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835 lines
37 KiB
TypeScript
Raw Normal View History

/**
* ACME v2 客户端 —— 纯 WebCrypto + fetch,零依赖。
*
* 为什么自己写而不引 npm 包(acme-client / acme-js 等):
* · Workers 里跑,包的体积直接进冷启动;acme-client 依赖 node:crypto 的
* 一堆 Node 专属 API,在 Workers 上要么跑不了要么要 shim;
* · 我们要的能力很窄:ECDSA 账户密钥 + DNS-01 + 签发 + 下载链,
* RFC 8555 那几百行核心逻辑自己写反而更可控(也更好排错)。
*
* ★ 实现要点(每条都踩过或差点踩):
*
* ① **JWS 用 ES256**:WebCrypto 的 `subtle.sign('ECDSA')` 返回的是
* **原始 r||s(64 字节)**,而 JWS 的 ES256 要的正是这个格式 ——
* 不是 DER。所以**不要**再包一层 DER 编码(很多 Node 实现要转,Workers 不要)。
*
* ② **JWK thumbprint**:RFC 7638 规定,必须按**字典序**取字段拼
* `{"crv":...,"kty":...,"x":...,"y":...}`(不能带别的字段、不能有空格),
* 再做 SHA-256 + base64url。`kid` 就是它。拼错一个字,整个符合验签必挂。
*
* ③ **重放随机数**:每个请求必须带**新的** nonce(服务端给一次用一次)。
* 我们从 `Replay-Nonce` 响应头拿;拿不到时**不能瞎编**,得去 newNonce
* 端点要一个。这里统一在 `post()` 里用「先用缓存、无则现取」。
*
* ④ **badNonce 要重试**:网络抖动会让服务端认为 nonce 已用过。ACME 规范
* 明确要求客户端遇到 `urn:ietf:params:acme:error:badNonce` **重试**。
* 不重试就会偶发失败 —— 而续期是无人值守的,偶发失败=证书过期。
*
* ⑤ **EAB(External Account Binding)**:LiteSSL / ZeroSSL 这类商用 CA 要求
* 注册时用 CA 给的 kid + HMAC key 签一个内层 JWS。内层用 HS256
* (`subtle.importKey('raw', ..., {name:'HMAC', hash:'SHA-256'})`)。
*
* ⑥ **DNS-01 的 key authorization**:`token + '.' + thumbprint` 再做
* SHA-256 的 **base64url**(RFC 8555 §8.4)。注意是 base64**url**,
* 服务端比对的正是这个串,用标准 base64 会一直 pending 到超时。
*/
// ==================================================================== 类型
export interface AcmeAccount {
/** 账户私钥(JWK 形式长期保存,比 PEM 好管理) */
jwk: JsonWebKey;
/** 账户 URL(kid),签发时必须带 */
kid: string;
/** 服务端目录地址,账户与 CA 绑定 */
directoryUrl: string;
}
export interface AcmeIssueResult {
/** 证书链 PEM(叶 + 中间) */
cert: string;
/** 私钥 PEM */
key: string;
/** 实际签发了哪些域名 */
domains: string[];
}
export interface AcmeLogger {
(msg: string): void;
}
interface Directory {
newNonce: string;
newAccount: string;
newOrder: string;
/** ACME v2 用 `revokeCert` 之外,下载走订单自身的 certificate 字段 */
keyChange?: string;
revokeCert?: string;
}
// ==================================================================== 小工具
const enc = new TextEncoder();
/**
* `crypto.subtle.exportKey` 的返回类型是 `ArrayBuffer | JsonWebKey`,
* 按 format 字符串字面量收窄不了。这里包一层断言,
* 省得每个调用点都写 `as`(也更清楚:'jwk' 出 JWK,其余出 ArrayBuffer)。
*/
const exportJwk = (k: CryptoKey): Promise<JsonWebKey> =>
crypto.subtle.exportKey('jwk', k) as Promise<JsonWebKey>;
const exportDer = (k: CryptoKey, format: 'pkcs8' | 'spki' | 'raw'): Promise<ArrayBuffer> =>
crypto.subtle.exportKey(format, k) as Promise<ArrayBuffer>;
function b64u(bytes: ArrayBuffer | Uint8Array): string {
const b = bytes instanceof Uint8Array ? bytes : new Uint8Array(bytes);
let s = '';
for (let i = 0; i < b.length; i++) s += String.fromCharCode(b[i]);
return btoa(s).replace(/\+/g, '-').replace(/\//g, '_').replace(/=+$/, '');
}
function b64uJson(v: unknown): string {
return b64u(enc.encode(JSON.stringify(v)));
}
/**
* 取出 JWK 的**公开部分** —— 只保留该密钥类型定义的那几个成员。
*
* ★★ 为什么必须有这一步(2026-10-06 实测踩坑,代价是一次全线签发失败):
*
* 账户密钥是 `exportKey('jwk', privateKey)` 出来的,里面**同时**带着
* `d`(私钥标量)、`key_ops`、`ext`。早先我们把这个对象**原样**塞进
* `protected.jwk`(以及 EAB 的 payload),发出去长这样:
*
* {"alg":"ES256","nonce":"…","url":"…",
* "jwk":{"key_ops":["sign"],"ext":true,"kty":"EC","x":"…","y":"…","crv":"P-256","d":"…"}}
*
* 症状:LiteSSL 回 `403 {"detail":"newAccount JWS signature is invalid"}`。
* 而**本地验签是过的** —— 拿 x/y 造公钥、验 raw r||s,结果 true。
