TLS 证书生成与加密连接

tls 库一边管"密码学材料"（生成 RSA / SM2 密钥对、自签根 CA、签发服务器/客户端证书、RSA 加解密），一边管"加密通道"（探测目标 TLS 信息、给 TCP/HTTP 服务套 TLS）。本章先把证书这条线讲清楚，再把它接到上一章的 TCP 服务上跑通一条加密连接。

分组速查表

分组	代表 API（含调用形态）	说明
生成密钥对	`tls.GenerateRSAKeyPair(bits)` `tls.GenerateRSA2048KeyPair()` `tls.GenerateSM2KeyPair()`	返回 `(公钥PEM, 私钥PEM, error)`
生成根 CA	`tls.GenerateRootCA(commonName)`	返回 `(证书PEM, 私钥PEM, error)`
签发证书	`tls.SignServerCertAndKey(ca, caKey)` `tls.SignX509ServerCertAndKey(...)` `tls.SignX509ClientCertAndKey(...)`	用 CA 签发服务器/客户端证书
RSA 加解密	`tls.EncryptWithPkcs1v15(pub, data)` `tls.DecryptWithPkcs1v15(pri, enc)`	公钥加密、私钥解密
TLS 探测	`tls.Inspect(host:port)` `tls.InspectForceHttp2(...)`	探测目标的 TLS 版本/协议/密码套件
套到连接上	`tcp.serverTls` `tcp.clientTls` `httpserver.tlsCertAndKey`	见 TCP 章节

生成密钥对

tls.GenerateRSAKeyPair(位数) 返回 PEM 文本形式的公钥与私钥。位数越大越安全也越慢，生产环境推荐 2048 位起步。

// 特性: 生成 RSA 密钥对, 检查 PEM 头
// 关键词: tls.GenerateRSAKeyPair, PEM, PUBLIC KEY, RSA PRIVATE KEY
pub, pri = tls.GenerateRSAKeyPair(2048)~

println(str.HasPrefix(string(pub), "-----BEGIN PUBLIC KEY-----"))        // OUT: true
println(str.HasPrefix(string(pri), "-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----"))   // OUT: true

assert len(pub) > 0 && len(pri) > 0, "keypair must be generated"

公私钥都是标准 PEM 文本（-----BEGIN ...----- 开头），可以直接写文件或传给别的函数。库里还有 GenerateRSA1024/2048/4096KeyPair() 这些定长快捷版，以及国密的 GenerateSM2KeyPair()。

自签 CA 与签发证书链

要让自己的服务跑 TLS，典型流程是：生成一个根 CA → 用根 CA 签发服务器证书 →（可选）再签客户端证书做双向认证。

// 特性: 根 CA 签发服务器证书 / 客户端证书
// 关键词: tls.GenerateRootCA, tls.SignServerCertAndKey, tls.SignX509ClientCertAndKey
ca, caKey = tls.GenerateRootCA("MyRootCA")~
println(str.HasPrefix(string(ca), "-----BEGIN CERTIFICATE-----"))   // OUT: true

// 用 CA 签发服务器证书
sCert, sKey = tls.SignServerCertAndKey(ca, caKey)~
println(str.HasPrefix(string(sCert), "-----BEGIN CERTIFICATE-----"))   // OUT: true

// 用同一个 CA 签发客户端证书(用于双向认证 mTLS)
cCert, cKey = tls.SignX509ClientCertAndKey(ca, caKey)~
println(str.HasPrefix(string(cCert), "-----BEGIN CERTIFICATE-----"))   // OUT: true

assert len(sCert) > 0 && len(cCert) > 0, "certs must be signed"

SignServerCertAndKey / SignX509ServerCertAndKey 签出来的是服务器证书（含 Server Auth 用途），SignX509ClientCertAndKey 签的是客户端证书（含 Client Auth 用途）。只做单向 TLS（像普通 HTTPS）只需要服务器证书；要做双向认证（mTLS，服务端也校验客户端身份）才需要客户端证书。

RSA 公钥加密、私钥解密

tls.EncryptWithPkcs1v15 用公钥加密、tls.DecryptWithPkcs1v15 用私钥解密，是最常见的 RSA 非对称加解密组合。

// 特性: RSA PKCS1v15 公钥加密 / 私钥解密往返
// 关键词: tls.EncryptWithPkcs1v15, tls.DecryptWithPkcs1v15
pub, pri = tls.GenerateRSAKeyPair(2048)~

plain = "Hello TLS"
enc = tls.EncryptWithPkcs1v15(pub, plain)~     // 公钥加密
dec = tls.DecryptWithPkcs1v15(pri, enc)~       // 私钥解密

println(string(dec))         // OUT: Hello TLS
println(len(enc) == 256)     // OUT: true

assert string(dec) == plain, "decrypt must recover plaintext"

