Windows Ubuntu Bash申请免费通配符证书(Let's Encrypt)并绑定IIS

什么是 Let’s Encrypt？

部署 HTTPS 网站的时候需要证书，证书由 CA 机构签发，大部分传统 CA 机构签发证书是需要收费的，这不利于推动 HTTPS 协议的使用。

Let’s Encrypt 也是一个 CA 机构，但这个 CA 机构是免费的！！！也就是说签发证书不需要任何费用。

什么是通配符证书

在没有出现通配符证书之前，Let’s Encrypt 支持两种证书。

1）单域名证书：证书仅仅包含一个主机。

2）SAN 证书：一张证书可以包括多个主机（Let’s Encrypt 限制是 20）

证书包含的主机可以不是同一个注册域，不要问我注册域是什么？注册域就是向域名注册商购买的域名。

对于个人用户来说，由于主机并不是太多，所以使用 SAN 证书完全没有问题，但是对于大公司来说有一些问题：

子域名非常多，而且过一段时间可能就要使用一个新的主机。
注册域也非常多。

读者可以思考下，对于大企业来说，SAN 证书可能并不能满足需求，类似于 sina 这样的网站，所有的主机全部包含在一张证书中，而使用 Let’s Encrypt 证书是无法满足的。

Let’s Encrypt 通配符证书

通配符证书就是证书中可以包含一个通配符，比如 .example.com、.example.cn，读者很快明白，大型企业也可以使用通配符证书了，一张证书可以防止更多的主机了。

这个功能可以说非常重要，从功能上看 Let’s Encrypt 和传统 CA 机构没有什么区别了，会不会触动传统 CA 机构的利益呢？

如何申请 Let’s Encrypt 通配符证书

为了实现通配符证书，Let’s Encrypt 对 ACME 协议的实现进行了升级，只有 v2 协议才能支持通配符证书。

也就是说任何客户端只要支持 ACME v2 版本，就可以申请通配符证书了，是不是很激动。

官方介绍 Certbot 0.22.0 版本支持新的协议版本

在了解该协议之前有几个注意点：

1）客户在申请 Let’s Encrypt 证书的时候，需要校验域名的所有权，证明操作者有权利为该域名申请证书，目前支持三种验证方式：

dns-01：给域名添加一个 DNS TXT 记录。
http-01：在域名对应的 Web 服务器下放置一个 HTTP well-known URL 资源文件。
tls-sni-01：在域名对应的 Web 服务器下放置一个 HTTPS well-known URL 资源文件。

而申请通配符证书，只能使用 dns-01 的方式

安装Windows Ubuntu Bash

打开控制面板\所有控制面板项\程序和功能，点击左边的“启用/关闭Windows功能”

选择上“适用于Linux的Windows子系统”后点“确定”安装相关功能

然后打开“应用商店”Microsoft Store

搜索“Linux"会出现”在Windows上运行Linux的专题。
列出来的Linux子系统都是Windows10支持的Bash,
本人安装的是Ubuntu

安装后会在菜单里显示Ubuntu的启动项，第一次运行的时候，会要求设置一下管理员的相关密码

按提示设置就可以了

然后从菜单启动，就会看到熟悉的Ubuntu控制台了

我们用sudo lsb_release -a就可以看到当前安装的Ubuntu版本了

Giant@Giant:~$ sudo lsb_release -a

[sudo] password for Giant:

No LSB modules are available.

Distributor ID: Ubuntu

Description:    Ubuntu 16.04. LTS

Release:        16.04

Codename:       xenial

接下来我们开始在这个Ubuntu Bash里通过Certbot申请Let's Encrypt通配符证书

首先安装Certbot
打开Certbot官网https://certbot.eff.org/
选择我们申请证书的使用方式后，就会出现相关安装命令

由于我们的Ubuntu Bash系统是16.04版本，所以选择此系统
然后就会看到安装命令为

$ sudo apt-get update

$ sudo apt-get install software-properties-common

$ sudo add-apt-repository ppa:certbot/certbot

$ sudo apt-get update

$ sudo apt-get install certbot

完成这些命令后，我们的申请证书工具certbot已经安装完成。
我们打算给51tcsd.com这个域名申请通配符证书
那么我们就运行此命令

$ sudo certbot certonly  -d *.51tcsd.com --manual --preferred-challenges dns --server https://acme-v02.api.letsencrypt.org/directory