* 也就是说:问题不在签名算法,而在 JWK 的**内容语义**。
*
* 规范依据:
* · RFC 8555 §6.2 —— `jwk` 字段必须是**公钥**;
* · RFC 8555 §7.3.4 —— EAB 的内层 payload 同样是「账户公钥的 JWK 形式」;
* · RFC 7517 §6.2.1 —— EC 公钥只定义 crv/kty/x/y 四个成员。
* 多出来的成员会让严格实现(go-jose / 自研校验)拒绝、或把 thumbprint 算歪。
*
* ★ 顺带还是一个**安全修复**:私钥标量 `d` 绝不该发到 CA 那边去。
* (`jwkThumbprint()` 一直只用 crv/kty/x/y,所以它不受影响、无需统一。)
*/
function publicJwk(jwk: JsonWebKey): JsonWebKey {
switch (jwk.kty) {
case 'EC':
return { kty: 'EC', crv: jwk.crv, x: jwk.x, y: jwk.y };
case 'RSA':
return { kty: 'RSA', n: jwk.n, e: jwk.e };
case 'OKP':
return { kty: 'OKP', crv: jwk.crv, x: jwk.x };
default: {
// 兜底:调用方给了没见过的 kty,至少把**所有私钥/语义成分**摘干净
const out: JsonWebKey = { ...jwk };
for (const k of ['d', 'p', 'q', 'dp', 'dq', 'qi', 'o', 'k', 'key_ops', 'ext', 'use', 'alg'] as const) {
// 走一次 unknown:`JsonWebKey` 没有索引签名,直接转 Record 会被 TS 判为可疑转换
delete (out as unknown as Record<string, unknown>)[k];
}
return out;
}
}
}
/** PEM 换行(64 列),末尾留换行 —— 多数软件(1Panel / nginx)都要求这样 */
function toPem(der: ArrayBuffer, label: string): string {
const b = new Uint8Array(der);
let s = '';
for (let i = 0; i < b.length; i++) s += String.fromCharCode(b[i]);
const b64 = btoa(s);
const lines = b64.match(/.{1,64}/g) || [];
return `-----BEGIN ${label}-----\n${lines.join('\n')}\n-----END ${label}-----\n`;
}
// ==================================================================== ACME 客户端
export class AcmeClient {
private dir: Directory | null = null;
private nonce: string | null = null;
private readonly log: AcmeLogger;
/**
* ★ 账户私钥的 CryptoKey 缓存(2026-10-06 加)。
*
* 原来 signJws() 每次调用都 `importKey('jwk', ...)`。一次签发有 ~11 次 JWS,
* 本地实测(.editor-tmp/cpu-bench4.mjs,3000 次迭代):
* importKey('jwk') 单次 126 µs;若密钥已就绪,纯 sign 只要 84 µs。
* 也就是说每次签发白烧 ≈ 1.4 ms。Workers 免费版 CPU 硬顶 10 ms,
* 这 1.4 ms 值得省;就算跑在国内机,少一次密钥解析也没坏处。
*
* 缓存安全性:账户密钥(this.account.jwk)在实例生命周期内**不变**,
* 而一次签发自始至终用同一个实例(见 certissue.ts 的 issueDomain)。
*
* 存 Promise 而不是 CryptoKey:并发调用时只真正 import 一次
* (存 CryptoKey 的话,两个并发请求会各 import 一次,结果一样但白花 CPU)。
*/
private signingKey: Promise<CryptoKey> | null = null;
constructor(
private readonly directoryUrl: string,
private readonly account: { jwk: JsonWebKey; kid: string },
log?: AcmeLogger,
) {
this.log = log || (() => {});
}
// ---------------------------------------------------------- 底层请求
private async directory(): Promise<Directory> {
if (this.dir) return this.dir;
const r = await fetch(this.directoryUrl, { headers: { Accept: 'application/json' } });
if (!r.ok) {
// ★ 这个报错值得写细一点:2026-10-06 实测 `https://acme.trustasia.com/acme/directory`
// 是 404(正确地址是 `.../acme/v2/directory`,中间少了 `/v2`)。
// 目录地址写错是这一层最常见的故障,而默认报错只会给一句 HTTP 404,
// 排查时容易误以为是网络/防火墙问题,所以这里把「URL 本身」顶到最前面。
throw new Error(
`ACME 目录不可达:HTTP ${r.status}(${this.directoryUrl})` +
`—— 请核对 directoryUrl,多数 CA 的目录地址需要带版本段(如 …/acme/v2/directory)`,
);
}
const d = (await r.json()) as Directory;
if (!d.newNonce || !d.newAccount || !d.newOrder) {
throw new Error(`ACME 目录结构异常(${this.directoryUrl}):缺少 newNonce/newAccount/newOrder`);
}
this.dir = d;
return d;
}
/** 目录里是否声明「必须绑定外部账户(EAB)」——LiteSSL/ZeroSSL 都是 true */
async externalAccountRequired(): Promise<boolean> {
const d = (await this.directory()) as Directory & { meta?: { externalAccountRequired?: boolean } };
return d.meta?.externalAccountRequired === true;
}
private async takeNonce(): Promise<string> {
if (this.nonce) {
const n = this.nonce;