2048 位 RSA 的一次加密输出恒为 256 字节（密钥长度 / 8），所以上面 len(enc) == 256 成立。注意 PKCS1v15 一次能加密的明文长度有上限（约为密钥字节数减 11），大数据不要直接用 RSA 加密，应当用 RSA 加密一个随机对称密钥、再用对称算法（如 AES）加密数据。

RSA 不能加密大块数据

RSA 是非对称算法，单次加密的明文长度受密钥长度限制（2048 位约 245 字节封顶）。超长明文会直接报错。正确姿势是"信封加密"：随机生成一个 AES 密钥，用它加密数据，再用 RSA 公钥加密这个 AES 密钥。

把证书接到 TCP 服务上跑一条加密连接（mTLS）

把上面签出来的证书接到 TCP 章节的服务上，就得到一条真实的加密连接。下面用同一套 CA 让服务端和客户端互相信任，跑通一次加密回环。

// 特性: 用现签证书建立 TLS 加密的 TCP 回环
// 关键词: tcp.serverTls, tcp.clientTls, mTLS
ca, caKey = tls.GenerateRootCA("LoopCA")~
sCert, sKey = tls.SignServerCertAndKey(ca, caKey)~

port = os.GetRandomAvailableTCPPort()
ctx, cancel = context.WithCancel(context.Background())
go func() {
    tcp.Serve("127.0.0.1", port,
        tcp.serverContext(ctx),
        tcp.serverTls(sCert, sKey),
        tcp.serverCallback(func(conn) {
            conn.SetTimeout(1)
            d = conn.RecvString()~
            conn.Send("secure:" + d)
            conn.Close()
        }),
    )
}()
time.Sleep(0.5)

conn = tcp.Connect("127.0.0.1", port,
    tcp.clientTimeout(3),
    tcp.clientTls(sCert, sKey, ca),   // 带上 CA, 信任服务端证书
)~
conn.Send("ping")~
println(conn.RecvString()~)   // OUT: secure:ping
conn.Close()
cancel()

加密由库透明完成，业务侧的 Send / Recv 与明文 TCP 完全一样。要给 HTTP 服务起 HTTPS 是同理：httpserver.Serve(host, port, httpserver.tlsCertAndKey(sCert, sKey), httpserver.handler(...))。

探测目标的 TLS 信息

tls.Inspect(host:port) 会和目标握手并迭代返回其 TLS 版本、协议（ALPN）、密码套件等信息，常用于资产识别。它依赖外网且结果随目标而变，所以下面用 try 包住、不对具体值做断言。

// 特性: tls.Inspect 探测目标 TLS 信息(依赖外网, 结果不固定)
// 关键词: tls.Inspect, TLS 版本, 密码套件, ALPN
try {
    for result in tls.Inspect("www.example.com:443")~ {
        log.info("protocol=%v version=%v cipher=%v", result.Protocol, result.Version, result.CipherSuite)
        break  // 只看第一个结果
    }
} catch e {
    log.warn("inspect failed (likely network): %v", e)
}
println("inspect demo done")   // OUT: inspect demo done

tls.Inspect 的返回结果用 for ... in ...~ 迭代，每个 result 上有 Protocol、Version、CipherSuite 等字段。还有 tls.InspectForceHttp2 / tls.InspectForceHttp1_1 可以强制用指定的 ALPN 协议去探测，便于判断目标是否支持 HTTP/2。

小结

证书三步走：GenerateRootCA → SignServerCertAndKey（+ SignX509ClientCertAndKey 做 mTLS）。
密钥/证书都是 PEM 文本，GenerateRSAKeyPair(bits)~ 取公私钥。
RSA 加解密用 EncryptWithPkcs1v15 / DecryptWithPkcs1v15，只适合小数据，大数据走信封加密。
把证书喂给 tcp.serverTls / tcp.clientTls 或 httpserver.tlsCertAndKey 即可加密连接，业务收发代码不变。
tls.Inspect 探测目标 TLS 信息（依赖外网）。

分组速查表​

生成密钥对​

自签 CA 与签发证书链​

RSA 公钥加密、私钥解密​

把证书接到 TCP 服务上跑一条加密连接（mTLS）​

探测目标的 TLS 信息​

小结​