关于python:翻译在-HTTPS-上运行-FLASK-应用程序

翻译
Running Your Flask Application Over HTTPS

在开发 FLASK 利用过程中，通常会运行开发 web 服务器，它提供了一个根本的、但功能齐全的 WSGI HTTP 服务器。然而当部署应用程序到生产环境中，须要思考的事件之一是，是否应该要求客户端应用加密连贯以减少安全性。

那么应该如何在 HTTPS 上运行 FLASK 应用程序呢？在这篇文章中，我将介绍几个为 Flask 应用程序增加加密性能的选项，从一个只须要 5 秒钟就能够实现的非常简单的解决方案，到一个强壮的 A + 评级的解决方案。

HTTP 的加密和平安性能是通过传输层平安 (TLS) 协定实现的。总的来说，TLS 定义了一种规范的形式来保障网络通道的平安。

其根本思维是，当客户端与服务器建设连贯并申请加密连贯时，服务器将应用其 SSL 证书 进行响应。该证书充当服务器的标识，因为它包含 服务器名称和域 。为了确保服务器提供的信息是正确的，证书由证书颁发机构(CA) 进行加密签名。如果客户端理解并信赖 CA，它能够确认证书签名的确来自此实体，并且通过此客户端，客户端能够确定其连贯的服务器是非法的。

在客户端验证证书之后，它将创立一个加密密钥以用于与服务器的通信。为了确保此密钥平安地发送到服务器，它应用服务器证书中蕴含的公钥对其进行加密。服务器领有与证书中的公钥一起应用的私钥，因而它是惟一可能解密的一方。从服务器接管到加密密钥开始，所有流量都应用只有客户端和服务器晓得的密钥进行加密。

为了实现 TLS 加密，咱们须要两个条目: 服务器证书，其中包含由 CA 签名的公共密钥; 与证书中蕴含的公共密钥一起的私钥。

Flask (更具体地说是 Werkzeug)反对应用动静证书(on-the-fly certificates)，这对于通过 HTTPS 疾速为应用程序提供服务而无需证书时十分有用。

要在 Flask 上应用长期证书，你须要在虚拟环境中装置一个附加依赖项:

$ pip install pyopenssl

而后将 ssl_context =’adhoc’ 增加到 app.run()调用中：

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route("/")
def hello():
    return "Hello World!"

if __name__ == "__main__":
    app.run(ssl_context='adhoc')

如果您应用的是 Flask 1.x 发行版，则还能够通过 Flask CLI 应用此选项：

$ flask run --cert=adhoc

当运行这个脚本(或者 flask run)，你会留神到 Flask 表明它运行的是 https://server:

$ python hello.py
 * Running on https://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)

然而存在的问题是，浏览器不喜爱这种类型的证书，所以它们会显示一个可怕的正告，您须要在拜访应用程序之前解除这个正告。一旦你容许浏览器连贯，你将会有一个加密的连贯，就像你从一个无效证书的服务器那里失去的一样，应用这些长期证书能够很不便进行测试，但不适用于任何理论用处。

所谓的自签名证书是应用与该证书关联的私钥生成签名的证书。我在下面提到，客户端须要“理解并信赖”签订证书的 CA，因为这种信赖关系使客户端能够验证服务器证书。Web 浏览器和其余 HTTP 客户端事后配置了已知和受信赖的 CA 列表，然而显然，如果应用自签名证书，则 CA 将不会被通晓，并且验证将失败。这正是咱们在上一节中应用的长期证书所产生的。如果 web 浏览器无奈验证服务器证书，它容许持续进行操作并拜访有问题的网站，但它将揭示你这样做须要承当的危险。

然而真的有危险吗？应用上一部分的 Flask 服务器，你显然置信本人，所以对你来说没有危险。问题是，当用户连贯到他们不理解或管制的站点时，会呈现此正告。在这种状况下，用户将无奈晓得服务器是否实在，因为任何人都能够为任何域生成证书。

尽管自签名证书有时很有用，但 Flask 中的长期证书并不是很好，因为每次服务器运行时，都会通过 pyOpenSSL 生成不同的证书。当应用自签名证书时，最好在每次启动服务器时应用雷同的证书，因为这样能够配置浏览器信赖它，并打消平安正告。

