero了。
KeyUsage 为 KeyUsageDigitalSignature 和 KeyUsageKeyEncipherment，可用于身份验证和数据加密传输。ExtKeyUsage 为 ExtKeyUsageServerAuth 可以进行服务端身份验证。
这样我们就配置好了三级证书的签名请求了，这里都是分开写的，大部分代码都是一样的，可以写成一个方法，这里就不扩展了。
证书签名
证书签名可以使用标准库 crypto/x509 的 CreateCertificate 方法来签名。该方法需要以下5个参数：
rand: 随机数，使用rand.Reader即可。template: 证书签名请求，即上面的 CSR。parent: 父级证书，根证书是自签的，直接用自己的 csr，中级证书用根证书来签名，终端证书使用中级证书签名。pub: 第一步生成的私钥对应的公钥证书，可以使用key.Public()获取。priv: 父级证书私钥。
具体签证方法如下：
根证书：
rootDer, err := x509.CreateCertificate(rand.Reader, rootCsr, rootCsr, rootKey.Public(), rootKey)
rootCert, err := x509.ParseCertificate(rootDer)
CreateCertificate 返回的是一个 []byte，是二进制DER编码的证书，可以使用 x509.ParseCertificate 转为 *x509.Certificate 格式。
生成了根证书就可以使用根证书签证中级证书了：
interDer, err := x509.CreateCertificate(rand.Reader, interCsr, rootCert, interKey.Public(), rootKey)
interCert, err := x509.ParseCertificate(interDer)
终端证书的生成与中级证书基本一致：
der, err := x509.CreateCertificate(rand.Reader, csr, interCert, key.Public(), interKey)
cert, err := x509.ParseCertificate(der)
保存 PEM 文件
上面生成的证书是 *x509.Certificate 格式的，我们需要转为 PEM 并存为 .pem 文件到本地才能安装到电脑上，可以通过以下方法进行转换：
签证证书：
certBlock := &pem.Block{
Type: "CERTIFICATE",
Bytes: cert.Raw,
}
pemData := pem.EncodeToMemory(certBlock)
if err = ioutil.WriteFile("xx.cert.pem", pemData, 0644); err != nil {
panic(err)
}
私钥证书：
keyDer, err := x509.MarshalECPrivateKey(key)
keyBlock := &pem.Block{
Type: "EC PRIVATE KEY",
Bytes: keyDer,
}
keyData := := pem.EncodeToMemory(certBlock)
if err = ioutil.WriteFile("xx.key.pem", keyData, 0644); err != nil {
panic(err)
}
从 PEM 文件读取证书
上面我们把证书文件转为了 PEM 文件，那么有时候就会从 PEM 文件读取证书，我们没必要手写文件读取方法，crypto/tls 提供了 LoadX509KeyPair 方法可以帮助我们从文件读取证书，然后稍微做一下转换就行了。
func LoadPair(certFile, keyFile string) (cert *x509.Certificate, err error) {
if len(certFile) == 0 && len(keyFile) == 0 {
return nil, errors.New("cert or key has not provided")
}
// load cert and key by tls.LoadX509KeyPair
tlsCert, err := tls.LoadX509KeyPair(certFile, keyFile)
if err != nil {
return
}
cert, err = x509.ParseCertificate(tlsCert.Certificate[0])
return
}
如上，我们完成了证书的生成、存储和读取等能力，证书相关的处理就结束了。