this.nonce = null;
return n;
}
const d = await this.directory();
// HEAD 也能拿(规范允许),GET 更稳 —— 有些中间设备会把 HEAD 的 header 吞掉
const r = await fetch(d.newNonce, { method: 'GET' });
const n = r.headers.get('Replay-Nonce');
if (!n) throw new Error('ACME 服务器没有返回 Replay-Nonce');
return n;
}
/**
* 有 kid → 用 kid;没有(注册阶段)→ 用 jwk。
*
* ★ 用 `publicJwk()` 裁剪,**不能**直接把 `this.account.jwk` 放进去 ——
* 那里面带着私钥 `d` / `key_ops` / `ext`,会被 CA 判签名无效,
* 顺带还把私钥发出去了。详见 publicJwk() 的注释。
*/
private protectedHeader(nonce: string, url: string): Record<string, unknown> {
const base: Record<string, unknown> = { alg: 'ES256', nonce, url };
if (this.account.kid) base.kid = this.account.kid;
else base.jwk = publicJwk(this.account.jwk);
return base;
}
/**
* 取(并缓存)账户签名密钥 —— 见 signingKey 字段注释。
* 只在第一次调用时真的 importKey,之后复用同一个 CryptoKey。
*/
private importSigningKey(): Promise<CryptoKey> {
if (!this.signingKey) {
// 失败时清掉缓存,否则一次网络/参数抖动会被永久缓存成 reject
this.signingKey = (crypto.subtle.importKey(
'jwk',
this.account.jwk,
{ name: 'ECDSA', namedCurve: 'P-256' },
false,
['sign'],
) as Promise<CryptoKey>).catch((e) => {
this.signingKey = null;
throw e;
});
}
return this.signingKey;
}
private async signJws(protectedHeader: Record<string, unknown>, payload: unknown): Promise<string> {
const key = await this.importSigningKey();
// ★ payload === undefined 表示「**真的空** payload(零字节)」,见 postAsGet()。
// 千万别图省事传 `''` —— `b64uJson('')` 编出来是 `IiI`(JSON 字符串 `""`),
// 服务端 base64url 解码拿到两个字符 `"`,而不是空。
// LiteSSL 实测直接回 400 `Expected JWS payload message`;ZeroSSL 宽容放行 ——
// 所以这个 bug 在换 CA 之前一直藏着。
const p = payload === undefined ? '' : b64uJson(payload);
const signingInput = `${b64uJson(protectedHeader)}.${p}`;
const sig = await crypto.subtle.sign(
{ name: 'ECDSA', hash: 'SHA-256' },
key,
enc.encode(signingInput),
);
// ★ 不包 DER —— WebCrypto 已经是 JWS 要的 r||s
return JSON.stringify({ protected: b64uJson(protectedHeader), payload: p, signature: b64u(sig) });
}
/** 发一个 POST;自动带 nonce、自动在 badNonce 时重试 */
private async post(
url: string,
payload: unknown,
opts: { useJwk?: boolean; retries?: number; accept?: string } = {},
): Promise<Response> {
const retries = opts.retries ?? 2;
const dir = await this.directory();
void dir;
for (let attempt = 0; ; attempt++) {
// 注册时用 jwk(此时还没有 kid),其余用 kid。用临时对象绕开
const savedKid = this.account.kid;
if (opts.useJwk) this.account.kid = '';
try {
const nonce = await this.takeNonce();
const body = await this.signJws(this.protectedHeader(nonce, url), payload);
const r = await fetch(url, {
method: 'POST',
headers: {
'Content-Type': 'application/jose+json',
// ★ 只有**下载证书**那一步要用 `application/pem-certificate-chain`
// (RFC 8555 §7.4.2),其余一律 JSON。传错会怎样见 postAsGet 的注释。
Accept: opts.accept || 'application/json',
},
body,
});
const n = r.headers.get('Replay-Nonce');
if (n) this.nonce = n; // 缓存下一个 nonce,省一次往返
if (r.ok) return r;
// 非 2xx:判断是不是 badNonce(可重试),其余直接抛
const text = await r.text();
let type = '';
try {
type = (JSON.parse(text) as { type?: string }).type || '';
} catch {
/* 不是 JSON 就按原文处理 */
}
if (type.includes('badNonce') && attempt < retries) {
this.nonce = null; // 强制重新取
continue;
}
throw new Error(`ACME 请求失败 HTTP ${r.status}:${text.slice(0, 300)}`);
} finally {
if (opts.useJwk) this.account.kid = savedKid;
}
}
}
/**
* POST-as-GET(RFC 8555 §6.3):读资源也要用 POST 签名,不能直接 GET。
*
* ★ payload 必须是**零长度的八位字节串**,不是 JSON 的 `null`(那是「让服务端