介绍下相关参数：

certonly，表示安装模式，Certbot 有安装模式和验证模式两种类型的插件。
--manual 表示手动安装插件，Certbot 有很多插件，不同的插件都可以申请证书，用户可以根据需要自行选择
-d 为那些主机申请证书，如果是通配符，输入 *.newyingyong.cn（可以替换为你自己的域名）
--preferred-challenges dns，使用 DNS 方式校验域名所有权
--server，Let's Encrypt ACME v2 版本使用的服务器不同于 v1 版本，需要显示指定。

接下去就是命令行的输出：

上述有两个交互式的提示：

是否同意 Let's Encrypt 协议要求
询问是否对域名和机器（IP）进行绑定

确认同意才能继续。

继续查看命令行的输出，非常关键：

要求配置 DNS TXT 记录，从而校验域名所有权，也就是判断证书申请者是否有域名的所有权。

上面输出要求给 _acme-challenge.51tcsd.com 配置一条 TXT 记录，在没有确认 TXT 记录生效之前不要回车执行。

我使用的是阿里云的域名服务器，登录控制台操作如下图：

然后打开另一个终端输入以下命令确认配置是否生效

dig -t txt _acme-challenge.51tcsd.com @8.8.8.8

输出如下表示成功配置好DNS记录了

然后在申请证书的终端里按下回车执行，输出如下

关键信息如下

IMPORTANT NOTES:

 - Congratulations! Your certificate and chain have been saved at:

   /etc/letsencrypt/live/51tcsd.com-/fullchain.pem

   Your key file has been saved at:

   /etc/letsencrypt/live/51tcsd.com-/privkey.pem

   Your cert will expire on --. To obtain a new or tweaked

   version of this certificate in the future, simply run certbot

   again. To non-interactively renew *all* of your certificates, run

   "certbot renew"

表示把相关证书保存在了/etc/letsencrypt/live/51tcsd.com-0001/这个目录
我们进去看一下此目录文件生成了如下文件
cert.pem chain.pem fullchain.pem privkey.pem README
在Bash下，如果没有用超级用户可能进不到live/51tcsd.com-0001/，显示没有权限
我们用超级用户进入，命令如果下

$ sudo su

输出结果如下

到此为此，申请证书相关的工作就完成了

接下来。怎么把申请到的证书导入到IIS中

由于我们申请的证书为pem格式，而IIS只支持pfx格式证书
所以我们要把输的人pem文件合并为pfx证书
这样我们就要用到openssl命令了

openssl pkcs12 -export -out 51tcsd.pfx -inkey privkey.pem -in fullchain.pem -certfile cert.pem

我们用此命令把pem文件合并为51tcsd.pfx文件，提示中要输入证书的密码，按提示输入即可
显示输出如下

我们可以看到，当前目录下成功生成了51tcsd.pfx文件
接下来我们就要把51tcsd.pfx文件导入到Windows系统
我们知道Ubuntu对于Windows来说只是一个应用，
所以Ubuntu里所有的文件，我们都可以通过Windows资源管理里看到，
我发现我的Ubuntu目录挂载在我的Windows目录的此位置
C:\Users\Administrator\AppData\Local\Packages\CanonicalGroupLimited.UbuntuonWindows_79rhkp1fndgsc\LocalState\rootfs

我们进到C:\Users\Administrator\AppData\Local\Packages\CanonicalGroupLimited.UbuntuonWindows_79rhkp1fndgsc\LocalState\rootfs\etc\letsencrypt\live\51tcsd.com-0001
就可以看到我们的pfx文件了

接下来。我们右键证书点安装pfx

输入刚刚openssl合并的时候输入的密码

点完成后。就会显示导入成功了
接下来。我们打开IIS管理器。看到服务器证书里面，就能发现我们申请的通配符证书了

接下来，我们给一个站点绑定随便一个二级域名，比如：a.51tcsd.com
首先把hosts文件把a.51tcsd.com解析到我本机127.0.0.1

然后在IIS里选择站点”Default Web Site"选择右边的“绑定”

输入相关信息，并选择证书

然后我们在浏览器里访问https://a.51tcsd.com/
是不是看到惊喜了