前言
对于 ECDH，Wikipedia 如下描述:
Elliptic curve Diffie–Hellman (ECDH) is an anonymous key agreement protocol that allows two parties, each having an elliptic curve public–private key pair, to establish a shared secret over an insecure channel.
参见https://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic_curve_Diffie-Hellman
ECDH 是基于 ECC（Elliptic Curve Cryptosystems，椭圆曲线密码体制）的 DH（ Diffie-Hellman）密钥交换算法。交换双方可以在不共享任何秘密的情况下协商出一个密钥。与 Diffie-Hellman 相比 ECDH 具有 ECC 的高强度、短密钥长度、计算速度快等优点。
由于 ECDH 每次用一个固定的 DH key, 导致不能向前保密（forward secrecy），安全性会降低，所以一般都是用 ECDHE（ECDH 的 ephemeral version）或其他版本的 ECDH 算法。
本文只对 ECDH 进行介绍，只为测试。
环境说明
CentOS 7.2(CentOS_7_x86_64_1151)
OpenSSL 1.0.2e
安装 OpenSSL
1.查看本机安装的版本
# openssl version
OpenSSL 1.0.1e-fips 11 Feb 2013
2.OpenSSL 应在1.0.2以上，这里使用 1.0.2e，去官网下载，源码安装一下，请根据实际情况更改下载地址。
# cd /usr/src
# wget https://www.openssl.org/source/openssl-1.0.2e.tar.gz
# tar -zxf openssl-1.0.2e.tar.gz
3.编译安装 OpenSSL
# cd openssl-1.0.2e
# ./config
# make
# make test
# make install
4.如果旧版本还在，可以先备份，并修改一个
# mv /usr/bin/openssl /root/
# ln -s /usr/local/ssl/bin/openssl /usr/bin/openssl
5.查看版本
# openssl version
OpenSSL 1.0.2e 3 Dec 2015
制作CA证书
ECDH 密钥交换算法，不能自签名，所以制作证书，需要一个 CA 进行颁发。
CA 要给别人颁发证书，首先自己得有一个作为根证书，我们得在一切工作之前修改好 CA 的配置文件、序列号、索引等等。这些参数都是在 openssl.cnf 里面配置的。
# vi /etc/pki/tls/openssl.cnf
openssl.cnf 配置文件中主要关注 [CA_default] 和 [policy_match] 规则
......
[ CA_default ]
dir = /etc/pki/CA # Where everything is kept
certs = $dir/certs # Where the issued certs are kept
crl_dir = $dir/crl # Where the issued crl are kept
database = $dir/index.txt # database index file.
#unique_subject = no # Set to 'no' to allow creation of
# several ctificates with same subject.
new_certs_dir = $dir/newcerts # default place for new certs.
certificate = $dir/cacert.pem # The CA certificate
serial = $dir/serial # The current serial number
crlnumber = $dir/crlnumber # the current crl number
# must be commented out to leave a V1 CRL
crl = $dir/crl.pem # The current CRL
private_key = $dir/private/cakey.pem# The private key
RANDFILE = $dir/private/.rand # private random number file
......
......
# For the CA policy
[ policy_match ]
countryName = match
stateOrProvinceName = optional
organizationName = optional
organizationalUnitName = optional
commonName = supplied
emailAddress = optional
......
1.先初始化 index.txt 和 serial 文件
# cd /etc/pki/CA/
# touch index.txt serial
# echo 01 > serial
2.生成 CA 的私钥（private key）
# cd /etc/pki/CA/
# openssl genrsa -out private/cakey.pem 2048
3.生成 CA 的证书(certificate)，使用 req 命令生成自签证书
# openssl req -new -x509 -key private/cakey.pem -out cacert.pem
会提示输入一些内容，请按提示输入即可。
制作 ECDH 密钥交换的证书
将根证书拷贝到 $HOME 目录，省去输入目录的麻烦，本文只为示例作用。
# cd /etc/pki/CA/private/
# cp cakey.pem ~
# cd /etc/pki/CA/
# cp cacert.pem ~
# cd ~
1.生成 private key 之前，先查看一下那种椭圆曲线可以使用
# openssl ecparam -list_curves
结果如下，OpenSSL 1.0.2e 支持很多。
......
secp521r1 : NIST/SECG curve over a 521 bit prime field
prime192v1: NIST/X9.62/SECG curve over a 192 bit prime field
prime192v2: X9.62 curve over a 192 bit prime field
prime192v3: X9.62 curve over a 192 bit prime field
prime239v1: X9.62 curve over a 239 bit prime field
prime239v2: X9.62 curve over a 239 bit prime field
prime239v3: X9.62 curve over a 239 bit prime field
prime256v1: X9.62/SECG curve over a 256 bit prime field
......