* 删掉字段」),也**不是** JSON 的空字符串 `""`。这里传 `undefined` 走
* signJws() 的空 payload 分支 —— 传 `''` 会编成 `IiI`,LiteSSL 会 400。
*
* ★ `accept` 只在**下载证书**时需要传 `application/pem-certificate-chain`,
* 见下面 downloadCert() 的注释(这一条最坑,2026-10-06 排查了很久)。
*/
private async postAsGet(url: string, accept?: string): Promise<Response> {
return this.post(url, undefined, { accept });
}
/**
* 下载证书链。
*
* ★★ 必须显式声明 `Accept: application/pem-certificate-chain`(RFC 8555 §7.4.2)。
*
* 2026-10-06 实测:这一步是整个签发链路的**最后一个坑**,而且最难定位 ——
* newOrder / 授权 / finalize / 轮询订单**全部 200**、订单状态确实走到了
* `valid`(证书已经在 CA 那边签出来了),然后下载那一步回
* 500 {"type":"…:serverInternal","detail":"The server experienced an internal error"}
* —— 看上去像「签发被内部错误挡住了」,实际是**内容协商**:
* 我们一直发 `Accept: application/json`(post() 的默认值),
* 而 LiteSSL 只实现了 PEM 这一种媒体类型,协商不上就内部 500。
* (零依赖实现 ACME 极易漏掉这一条:其它客户端都把 Accept 交给 http 库的
* content-type 协商处理,我们手写 fetch 就必须自己写对。)
*/
private async downloadCert(url: string): Promise<string> {
const r = await this.postAsGet(url, 'application/pem-certificate-chain');
return r.text();
}
// ---------------------------------------------------------- 账户
/**
* 注册(或找回)账户。
* @param contact 邮箱,如 ['mailto:me@example.com'];可空
* @param eab CA 要求的外部账户绑定(LiteSSL/ZeroSSL 必填)
*/
async registerAccount(contact: string[], eab?: { kid: string; hmacKeyB64: string }): Promise<string> {
const d = await this.directory();
const payload: Record<string, unknown> = {
termsOfServiceAgreed: true,
...(contact.length ? { contact } : {}),
};
if (eab) {
// ★ 内层 JWS:protected 只放 alg/kid/url,payload 是账户**公钥**的 JWK
// (RFC 8555 §7.3.4 —— 同样是公钥,别把带 d 的私钥对象塞进去)
const innerProtected = b64uJson({ alg: 'HS256', kid: eab.kid, url: d.newAccount });
const innerPayload = b64uJson(publicJwk(this.account.jwk));
// ★ EAB 的 hmac key 各家编码不一:ZeroSSL 给标准 base64,LiteSSL 给 base64url。
// 先统一成标准 base64,**再补上 padding** —— 有些运行时(严格模式的 atob)
// 对缺 `=` 的串会直接抛 InvalidCharacterError,而错在这是「账户注册」这一步,
// 报出来会很难往「少了两个等号」上想。
const b64 = eab.hmacKeyB64.replace(/-/g, '+').replace(/_/g, '/');
const padded = b64 + '='.repeat((4 - (b64.length % 4)) % 4);
const rawKey = Uint8Array.from(atob(padded), (c) => c.charCodeAt(0));
const hmacKey = await crypto.subtle.importKey('raw', rawKey, { name: 'HMAC', hash: 'SHA-256' }, false, ['sign']);
const innerSig = await crypto.subtle.sign('HMAC', hmacKey, enc.encode(`${innerProtected}.${innerPayload}`));
payload.externalAccountBinding = {
protected: innerProtected,
payload: innerPayload,
signature: b64u(innerSig),
};
}
const r = await this.post(d.newAccount, payload, { useJwk: true });
// ★ 账户已存在时服务端回 200 + Location(不是 201),一样取 Location
const kid = r.headers.get('Location');
if (!kid) throw new Error('ACME 注册成功但没有返回 Location(拿不到账户 URL)');
this.account.kid = kid;
return kid;
}
// ---------------------------------------------------------- 签发
/**
* DNS-01 签发。
*
* @param domains 要签的域名(第一个作为 CN,其余进 SAN)
* @param setTxt 写 TXT 记录:`(name, value) => Promise<void>`
* @param clearTxt 删 TXT 记录(失败不影响签发,只记日志)
* @param opts.waitSeconds 写完后等多久让 DNS 生效(默认 30s,DNSPod 一般 10s 内)
*/
async issueDns01(
domains: string[],
setTxt: (name: string, value: string) => Promise<void>,
clearTxt: (name: string, value: string) => Promise<void>,
opts: { waitSeconds?: number; timeoutMs?: number } = {},
): Promise<AcmeIssueResult> {
if (!domains.length) throw new Error('至少要一个域名');
const d = await this.directory();
const thumbprint = await this.jwkThumbprint();
