最近在工作上，有个同事向我请教问题，把我问住了，我只是个刚毕业的应届生。
由我编写的后端中，Web 服务器是由 Flask 驱动的，而它需要一个 WSGI 服务器来驱动。后端需要存储在终端本地，且由于需要与本地的多个硬件交互，如摄像头、麦克风，必须开启 https。又由于新终端要从旧终端迁移，有些接口是旧的，请求的端口和 uWSGI 默认的端口还不一致，还不支持 https，于是我还要做一个端口转发。本来这些活应该是运维的活……
问题是，我们既然需要使用 https 通信，我们就需要申请证书。本地或局域网通信，使用自签名证书即可，但终端几百台，遍布北京各地，我们需要每个终端各申请一部证书吗。我们有些业务使用 Java 编写后端，且托管在公网域名，它的证书已经配置好了，这种证书和我们的自签名证书又有何区别。Nginx配置，证书文件，这些都是什么，我当时没答上来。
以前的计算机网络原理课我就没听。对于证书，我也是只知道怎么给自己的网站配，我又不是搞运维的。他这么一问，我自己私下翻阅文档，询问 ChatGPT，也算是搞懂了它内部的原理。
我们看网页，网页的协议是 https，就是从 http 加密过来的，这其中的加密套件叫 “TLS”。在 TCP/IP 四层模型中，http 协议位于应用层，基于 TCP 协议，TCP 协议位于传输层。TLS 位于 TCP 之上，为应用层协议提供加密支持，除了我们熟知的 http，还有 websocket、FTP、IMAP、SMTP等。目前 TLS 已经发展到了 1.3 版本，我在涉及到选择 TLS 加密版本的选项的时候，都会选择 TLS 1.2 和 TLS 1.3。
TLS 协议的加密原理大致是：
- 客户端发起握手，发送支持的加密套件列表等信息；
- 服务器返回证书、公钥等信息；
- 客户端验证服务器身份，生成对称密钥（通过公钥加密传输）；
- 双方协商出一个对称密钥后，用它加密后续通信。
我们在自己网站上部署的都是公网证书，由 CA 机构颁发，浏览器默认信任。自签名证书由自己签发自己认证，在没有安装根证书的前提下，本地设备是不认可服务器的身份的。
公网证书分三级，依次是 DV、OV、DV 证书，越来越严格。
证书有它自己的证书链，最底层的是根证书，由权威 CA 签发，预装在操作系统或浏览器中，安全等级最高。下一层为中间证书，由根证书签发，它可以存在多级，需要拼接起来。最后是服务器证书，安装在我们的服务器中，包括公钥、域名、有效期等信息。
自签名证书的根证书则是我们自己创建，需要我们自己安装到操作系统上，且它可以签发服务器证书。
在签发证书的过程中，我们可能会遇到以下几种文件：
- 私钥文件：用于生成证书请求和后续解密通信，必须保密，通常扩展名 .key。
- 证书签名请求文件（CSR）：包含申请证书的主体信息和公钥，由私钥生成，提交给 CA 签发，通常扩展名 .csr。
- 根证书：最高级的信任证书，由根 CA 生成并受操作系统或浏览器信任，扩展名常为 .pem、.crt。
- 中间证书：根证书签发的中间 CA 证书，用来签发服务器证书，连接根证书和服务器证书，通常是 .pem、.crt。
- 服务器证书：签发给服务器的证书，包含服务器公钥和身份信息，扩展名通常 .crt、.pem。
- 证书链文件：把服务器证书和中间证书合并，用于配置服务器时提供完整信任链。
了解以上知识之后，我们就可以先本地签发一个根证书，用它给所有终端批量签发证书，终端只需导入根 CA 证书信任列表即可。每个终端可能会有自己的域名，那就可以本地签发一个通配符证书，方便管理。
顺带一提，这个问我的人是个组长，他们的项目拖了三个月，这几天正在加班。