SSL 证书中的 密钥用途 (Key Usage) 和 扩展密钥用途 (Extended Key Usage, EKU) 是两个至关重要的 X.509 证书扩展字段。它们共同定义了证书所包含的公钥可以用于哪些具体的密码学操作，以及在哪些特定的应用场景中使用。
理解它们的关系和区别对于正确部署和管理证书至关重要。
下面说一下二者的作用和相互关系。
1. 密钥用途 (Key Usage - KU)
目的： 定义公钥可以执行的基本密码学操作类型。它限制了密钥的根本能力。
位置： X.509 证书的标准扩展字段之一 (keyUsage)。
格式： 一个位串 (bit string)，每个位代表一种特定的操作权限。证书颁发机构 (CA) 在签发证书时设置这些位。
常见的 Key Usage 标志位：
digitalSignature: 密钥可用于执行数字签名操作（验证数据完整性和来源）。这是服务器和客户端证书的核心用途。
nonRepudiation: 密钥可用于提供不可否认性（签名者事后不能否认签名）。有时与 digitalSignature 合并或替代使用，但在现代 TLS 中较少单独强调。
keyEncipherment: 密钥可用于加密其他密钥（例如，在 RSA 密钥交换过程中，加密客户端生成的预主密钥）。这是 RSA 密钥服务器证书的核心用途。
dataEncipherment: 密钥可用于直接加密用户数据（在 TLS 中几乎不使用，因为对称加密效率更高）。
keyAgreement: 密钥可用于密钥协商协议（例如，在 ECDH 密钥交换过程中）。这是 ECC 密钥服务器证书的核心用途。
keyCertSign: 密钥可用于签署其他证书（即，这是一个 CA 证书）。
cRLSign: 密钥可用于签署证书吊销列表 (CRL)。
encipherOnly: 当 keyAgreement 被设置时，此密钥仅可用于加密数据（在 TLS 中极少见）。
decipherOnly: 当 keyAgreement 被设置时，此密钥仅可用于解密数据（在 TLS 中极少见）。
关键点：
约束性强： 如果 Key Usage 扩展存在，证书的公钥只能用于其中标记为允许的操作。尝试执行未授权的操作（如用仅标记 keyEncipherment 的密钥去签名）会失败。
基础能力： 它定义了密钥能“做什么”（签名、加密密钥、协商密钥等）。
依赖密钥类型： 不同的密钥算法（RSA, ECC）支持的 Key Usage 不同。例如，ECC 密钥通常使用 digitalSignature 和 keyAgreement，而 RSA 密钥使用 digitalSignature 和 keyEncipherment 来实现 TLS 握手。
通常必需： 对于终端实体证书（如服务器证书、客户端证书），Key Usage 扩展通常是必需的。
2. 扩展密钥用途 (Extended Key Usage - EKU)
目的： 定义公钥可以用于的具体应用场景或协议。它指定了证书的预期用途，是对 Key Usage 的进一步细化和约束。
位置： X.509 证书的标准扩展字段之一 (extendedKeyUsage)。
格式： 一个对象标识符 (OID) 列表。每个 OID 代表一个特定的使用目的。
常见的 Extended Key Usage OID：
Server Authentication (1.3.6.1.5.5.7.3.1): 证书可用于验证 TLS/SSL 服务器的身份（如 HTTPS 网站）。
Client Authentication (1.3.6.1.5.5.7.3.2): 证书可用于验证 TLS/SSL 客户端的身份（如 VPN 客户端、邮件客户端）。
Code Signing (1.3.6.1.5.5.7.3.3): 证书可用于对可执行代码、脚本、固件等进行数字签名。
Email Protection (1.3.6.1.5.5.7.3.4): 证书可用于 S/MIME 邮件签名和加密。
Time Stamping (1.3.6.1.5.5.7.3.8): 证书可用于签发可信时间戳。
OCSP Signing (1.3.6.1.5.5.7.3.9): 证书可用于签署 OCSP 响应。
Any Extended Key Usage (2.5.29.37.0): 证书可用于任何 EKU 定义的目的（慎用，安全性降低）。
关键点：
细化场景： 它定义了密钥“用于什么”（用于服务器认证、客户端认证、代码签名等）。