// ① 下订单
const orderRes = await this.post(d.newOrder, { identifiers: domains.map((v) => ({ type: 'dns', value: v })) });
const order = (await orderRes.json()) as {
status: string;
authorizations: string[];
finalize: string;
certificate?: string;
};
const orderUrl = orderRes.headers.get('Location') || '';
this.log(`订单已创建(${domains.join(', ')}),状态 ${order.status}`);
// ② 逐个授权:读状态 → 算 TXT → **把 TXT 全写完**(先不通知 CA)
//
// ★ 为什么「先写完再统一等」(2026-10-06 实测踩坑):
// wildcard + apex(`*.t-t.live` 与 `t-t.live`)在 ACME 里是**两张独立授权**,
// 但 DNS-01 的 TXT 名字是**同一个** `_acme-challenge.t-t.live`,
// 两张授权各自的期望值**不同** —— 必须**同时存在**才能一次验过。
// 老写法是「写一条 → 等 30s → 通知 → 轮询 → 再写下一条」,
// 等于给每条授权各等 30s(60s 白等),而且第二张常常在等待期间
// 被服务端顺带置成 valid → 见下面 ④ 的说明。
const written: { name: string; value: string }[] = [];
const pending: { authzUrl: string; chalUrl: string; label: string }[] = [];
try {
for (const authzUrl of order.authorizations) {
const authz = (await (await this.postAsGet(authzUrl)).json()) as {
status: string;
identifier: { value: string };
challenges: { type: string; url: string; token: string; status: string }[];
};
if (authz.status === 'valid') {
this.log(`${authz.identifier.value} 已授权(跳过)`);
continue;
}
const chal = authz.challenges.find((c) => c.type === 'dns-01');
if (!chal) throw new Error(`${authz.identifier.value} 没有 dns-01 挑战(CA 不支持 DNS 验证?)`);
// ★ key authorization:token + '.' + thumbprint,再做 SHA-256 并 base64url
const keyAuth = `${chal.token}.${thumbprint}`;
const digest = await crypto.subtle.digest('SHA-256', enc.encode(keyAuth));
const txtValue = b64u(digest);
const recName = `_acme-challenge.${stripWildcard(authz.identifier.value)}`;
this.log(`写 TXT:${recName} = ${txtValue.slice(0, 16)}…`);
await setTxt(recName, txtValue);
written.push({ name: recName, value: txtValue });
pending.push({ authzUrl, chalUrl: chal.url, label: authz.identifier.value });
}
// ③ 等 DNS 传播 —— **所有 TXT 写完后统一等一次**
// 不给自己留这个时间,验证会一直 pending 到超时。
if (pending.length) {
const wait = opts.waitSeconds ?? 30;
if (wait > 0) {
this.log(`等 ${wait}s 让 DNS 生效…`);
await sleep(wait * 1000);
}
}
// ④ 逐个「通知 CA 开始验证」+ 轮询
//
// ★★ **绝不能盲发 challenge**(2026-10-06 实测踩坑,整张证书签不出来):
// 对一张**非 pending** 的授权发 challenge,LiteSSL 回
// 400 urn:ietf:params:acme:error:malformed "authorization must be pending"
// wildcard + apex 共用一个 TXT 名字,第一张验过之后服务端常把第二张
// 一起置为 valid —— 此时它已经不是 pending 了,不必(也不能)再通知。
// 所以发之前**重新读一次状态**:还是 pending 才发;否则交给 pollAuthz 定论
// (valid → 通过,invalid → 由 pollAuthz 抛出带原因的错,信息不丢)。
//
// ★★ 但「先读再发」**挡不住竞态**(2026-10-06 下午 200181.xyz 实测又踩):
// 读到的确是 pending,可等到 POST 打到服务端时状态已经翻过去了 ——
// 两个请求之间只差毫秒,这个窗口关不掉。
// 所以还必须在 POST 这一侧做**幂等容错**:把「authorization must be pending」
// 当成「已经不需要通知了」而不是错误,交给 pollAuthz 定论。
// 判据要卡得很死:只认这一句,且后续仍走 pollAuthz ——
// 真出问题(比如 DNS 没生效导致 invalid)依旧会由 pollAuthz 抛出带原因的错误,
// 不会把失败吞掉。
for (const p of pending) {
const cur = (await (await this.postAsGet(p.authzUrl)).json()) as { status: string };
if (cur.status === 'pending') {
try {
await this.post(p.chalUrl, {});
} catch (e) {
const m = e instanceof Error ? e.message : String(e);
if (!/authorization must be pending/i.test(m)) throw e;
this.log(`${p.label} 通知验证时状态已翻过 pending(竞态),改由轮询定论`);
}
} else {
this.log(`${p.label} 状态已变为 ${cur.status}(等待期间被服务端置位,跳过通知)`);
}
await this.pollAuthz(p.authzUrl, opts.timeoutMs ?? 180_000);
}
// ④.5 ★ 等订单进入 `ready` 再 finalize(RFC 8555 §7.1.1 / §7.4)
