一份证书，多种包裹

一个常见的困惑之源是：一份单独的证书可以作为一个 .crt、一个 .cer、一个 .pem、一个 .der，或埋在一个 .pfx 之内而到来，而人们便假设这些是不同的东西。它们通常并非如此。证书是一个固定的结构（解剖一文中描述的 .1 布局）；所变化的，是那些字节如何被编码，以及还有什么与之一同被打包。知晓那寥寥数个真正的格式，会让文件扩展名不再神秘。

DER：规范的二进制

在最底层是 ，即来自 ITU-T X.690 的 Distinguished Encoding Rules。DER 是该证书 ASN.1 之树的实际二进制序列化：一串 tag-length-value 记录，对任何给定的值恰有一种有效的编码。这种确定性要紧，因为颁发者的签名是对这些确切的字节计算的。一个 .der 文件（且常常一个 .cer 文件）是不带文本包裹的裸 DER。X.509 工具直接对此二进制解码。

PEM：裹于文本中的 DER

是经 Base64 编码并裹于护甲行中的 DER，由 RFC 7468 定义：

-----BEGIN CERTIFICATE-----
MIIELDCCAxSgAwIBAgIG...   (Base64 of the DER)
-----END CERTIFICATE-----

PEM 之所以存在，是因为二进制无法在被粘入一封电子邮件、一个配置文件或一个终端时存活，而 Base64 文本则能。BEGIN/END 行上的标签告诉你那个主体是什么，且有若干种：

  • CERTIFICATE 是一份 X.509 证书。
  • CERTIFICATE REQUEST 是一个 （见签名请求一文）。
  • PRIVATE KEY 是一个 PKCS#8 私钥；RSA PRIVATE KEY 与 EC PRIVATE KEY 是较旧的、密钥专属的格式。
  • PUBLIC KEY 是一个裸的 SubjectPublicKeyInfo。
  • X509 CRL 是一个证书吊销列表。

一个单独的 PEM 文件可以背靠背地持有若干块，这便是一个服务器的叶子证书外加其中间链如何在一个单一的 fullchain.pem 中被送出的方式。关于其下的编码，见 Base64 一文。

文件扩展名不是格式

这是绊倒人们的那一部分：.crt、.cer、.pem 与 .key 描述的是意图，而非编码。一个 .crt 可能是 PEM 或 DER。一个 .cer 在 Windows 上常是 DER，但在别处是 PEM。一个 .key 是一个私钥，但可能是 PKCS#1、PKCS#8 或 ，以 PEM 或 DER 计。知晓你所拥有之物的唯一可靠途径，是看头几个字节：PEM 以可见的 -----BEGIN 行开始，而 DER 以 SEQUENCE 标签字节 0x30 开始。工具二者皆受，所以你可以粘入一个 PEM 块或上传裸 DER 而无须先行转换。

捆束不止一物的容器

两种 PKCS 格式把多个对象打包在一处：

  • PKCS#7（.p7b、.p7c）承载一份或多份证书，通常是一份证书外加其链，但无私钥。它常被用来在一个单一文件中交给某人一条完整的链。
  • PKCS#12（.pfx、.p12），由 RFC 7292 定义，把一份证书、其链与相配的私钥捆束进一个单一的、受密码保护的 blob。这便是当你想让密钥与证书一同行进时，你从一个 Windows 证书库导出、或导入一个负载均衡器之物。因其含有私钥，一个 PKCS#12 文件是敏感的，而密码是保护它的唯一之物。

私钥编码

私钥有它们自己的小动物园。PKCS#1（RSA PRIVATE KEY）是原初的、仅限- 的格式。SEC1（EC PRIVATE KEY）是椭圆曲线密钥的对应物。PKCS#8（PRIVATE KEY，可选地 ENCRYPTED PRIVATE KEY）是现代的、对算法中立的包裹，可持有任一者，也是大多数当前工具所发出之物。一个证书解码器从不需要私钥，而你绝不该把一个私钥粘入一个你并不掌控的工具；X.509 工具是用于证书的，而证书按设计便是公开的。

在它们之间转换

因内层结构相同，转换是无损且例行的。以 OpenSSL，PEM 转 DER 是 openssl x509 -in cert.pem -outform der -out cert.der，而其逆向则对调 in 与 out 形态。从一份单独的证书与密钥构建一个 PKCS#12 是 openssl pkcs12 -export -in cert.pem -inkey key.pem -out bundle.pfx。这些中没有一个会改变证书本身；它们只是重新包裹它。

包装，而非实质

要领是：PEM 对 DER、以及 .crt 对 .pfx，是关于传输与捆束的问题，而非关于证书所言之事。剥去护甲、从 Base64 解码、并无视那个容器，而在这些每一个之下的，都是同一份签名的 ASN.1 声明，把一个公钥绑定到一个名字。工具的职责，是在你的浏览器中剥去那层包装、并向你展示其内的结构，而无任何文件曾离开此页。