依赖 Key Usage： EKU 不替代 Key Usage。它是在 Key Usage 允许的基本操作基础上，进一步限制这些操作可以用在哪些具体场景。例如：
一个具有 EKU Server Authentication 的证书，其 Key Usage 必须包含 digitalSignature (对于 ECDSA 签名或 RSA-PSS/PKCS#1.5 签名) 和/或 keyEncipherment (对于 RSA 密钥交换) 或 keyAgreement (对于 ECDH 密钥交换)。EKU 本身并不赋予这些基础能力。
可选但推荐： EKU 扩展在技术上是可选的。然而：
现代实践强烈推荐： 对于服务器证书，几乎总是包含 Server Authentication EKU。对于客户端证书，包含 Client Authentication。
客户端验证： 许多 TLS 客户端（如 Web 浏览器、操作系统库）在验证服务器证书时，会检查 EKU 是否包含 Server Authentication。如果缺少或包含不匹配的 EKU，可能导致连接失败（即使 Key Usage 正确）。这是防止证书被滥用于非预期场景的重要安全机制。
特定应用要求： 像代码签名、文档签名、S/MIME 等应用通常严格要求对应的 EKU。
Key Usage (KU) 与 Extended Key Usage (EKU) 的关系总结
1. 基础与细化： Key Usage 定义了密钥能做什么（签名、加密密钥等基本密码学操作）。Extended Key Usage 定义了密钥用于什么（服务器认证、客户端认证等具体应用场景）。
2. 约束层级：
证书的公钥必须具有执行目标操作所需的 Key Usage 权限（第一道闸门）。
如果 EKU 扩展存在，证书的公钥还必须在其 EKU 列表中包含目标应用场景对应的 OID（第二道闸门）。
证书的使用必须同时满足 Key Usage 和 EKU (如果存在) 的限制。
3. 依赖关系： EKU 指定的用途隐含地要求对应的 Key Usage 位被设置。例如 Server Authentication EKU 要求 digitalSignature 和/或 keyEncipherment/keyAgreement 被设置。
4. 安全目标： 两者共同作用，实施最小权限原则：
防止误用： 防止一个只能用于签名的密钥被用于加密，或者一个用于代码签名的证书被用于建立 HTTPS 连接。
增强安全性： 即使攻击者获取了私钥，如果证书的 KU/EKU 严格限制了用途，其能造成的破坏也有限。
在 SSL证书中的典型应用
Web 服务器证书：
Key Usage: digitalSignature, keyEncipherment (RSA 密钥) 或 digitalSignature, keyAgreement (ECC 密钥)。
EKU: Server Authentication (1.3.6.1.5.5.7.3.1)。这是浏览器验证服务器身份的关键依据。
客户端证书：
Key Usage: digitalSignature.
EKU: Client Authentication (1.3.6.1.5.5.7.3.2)。服务器用它来验证客户端身份。
代码签名证书：
Key Usage: digitalSignature.
EKU: Code Signing (1.3.6.1.5.5.7.3.3)。操作系统或运行时环境验证软件来源和完整性时检查此 OID。
中间 CA / 根 CA 证书：
Key Usage: keyCertSign, cRLSign (通常)。
EKU: 通常不设置或设置为 Any Extended Key Usage（不推荐）或特定于 CA 用途的 OID（较少见）。它们的主要职责是签发证书，而不是直接参与终端实体协议。
上面所述就是二者在SSL证书中的作用以及二者之间的关系。理解 Key Usage 和 Extended Key Usage 对于正确配置、部署和验证 SSL/TLS 证书至关重要。Key Usage 规定了公钥的基本密码学能力（能做什么），而 Extended Key Usage 规定了公钥的具体应用场景（用于什么）。两者协同工作，通过实施最小权限原则来增强整个 PKI 生态系统的安全性，防止证书被滥用。在配置证书时，务必确保这两项扩展的设置与应用场景严格匹配。尤其是在服务器证书中，Server AuthenticationEKU 是现代 TLS 客户端连接成功的关键要求之一。