//
// ★★ 为什么必须有(2026-10-06 实测踩坑):
// 当授权是**被服务端复用**的(客户端读到的已经是 valid,上面直接 `跳过`),
// 订单在创建那一刻状态还是 `pending` —— 服务端还没来得及把它算成 `ready`。
// 此时直接 POST finalize,LiteSSL 回的是
// 500 {"type":"…:serverInternal","detail":"The server experienced an internal error"}
// 这句 500 完全指不到「订单没 ready」,害得人先去怀疑 CSR 的 DER 编码
// (离线用 openssl 验过,CSR 本身没问题)。
// 规范只允许在 `ready` 时 finalize,所以这里先轮询到位。
if (orderUrl) await this.waitOrderReady(orderUrl, opts.timeoutMs ?? 180_000);
// ⑤ finalize:CSR
const certKeyPair = (await crypto.subtle.generateKey({ name: 'ECDSA', namedCurve: 'P-256' }, true, [
'sign',
'verify',
])) as CryptoKeyPair;
const csrDer = await makeCsrImpl(certKeyPair, domains);
this.log('提交 CSR…');
await this.post(order.finalize, { csr: b64u(csrDer) });
// ⑥ 轮询订单直到 valid,然后下载证书链
const certUrl = await this.pollOrder(orderUrl, opts.timeoutMs ?? 180_000);
const certPem = await this.downloadCert(certUrl);
// ★ exportKey('pkcs8') 的 TS 重载返回 ArrayBuffer | JsonWebKey(因为 format 是联合),
// 这里 format 已确定是 pkcs8,用 exportDer 包装断言回 ArrayBuffer。
const pkcs8 = await exportDer(certKeyPair.privateKey, 'pkcs8');
const keyPem = toPem(pkcs8, 'PRIVATE KEY');
this.log('证书已签发 ✓');
return { cert: certPem.trim() + '\n', key: keyPem, domains };
} finally {
// ⑦ 无论成败都清理 TXT —— 留着 `_acme-challenge` 会干扰下次验证
for (const w of written) {
try {
await clearTxt(w.name, w.value);
} catch (e) {
this.log(`清理 TXT 失败(不影响签发):${e instanceof Error ? e.message : e}`);
}
}
}
}
/**
* 等订单进入 `ready` —— 只有 `ready` 才允许 finalize(RFC 8555 §7.1.1)。
*
* 正常路径下(授权是这次新验的)订单通常**瞬间**就是 ready,这个函数会
* 一次就返回;真正需要它的是「授权被服务端复用、订单仍是 pending」那种情况。
*
* `valid` 视作异常:说明订单在我们还没提交 CSR 的情况下就完成了 ——
* 那时我们手里没有与之匹配的私钥,拿着一张文不对题的证书比直接报错危险得多。
*/
private async waitOrderReady(url: string, timeoutMs: number): Promise<void> {
const deadline = Date.now() + timeoutMs;
let last = '';
for (;;) {
const o = (await (await this.postAsGet(url)).json()) as {
status: string;
error?: { detail?: string };
};
if (o.status === 'ready') {
if (last !== 'ready') this.log(`订单状态 ${last || '?'} → ready,可以 finalize`);
return;
}
if (o.status === 'valid') {
throw new Error('订单在 finalize 之前就变成 valid —— 客户端没有与之匹配的私钥,拒绝继续');
}
if (o.status === 'invalid') {
throw new Error(`订单在 finalize 前变为 invalid:${o.error?.detail || '未知原因'}`);
}
if (Date.now() > deadline) {
throw new Error(`订单迟迟没进入 ready(${timeoutMs / 1000}s,当前状态 ${o.status})`);
}
last = o.status;
await sleep(2000);
}
}
private async pollAuthz(url: string, timeoutMs: number): Promise<void> { const deadline = Date.now() + timeoutMs;
for (;;) {
const a = (await (await this.postAsGet(url)).json()) as {
status: string;
identifier: { value: string };
challenges: { type: string; error?: { detail?: string } }[];
};
if (a.status === 'valid') return;
if (a.status === 'invalid') {
const err = a.challenges.find((c) => c.error)?.error?.detail;
throw new Error(`${a.identifier.value} 验证失败:${err || '未知原因(多半是 TXT 没生效或值不对)'}`);
}
if (Date.now() > deadline) throw new Error(`${a.identifier.value} 验证超时(${timeoutMs / 1000}s)`);
await sleep(3000);
}
}
private async pollOrder(url: string, timeoutMs: number): Promise<string> {
const deadline = Date.now() + timeoutMs;
for (;;) {
const o = (await (await this.postAsGet(url)).json()) as {
status: string;
certificate?: string;
error?: { detail?: string };
};
if (o.status === 'valid' && o.certificate) return o.certificate;
