书接上文:HTTPS 基础原理和配置 - 2,接下来介绍:
重要部分来了。如何使用这些选项并配置NGINX?
这里有一些基本的原语(或叫做指令),你可以使用:ssl_certificate
、ssl_certificate_key
、ssl_protocols
和ssl_ciphers
。
在开始之前: NGINX 处理 TLS 的方式是使用 OpenSSL,我相信你已经在新闻中听说过这个库。它因 Heartbleed 和其他一些漏洞而闻名。它确实是最广泛使用的内置加密库。这是 NGINX 用于加密的。
因此,在服务器上要做的一件事是检查正在使用的 OpenSSL 版本。你可能不想使用 0.9.8 之类的版本。你希望在1.0.1p 或 1.0.2 范围内使用,因为多年来他们已经修复了许多 bug。你永远不知道下一个 OpenSSL 漏洞什么时候出现,但至少现在它是非常可靠的(1.0.1p)。它还拥有所有现代加密算法。
所以,当你在 NGINX 中设置你的服务器部分时,ssl_certificate
就是你的证书链。这是你的证书加上所有的信任链一直到根证书。然后你还需要提供你的私钥。
ssl_certificate_key
就是你的私钥。
server {
listen 443 ssl http2;
listen [::]:443 ssl http2;
ssl_certificate /path/to/signed_cert_plus_intermediates;
ssl_certificate_key /path/to/private_key;
ssl_session_timeout 1d;
ssl_session_cache shared:MozSSL:10m; # about 40000 sessions
ssl_session_tickets off;
# curl https://ssl-config.mozilla.org/ffdhe2048.txt > /path/to/dhparam
ssl_dhparam /path/to/dhparam;
# intermediate configuration
ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
ssl_prefer_server_ciphers on;
}
你还可以添加一些与会话恢复有关的额外选项。如前所述,当你第一次建立 TLS 连接时,需要额外的两次往返,因为你必须完成整个握手和交换证书。如果你以前连接过一个客户端,并且他们已经缓存了会话传输所使用的密钥,那么你可以只恢复该会话。这是一个称为会话恢复的特性。
你只需要一个超时来说明你希望将会话保留多长时间,以及这些会话的缓存可以有多大。在本例中,默认是 10 MB 的会话;那应该够你用很长时间了。共享缓存是首选,因为这样你就可以在所有 NGINX worker 之间共享它们。
例如,如果你的一个 worker 是最初建立连接的那个,而第二个连接被建立到另一个 NGINX worker,你仍然可以恢复连接。还有另一个选项叫做「session ticket」。它只在 Chrome 内核浏览器和 Firefox 中使用,但本质上是一样的。你必须生成一个随机的 48 字节文件,但我建议暂时只使用会话缓存。
作为一个非常明显的下一步,你必须列出希望支持的协议和密码。在这种情况下,上文是 Mozilla 推荐的密码,以及从 1.2 版到 1.3 版的 TLS 协议。
我提到过你如何协商你选择的密码; 你可以选择客户端的选择或服务器的选择。最好选择服务器的选择。这里有一个指令: ssl_prefer_server_ciphers
——始终打开它。
如果你有多个站点,并且它们使用相同的证书,那么你实际上可以分解 HTTP 定义。你可以在顶层使用 SSL 证书,在底层使用不同的服务器。这里你需要记住的一件事是如果你有 example.com 和 example.org ,你必须有一个证书对这两个名字都有效,这样才能工作。
ssl_certificate multiSAN.crt;
ssl_certificate_key multiSAN.key;
server {
listen 443 ssl;
server_name www.example.com;
...
}
server {
listen 443 ssl;
server_name www.example.org;
...
}
以上基本上就是为 NGINX 设置 HTTPS。
更高级的话题是:如何使用 NGINX 作为其他 HTTPS 服务的代理?
