我有两个极其相似的自签名证书，是通过两种不同的方法生成的。

为了测试它们，我有：

1. 在我的主机文件中为 local.mydomain.com 添加了一个条目
2. 设置一个 nginx 服务器以在端口 443 上使用正在测试的证书和关联的私钥监听该域（然后我切换证书并重新启动 nginx 进行比较）
3. 连接到nginx openssl s_client -connect local.mydomain.com -CAfile /path/to/the/ca/cert.pem

一个证书失败：

CONNECTED(00000003)
depth=0 CN = local.mydomain.com
verify error:num=20:unable to get local issuer certificate
verify return:1
depth=0 CN = local.mydomain.com
verify error:num=21:unable to verify the first certificate
verify return:1
---
Certificate chain
 0 s:/CN=local.mydomain.com
   i:/CN=local.mydomain.com
---

一个证书成功：

CONNECTED(00000003)
depth=0 CN = local.mydomain.com
verify return:1
---
Certificate chain
 0 s:/CN = local.mydomain.com
   i:/CN = local.mydomain.com
---

我将证书的详细信息与 openssl x509 -in /path/to/the/ca/cert.pem -text -noout

失败的证书：

Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Serial Number:
            47:dc:02:c7:11:fc:8e:96:45:22:aa:6b:23:79:32:ca
    Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
        Issuer: CN=local.mydomain.com
        Validity
            Not Before: Nov 18 11:55:31 2016 GMT
            Not After : Nov 18 12:15:31 2017 GMT
        Subject: CN=local.mydomain.com
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: rsaEncryption
                Public-Key: (2048 bit)
                Modulus:
                    <stuff>
                Exponent: 65537 (0x10001)
        X509v3 extensions:
            X509v3 Key Usage: critical
                Digital Signature, Key Encipherment
            X509v3 Extended Key Usage:
                TLS Web Client Authentication, TLS Web Server Authentication
            X509v3 Subject Alternative Name:
                DNS:local.mydomain.com
            X509v3 Subject Key Identifier:
                6D:4F:AF:E4:60:23:72:E5:83:27:91:7D:1D:5F:E9:7C:D9:B6:00:2A
    Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
         <stuff>

工作证书：

Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Serial Number:
            9b:6b:3d:a3:b9:a3:a4:b4
    Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
        Issuer: CN=local.mydomain.com
        Validity
            Not Before: Nov 19 13:27:30 2016 GMT
            Not After : Nov 19 13:27:30 2017 GMT
        Subject: CN=local.mydomain.com
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: rsaEncryption
                Public-Key: (2048 bit)
                Modulus:
                    <stuff>
                Exponent: 65537 (0x10001)
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Key Identifier:
                03:E7:DA:AA:2E:CC:23:ED:C5:07:3D:E1:33:86:F5:22:D4:76:EB:CB
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:03:E7:DA:AA:2E:CC:23:ED:C5:07:3D:E1:33:86:F5:22:D4:76:EB:CB

            X509v3 Basic Constraints:
                CA:TRUE
    Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
         57<stuff>

看这个最明显的区别是工作证书CA:TRUE低于X509v3 Basic Constraints. 但是，从网上阅读我的印象是，自签名证书并不意味着是 CA，特别是这表明它们通常不会是：

基本的自签名证书问题

那里的答案说自签名不涉及CA。但是也许openssl需要自签名证书才能设置？或者证书可能以其他相关方式有所不同？

更新：

我花了一些时间尝试 printf 调试 openssl 的内部结构，但我并不了解它。在文件 v3_purp.c 中有以下宏：

#define ku_reject(x, usage) \
        (((x)->ex_flags & EXFLAG_KUSAGE) && !((x)->ex_kusage & (usage)))

它用于检查自签名证书的这段代码中：

/* Does subject name match issuer ? */

if (X509_check_akid(x, x->akid) == X509_V_OK &&
            !ku_reject(x, KU_KEY_CERT_SIGN))
            x->ex_flags |= EXFLAG_SS;

在失败证书的情况下(x)->ex_flags & EXFLAG_KUSAGE等于 2

EXFLAG_KUSAGE 在这里为失败的证书设置，早先在同一个文件中：

static void x509v3_cache_extensions(X509 *x)
{
    ......
    if ((usage = X509_get_ext_d2i(x, NID_key_usage, NULL, NULL))) {
        if (usage->length > 0) {
            x->ex_kusage = usage->data[0];
            if (usage->length > 1)
                x->ex_kusage |= usage->data[1] << 8;
        } else
            x->ex_kusage = 0;
        x->ex_flags |= EXFLAG_KUSAGE;
        ASN1_BIT_STRING_free(usage);
    }
    ....

所以看起来问题是失败的证书具有X509v3 Key Usage扩展名，但没有在该扩展名中指定 KU_KEY_CERT_SIGN？

更新 2：

根据https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc5280#section-4.2.1.3：

“当主题公钥用于验证公钥证书上的签名时，keyCertSign 位被断言。如果 keyCertSign 位被断言，那么基本约束扩展（第 4.2.1.9 节）中的 cA 位也必须被断言。”

因此，基本约束中的 CA 位不必存在，但如果您在证书中包含 X509v3 密钥使用部分，则根据 openssl 代码库，您必须指定 keyCertSign，并且根据 RFC，如果您确实指定了 keyCertSign，那么您还必须包括CA位的基本约束？