if (o.status === 'invalid') throw new Error(`订单失败:${o.error?.detail || '未知原因'}`);
if (Date.now() > deadline) throw new Error(`订单超时(${timeoutMs / 1000}s)`);
await sleep(3000);
}
}
/** RFC 7638 JWK thumbprint —— 字段必须按字典序、不能多不能少 */
async jwkThumbprint(): Promise<string> {
const j = this.account.jwk;
const canonical = JSON.stringify({ crv: j.crv, kty: j.kty, x: j.x, y: j.y });
return b64u(await crypto.subtle.digest('SHA-256', enc.encode(canonical)));
}
}
// ==================================================================== 辅助
function sleep(ms: number): Promise<void> {
return new Promise((r) => setTimeout(r, ms));
}
function stripWildcard(host: string): string {
return host.startsWith('*.') ? host.slice(2) : host;
}
/**
* 生成一个全新的 ACME 账户密钥(ECDSA P-256)。
*
* ★ 用 EC 而不是 RSA:Workers 的 CPU 时间有限,RSA-2048 生成在冷启动时
* 可能要几百毫秒到 1 秒,EC 只要几毫秒。ACME 两者都接受。
*/
export async function newAccountKey(): Promise<JsonWebKey> {
const kp = (await crypto.subtle.generateKey({ name: 'ECDSA', namedCurve: 'P-256' }, true, [
'sign',
'verify',
])) as CryptoKeyPair;
return exportJwk(kp.privateKey);
}
// ==================================================================== CSR(手写 DER)
/**
* 生成 PKCS#10 CSR(DER)。
*
* ★ 为什么不引 asn1.js / pkijs:我们只需要一种固定的结构
* (1 个 CN + N 个 SAN,签名算法 ECDSA-SHA256),硬编码 DER 模板
* 比引一个几百 KB 的 ASN.1 库划算得多,也少一个供应链面。
*
* DER 结构(RFC 2986):
* CertificationRequest ::= SEQUENCE {
* certificationRequestInfo SEQUENCE {
* version INTEGER (0),
* subject Name, -- CN=<第一个域名>
* subjectPKInfo SubjectPublicKeyInfo,
* attributes [0] { -- 里面塞 extensionRequest(SAN)
* SEQUENCE { OID 1.2.840.113549.1.9.14, SET { SEQUENCE { SAN 扩展 } } }
* }
* },
* signatureAlgorithm SEQUENCE { OID ecdsa-with-SHA256 },
* signature BIT STRING
* }
*/
async function makeCsrImpl(keyPair: CryptoKeyPair, domains: string[]): Promise<ArrayBuffer> {
const cn = domains[0];
const pub = await exportJwk(keyPair.publicKey);
const x = b64uToBytes(pub.x!);
const y = b64uToBytes(pub.y!);
// ---- SubjectPublicKeyInfo ----
const spki = seq(
// AlgorithmIdentifier: id-ecPublicKey(1.2.840.10045.2.1) + prime256v1(1.2.840.10045.3.1.7)
seq(oid('1.2.840.10045.2.1'), oid('1.2.840.10045.3.1.7')),
// BIT STRING 里是 0x04 || X || Y(未压缩点)
bitStr(concat(new Uint8Array([0x04]), x, y)),
);
// ---- SAN 扩展(2.5.29.17)----
//
// ★ 这里有个**极容易多套一层 SEQUENCE** 的坑(实测踩过,openssl 报
// `wrong tag ... Field=object, Type=X509_ATTRIBUTE`)。逐字节对齐
// `openssl req -new` 的产物后,正确结构是:
//
// attributes [0] { -- a0 2e
// SEQUENCE { -- 30 2c Attribute
// OID 1.2.840.113549.1.9.14 -- 06 09… Extension Request
// SET { -- 31 1f
// SEQUENCE { -- 30 1d Extensions
// SEQUENCE { -- 30 1b SAN 扩展本身
// OID 2.5.29.17,
// OCTET STRING { SEQUENCE OF GeneralName }
// }
// }
// }
// }
// }
//
// 关键点:`[0]` 里**直接**就是 Attribute 的 SEQUENCE —— 写成
// `rawTag(0xa0, seq(seq(...)))` 会多一层,OpenSSL 就会拿
// SAN 的 OID 去当 attribute type 查表,于是一路 `nested asn1 err`。
const sanNames = domains.map((d) => rawTag(0x82, enc.encode(d))); // [2] dNSName
const sanExt = seq(
oid('2.5.29.17'),
// extnValue 里包的才是真正的 SEQUENCE OF GeneralName
octetStr(seq(...sanNames)),
);
const extReq = rawTag(0xa0, seq(oid('1.2.840.113549.1.9.14'), setOf(seq(sanExt))));
// ---- CertificationRequestInfo ----
const cri = seq(
int(0), // version
// Name: 相对专有名词 [SET { SEQUENCE { OID commonName, UTF8String } }]
seq(setOf(seq(oid('2.5.4.3'), rawTag(0x0c, enc.encode(cn))))),
spki,
extReq,
);
// ---- 签名 ----