我们称之为后端加密。所以,你的访客访问你的 NGINX 服务器是完全加密的。NGINX 背后发生了什么? 在这种情况下,NGINX 必须充当浏览器访问你的后端服务。
这可以在 NGINX 中以类似的方式配置。也有类似于 ssl_protocols
和 ssl_ciphers
的指令; 在本例中,你将它放在一个代理下。NGINX 作为客户端将使用 proxy_ssl_protocols
和 proxy_ssl_cipher
指令。
http {
server {
proxy_ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3; # 协议
proxy_ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384; # 密码套件
proxy_ssl_trusted_certificate /etc/ssl/certs/trusted_ca_cert.crt; # 受信任的 CA
proxy_ssl_verify on;
proxy_ssl_verify_depth 2;
proxy_ssl_session-reuse on;
}
}
我建议使用完全相同的密码套件和协议集。这里的主要区别是客户端对服务器进行身份验证。所以,在浏览器的情况下,你有一组你信任的证书颁发机构,而 NGINX 作为客户端,你也需要一组你信任的证书颁发机构。
你可以使用两种不同的理念来实现这一目标,一种是创建你自己的内部证书颁发机构并在内部管理它。这有点棘手,但它更便宜,也更容易管理,因为你可以为任何服务颁发证书,并将它们颁发给你拥有并完全控制的证书颁发机构。在这种情况下,proxy_ssl_trusted_certificate
将被设置为你的证书颁发机构。
或者,你可以使用我在上一篇文章中描述的相同技术。你可以为你所有的服务购买证书,然后如果你的NGINX需要信任它们,它可以信任浏览器信任的同一套证书颁发机构。
对于 Ubuntu,磁盘上有一个列表,里面包含了几乎所有平台的所有证书。但是,如果你正在构建一组需要相互通信的大型服务,那么就很难为这些域颁发证书。你必须向证书颁发机构证明所有权才能实际获得证书。
我推荐内部 CA 机制。最困难的部分是——如何保证证书颁发机构的安全? 如何保证证书颁发机构的私钥的安全? 你可以通过使用脱机计算机和特殊管理员来实现这一点,但无论哪种情况,都存在一些挑战。
NGINX 设置了 HTTPS。如何检查它的配置是否正确?
SSL Labs 是人们最喜欢的网站检查工具之一。SSL Labs 是 Qualys 运营的一个网站; 你只要输入你的域名,它就会运行所有类型的浏览器,所有类型的 SSL 连接,它会告诉你哪些设置正确,哪些设置错误。
在本例中,我们检查了一个名为 badSSL.com 的网站,它列举了所有可能导致 HTTPS 配置混乱的不同方法。你可以用 SSL Labs 扫描每一个,它会告诉你每一个有什么问题。在本例中,给出的等级是 C,因为它支持 SSL v3.0。
这里还提到了其他一些东西,你们可以修改,但在我如何设置 NGINX 的描述中,如果你这样设置,你基本上会得到 A。这意味着证书协议支持、密钥交换和密码强度都是顶级的。
这对互联网网站非常有效; 如果你有防火墙或 NGINX 后面的服务,CloudFlare 构建了这个叫做 CFSSL 扫描的工具。你可以在内部基础架构中使用它; 它是开源的,在 cloudflare/cfssl: CFSSL: Cloudflare's PKI and TLS toolkit (github.com)上。它将做本质上与 SSL Labs 相同的事情,只是在你的基础设施内。它会告诉你什么是对的,什么是错的。
之前提到过得到 A 的方法,那么 A+ 呢?事实证明,SSL Labs 就会给一个 A+,当你有了一个叫做 HSTS (Hypertext Strict Transport Security, 超文本严格传输安全) 的特性。
本质上,这是一个 HTTP 头,你可以添加到你的请求,告诉浏览器总是通过 HTTPS 访问这个站点。即使他们最初是通过 HTTP 访问的,也总是重定向到 HTTPS。
然而,这实际上有一点危险,因为如果你的 SSL 配置中断或证书过期,那么访问者将无法访问该站点的纯 HTTP 版本。你还可以做一些更高级的事情。就是将你的站点添加到预加载列表中。Chrome 和火狐浏览器都有一个列表,所以如果你注册了,他们就永远不会通过 HTTP 访问你的网站。
SSL Labs 将给你一个 A+ 如果其他一切正确的。你需要正确地设置 includeSubdomains
的 HSTS(这意味着它适用于所有子域名),并且它必须有至少 6 个月的有效期,这使得它非常危险。这是因为如果你改变了你的配置,浏览器将会记住这六个月。所以你必须保持你的 HTTPS 配置正常工作。