本例使用 prime256v1
2.生成 ECDH 的私钥（private key）
# openssl ecparam -out ecparam.pem -name prime256v1
# openssl genpkey -paramfile ecparam.pem -out ecdhkey.pem
3.生成 ECDH 的公钥（public key）
# openssl pkey -in ecdhkey.pem -pubout -out ecdhpubkey.pem
4.生成 CSR（Certificate Request）文件，CSR 是需要自签名的，不能使用 ECDH 算法，因为 ECDH 不是签名算法，本例使用RSA算法生成。
# openssl genrsa -out rsakey.pem 1024
# openssl req -new -key rsakey.pem -out ecdhrsacsr.pem
5.最后，使用 ECDH 的公钥和 RSA 的 CSR 制作 ECDH 证书，由于 ECDH 不是自签名算法，不能自签名生成。本例使用刚才制作的 CA 证书生成。
#openssl x509 -req -in ecdhrsacsr.pem -CAkey cakey.pem -CA cacert.pem -force_pubkey ecdhpubkey.pem -out ecdhcert.pem -CAcreateserial
本例后来使用的 RSA 算法生成的 CSR 文件，所以生成的 ecdhcert.pem 支持 ECDH_RSA 的密码套件。
目前生成的证书列表如下：
cakey.pem # CA private key(RSA算法的)
cacert.pem # CA certificate
ecparam.pem # EC Parameters
ecdhkey.pem # ECDH private key
ecdhpubkey.pem # ECDH public key
rsakey.pem # RSA private key(用于请求证书的)
ecdhrsacsr.pem # RSA 的 CSR文件
ecdhcert.pem # ECDH certificate(RSA算法的)
验证 ECDH
使用 OpenSSL 测试
1.服务端
# openssl s_server -cert ecdhcert.pem -key ecdhkey.pem -port 8888
2.客户端 (需要打开一个新的Terminal进行)
# cd ~
# vi test_ciphers
输入如下内容
#!/usr/bin/env bash
# OpenSSL requires the port number.
SERVER=127.0.0.1:8888
DELAY=1
ciphers=$(openssl ciphers 'ECDH:eNULL' | sed -e 's/:/ /g')
echo Obtaining cipher list from $(openssl version).
for cipher in ${ciphers[@]}
do
echo -n Testing $cipher...
result=$(echo -n | openssl s_client -cipher "$cipher" -connect $SERVER 2>&1)
if [[ "$result" =~ ":error:" ]] ; then
error=$(echo -n $result | cut -d':' -f6)
echo NO \($error\)
else
if [[ "$result" =~ "Cipher is ${cipher}" || "$result" =~ "Cipher :" ]] ; then
echo YES
else
echo UNKNOWN RESPONSE
echo $result
fi
fi
sleep $DELAY
done
此脚本会验证包含 ECDH 密钥交换算法的密码套件的支持程度，可以修改
ciphers=$(openssl ciphers 'ECDH:eNULL' | sed -e 's/:/ /g')
测试其他算法的支持。 具体可以参考 https://www.openssl.org/docs/manmaster/apps/ciphers.html
保存文件后，更改文件为可执行
# chmod +x test_ciphers
执行测试
# ./test_ciphers
结果如下
Obtaining cipher list from OpenSSL 1.0.2e 3 Dec 2015.
Testing ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384...NO (sslv3 alert handshake failure)
Testing ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384...YES
Testing ECDHE-RSA-AES256-SHA384...NO (sslv3 alert handshake failure)
Testing ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384...YES
Testing ECDHE-RSA-AES256-SHA...NO (sslv3 alert handshake failure)
Testing ECDHE-ECDSA-AES256-SHA...YES
Testing AECDH-AES256-SHA...NO (sslv3 alert handshake failure)
Testing ECDH-RSA-AES256-GCM-SHA384...YES
Testing ECDH-ECDSA-AES256-GCM-SHA384...NO (sslv3 alert handshake failure)
Testing ECDH-RSA-AES256-SHA384...YES
Testing ECDH-ECDSA-AES256-SHA384...NO (sslv3 alert handshake failure)
Testing ECDH-RSA-AES256-SHA...YES
......
可以发现，包含 ECDH-RSA 的密码套件的，都是通过的。
参考资料
HOW TO INSTALL AND UPDATE OPENSSL ON CENTOS 6 / CENTOS 7
基于 OpenSSL 自建CA和颁发 SSL 证书
OpenSSL generate different types of self signed certificat
How do I list the SSL/TLS cipher suites a particular website offers?