// ★ TS 5.7 起 Uint8Array 是泛型(Uint8Array<ArrayBufferLike>),而 subtle.sign
// 要的是 BufferSource 里收窄过的 ArrayBufferView<ArrayBuffer>。
// 复制成一份确定 backing 的 buffer 即可消除 SharedArrayBuffer 的可能性。
const criBytes = new Uint8Array(cri).buffer as ArrayBuffer;
const sig = await crypto.subtle.sign({ name: 'ECDSA', hash: 'SHA-256' }, keyPair.privateKey, criBytes);
// ★ CSR 的签名要 **DER 编码的 ECDSA-Sig-Value**(SEQUENCE { r, s }),
// 与 JWS 的原始 r||s 不同 —— 这里必须转。
const r = trimLeadingZeros(new Uint8Array(sig).slice(0, 32));
const s = trimLeadingZeros(new Uint8Array(sig).slice(32));
const derSig = seq(intBytes(r), intBytes(s));
const csr = seq(cri, seq(oid('1.2.840.10045.4.3.2')), bitStr(derSig));
return csr.buffer as ArrayBuffer;
}
/**
* 供**离线自测**用的 CSR 导出(见 `tools/selftest-csr.mjs`)。
*
* ★ 为什么值得单独开一个口子:CSR 是**手写 DER**(不引 asn1.js / pkijs,
* 理由见上面 makeCsr 的注释)。少一个长度字节、多套一层 SEQUENCE,
* CA 那边往往只回一句极含糊的错 —— LiteSSL 实测直接 500
* `The server experienced an internal error`,完全指不到点上。
* 离线跑一遍 `openssl req -inform DER -verify`,比拿真订单去试快得多,
* 也不会白烧 CA 的订单配额。
*/
export async function makeCsrForTest(keyPair: CryptoKeyPair, domains: string[]): Promise<ArrayBuffer> {
return makeCsrImpl(keyPair, domains);
}
// ---- 极简 DER 编码器 ----
function concat(...arrs: Uint8Array[]): Uint8Array {
const total = arrs.reduce((n, a) => n + a.length, 0);
const out = new Uint8Array(total);
let off = 0;
for (const a of arrs) {
out.set(a, off);
off += a.length;
}
return out;
}
/** 按 DER 长度规则包装:短形式(<128)或长形式 */
function wrap(tag: number, content: Uint8Array): Uint8Array {
const len = content.length;
let lenBytes: Uint8Array;
if (len < 0x80) lenBytes = new Uint8Array([len]);
else if (len < 0x100) lenBytes = new Uint8Array([0x81, len]);
else if (len < 0x10000) lenBytes = new Uint8Array([0x82, len >> 8, len & 0xff]);
else lenBytes = new Uint8Array([0x83, (len >> 16) & 0xff, (len >> 8) & 0xff, len & 0xff]);
return concat(new Uint8Array([tag]), lenBytes, content);
}
const seq = (...parts: Uint8Array[]) => wrap(0x30, concat(...parts));
const setOf = (...parts: Uint8Array[]) => wrap(0x31, concat(...parts));
const octetStr = (b: Uint8Array) => wrap(0x04, b);
const bitStr = (b: Uint8Array) => wrap(0x03, concat(new Uint8Array([0x00]), b)); // 0 unused bits
const rawTag = (tag: number, b: Uint8Array) => wrap(tag, b);
/** OID 编码:第一字节 = 40*a+b,其余按 7 位变长 */
function oid(dotted: string): Uint8Array {
const parts = dotted.split('.').map(Number);
const body: number[] = [40 * parts[0] + parts[1]];
for (const v of parts.slice(2)) {
const stack: number[] = [v & 0x7f];
let x = v >> 7;
while (x > 0) {
stack.unshift((x & 0x7f) | 0x80);
x >>= 7;
}
body.push(...stack);
}
return wrap(0x06, new Uint8Array(body));
}
/** INTEGER:正数,最高位为 1 时要补 0x00 前缀 */
function intBytes(bytes: Uint8Array): Uint8Array {
const body = bytes[0] & 0x80 ? concat(new Uint8Array([0x00]), bytes) : bytes;
return wrap(0x02, body);
}
function int(v: number): Uint8Array {
return intBytes(new Uint8Array([v]));
}
function trimLeadingZeros(b: Uint8Array): Uint8Array {
let i = 0;
while (i < b.length - 1 && b[i] === 0) i++;
return b.slice(i);
}
function b64uToBytes(s: string): Uint8Array {
const b64 = s.replace(/-/g, '+').replace(/_/g, '/');
const bin = atob(b64 + '='.repeat((4 - (b64.length % 4)) % 4));
const out = new Uint8Array(bin.length);
for (let i = 0; i < bin.length; i++) out[i] = bin.charCodeAt(i);
return out;
}