这是一件好事,因为它可以防止任何人在中间修改它。使用 HSTS,浏览器甚至不会有机会访问你的 HTTP 端,因此人们不会在这方面干扰你的站点。所以 HSTS 是一个非常可靠的方法。
正如我提到的,有几个风险:
server {
listen 443 ssl http2;
listen [::]:443 ssl http2;
ssl_certificate /path/to/signed_cert_plus_intermediates;
ssl_certificate_key /path/to/private_key;
ssl_session_timeout 1d;
ssl_session_cache shared:MozSSL:10m; # about 40000 sessions
ssl_session_tickets off;
# curl https://ssl-config.mozilla.org/ffdhe2048.txt > /path/to/dhparam
ssl_dhparam /path/to/dhparam;
# intermediate configuration
ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
ssl_prefer_server_ciphers off;
# HSTS (ngx_http_headers_module is required) (15768000 seconds)
add_header Strict-Transport-Security "max-age=15768000" always;
# OCSP stapling
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;
# verify chain of trust of OCSP response using Root CA and Intermediate certs
ssl_trusted_certificate /path/to/root_CA_cert_plus_intermediates;
# replace with the IP address of your resolver
resolver 127.0.0.1;
}
要设置它,只需在 NGINX 的服务器配置中添加一个头文件,上面写着 Strict-Transport-Security
,并给它一个最大时间(max-age
)。在本例中,它被设置为6个月(这是预加载列表所需的最低时间)。你还可以在这里添加其他指令,如:includeSubdomains和preload,这意味着可以接受这个指令并将其添加到预加载列表中。这就是得到 A+ 的方法。
这是一些人喜欢使用的另一个附加功能,它实际上可以帮助加快连接速度。
正如我前面提到的,建立一个TLS连接需要有很多来回的。我没有提到的是,这些证书不仅可以过期失效,还可以被吊销。
因此,如果你丢失了你的私钥,出现了漏洞,或者有其他人非法拥有了你的私钥,那么你必须去你的证书颁发机构并撤销这个密钥。有几种机制可以告诉浏览器证书已被吊销; 它们都有点粗略,但最流行的是 OCSP(Online Certificate Status Protocol,在线证书状态协议)。
发生的情况是: 当浏览器收到证书时,它还必须检查它是否被吊销了。于是它联系了证书颁发机构,问「这个证书还有效吗?」他们会回答「是」或「不是」。这本身就是另一组连接,你需要查找 CA 的 DNS,你需要连接到 CA,这对你的网站来说是额外的减速。
HTTPS 不只需要三次往返,你还需要 OCSP。因此,OCSP 装订允许服务器获取证书未过期的证明。在后台,获取这个表示「是的,证书是好的」的 OCSP 响应,然后将它放入握手中。这样客户端就不需要实际接触 CA 并获取它。
完整 HTTPS 网站访问过程示例如下:
配置了 OCSP Stapling,上文的 5-9
步可以省略,这可以节省约 30% 的访问一个 HTTPS 网站的连接时间。
见上文(4.4 NGINX 配置 HSTS),用 NGINX 也很容易设置。有一个 OCSP Stapling 的指令。装订验证(Stapling verify)是指在装订证书之后对其进行验证。正如我前面(2.2 受信任的 CA 的选项)提到的,使用代理,你必须信任 CA。你可以从 CA 获得一个文件,并通过可信证书部分添加到该文件中。
以上就是配置 NGINX 和 OCSP 装订、HSTS 和 SSL 代理的方法。
正如我提到的,在2008年, TLS v1.2 是最新和最好的。近期,他们推出了新版本,TLS v1.3。
HTTPS 是一个不断变化的领域,我们的配置及最佳实践可能也需要进行相应调整。
三人行, 必有我师; 知识共享, 天下为公. 本文由东风微鸣技术博客 EWhisper.cn 编写.