能够通过命令行生成自签名证书，只需装置 openssl:

openssl req -x509 -newkey rsa:4096 -nodes -out cert.pem -keyout key.pem -days 365

该命令在 cert.pem 中写入一个新证书，并在 key.pem 中写入其对应的私钥，有效期为 365 天。
运行此命令时，将询问几个问题：

Generating a 4096 bit RSA private key
......................++
.............++
writing new private key to 'key.pem'
-----
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [AU]:US
State or Province Name (full name) [Some-State]:Oregon
Locality Name (eg, city) []:Portland
Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:Miguel Grinberg Blog
Organizational Unit Name (eg, section) []:
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:localhost
Email Address []:

当初，咱们能够在 Flask 应用程序中应用这个新的自签名证书，办法是将 app.run()中的 ssl_context 参数设置为一个元组，其中蕴含证书和私钥文件的文件名。

from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route("/")
def hello():
    return "Hello World!"
if __name__ == "__main__":
    app.run(ssl_context=('cert.pem', 'key.pem'))

如果你应用的是 Flask 1.x 或更高版本，则能够在 flask run 命令中增加 –cert 和 –key 选项：

$ flask run --cert=cert.pem --key=key.pem

浏览器依然会告警，然而如果你查看这个证书，你会看到你创立它时输出的信息

咱们都晓得 Flask 开发服务器只实用于开发和测试。那么，咱们如何在生产服务器上安装 SSL 证书呢？

如果你应用 gunicorn，你能够应用命令行参数:

$ gunicorn --certfile cert.pem --keyfile key.pem -b 0.0.0.0:8000 hello:app

如果你应用 nginx 作为反向代理，那么你能够应用 nginx 配置证书，而后 nginx 能够“终止”加密连贯，这意味着它将承受来自内部的加密连贯，但随后应用惯例的非加密连贯与 Flask 后端通信。这是一个十分有用的设置，因为它使应用程序不用解决证书和加密。Nginx 的配置项如下:

server {
    listen 443 ssl;
    server_name example.com;
    ssl_certificate /path/to/cert.pem;
    ssl_certificate_key /path/to/key.pem;
    # ...
}

你须要思考的另一个重要问题是如何解决通过惯例 HTTP 连贯的客户端。在我看来，最好的解决方案是通过重定向到雷同的 URL 但应用 HTTPS 来响应未加密的申请。对于一个 Flask 应用程序，你能够通过 Flask-SSLify 扩大来实现。应用 nginx，你能够在配置中蕴含另一个服务器块:

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    location / {return 301 https://$host$request_uri;}
}

咱们当初曾经钻研了自签名证书的所有选项，然而在所有这些状况下，局限性依然存在，除非你通知 web 浏览器，否则它们不会信赖这些证书。

因而对于生产站点来说，服务器证书的最佳抉择是从这些家喻户晓并被所有 web 浏览器主动信赖的 CA 之一取得它们。

当你向 CA 申请证书时，该实体将验证您是否在服务器和域的管制范畴内，然而验证的形式取决于 CA。如果服务器通过此验证，那么 CA 将为其颁发一个带有本人签名的证书，并将其交给你装置。证书有效期通常不超过一年。大多数 CA 会对这些证书免费，但也有一些收费提供证书。最受欢迎的收费 CA 叫做 Let’s Encrypt。

从 Let’s Encrypt 获取证书相当容易，因为整个过程是自动化的。假如你正在应用一个基于 Ubuntu 的服务器，你须要在你的服务器上安装他们的开源 certbot 工具:

$ sudo apt-get install software-properties-common
$ sudo add-apt-repository ppa:certbot/certbot
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install certbot

当初，你能够应用 certbot 工具申请证书。Certbot 可通过多种形式来验证您的站点。

通常，“webroot”办法是最容易实现的。应用这种办法，certbot 将一些文件增加到 web 服务器以动态文件模式公开的目录中，而后尝试应用要为其生成证书的域通过 HTTP 拜访这些文件。如果这个测试胜利，certbot 晓得运行它的服务器与正确的域相关联，并与之匹配，并颁发证书。应用此办法申请证书的命令如下:

$ sudo certbot certonly --webroot -w /var/www/example -d example.com

在此示例中，咱们尝试为 example.com 域生成证书，该证书应用 /var/www/example 中的目录作为动态文件根。可怜的是，基于 Flask 的网站没有动态文件根目录，至多应用默认配置时，应用 /static 前缀拜访应用程序中的所有动态文件，因而须要进行更多布局。

在此示例中，咱们尝试为 example.com 域生成证书，该证书应用 /var/www/example 中的目录作为动态文件根。可怜的是，基于 Flask 的网站没有动态文件根目录（至多应用默认配置时），须要应用 /static 前缀拜访应用程序中的所有动态文件。

Certbot 对动态根目录执行的操作是增加一个 .well-known 子目录，并在其中存储一些文件。而后它应用 HTTP 客户端以 [http://example.com/.well-known/...](http://example.com/.well-known/...) 的模式检索这些文件。如果能够检索这些文件，则表明你的服务器齐全管制了域名。对于 Flask 和其余没有动态文件根目录的应用程序，有必要定义一个根目录。

如果将 nginx 用作反向代理，则能够利用可在配置中创立的弱小映射为 certbot 提供一个公有目录，在该目录中能够写入其验证文件。在以下示例中，我扩大了上一节中显示的 HTTP 服务器块，以将所有与加密相干的申请（始终以 /.well-known / … 结尾）发送到您抉择的特定目录：

如果应用 nginx 作为反向代理，那么能够在配置中创立的弱小映射来为 certbot 提供一个公有目录，在这个目录中它能够写入其验证文件

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    location ~ /.well-known {root /path/to/letsencrypt/verification/directory;}
    location / {return 301 https://$host$request_uri;}
}

而后你能够把这个目录交给 certbot:

$ sudo certbot certonly --webroot -w /path/to/letsencrypt/verification/directory -d example.com

如果 certbot 可能验证域名，它将把证书文件写成 /etc/letsencrypt/live/ example.com/fullchain.pem，私钥写成 /etc/letsencrypt/live/ example.com/privkey.pem，有效期为 90 天。

要应用这个新取得的证书，能够输出下面提到的两个文件名来代替咱们之前应用的自签名文件，这应该实用于下面形容的任何配置。当然，你也须要让你的应用程序通过你注册的域名可用，因为这是浏览器承受证书为无效的惟一形式。

当你须要更新证书时也能够应用 Certbot:

$ sudo certbot renew

如果零碎中有任何证书行将过期，下面的命令将更新它们，并在雷同的地位留下新的证书。如果你心愿获取更新后的证书，你可能须要重新启动你的 web 服务器。

如果您在生产站点上应用 Let’s Encrypt 或其余已知 CA 的证书，并在此服务器上运行最新保护的操作系统，那么你很可能领有一个在 SSL 安全性方面有最高评分的服务器。您能够返回 Qualys SSL Labs 实验室网站，取得一个报告。

报告会指出你须要改良的中央，然而一般来说，我心愿你会被告知服务器公开的加密通信选项太宽，或者太弱，使你容易受到已知破绽的影响。

易于改良的中央之一是如何生成在加密密钥替换过程中应用的系数，这些系数通常具备相当弱的默认值。特地是，Diffie-Hellman 系数须要破费大量工夫能力生成，因而默认状况下，服务器应用较小的数字来节省时间。然而咱们能够事后生成强系数并将其存储在文件中，而后 nginx 就能够应用它们了。应用 openssl 工具，你能够运行以下命令：

openssl dhparam -out /path/to/dhparam.pem 2048

如果你想要更强的系数，你能够把下面的 2048 改成 4096。这个命令须要一些工夫来运行，特地是如果你的服务器没有很多的 CPU 能量，然而当它运行的时候，你会有一个带有强系数的 dhparam.pem 文件，你能够插入 nginx 的 ssl 服务器 block

ssl_dhparam /path/to/dhparam.pem;

你可能须要配置服务器容许加密通信的明码。这是我服务器上的列表:

ssl_ciphers 'ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-DSS-AES128-GCM-SHA256:kEDH+AESGCM:ECDHE-RSA-AES128-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-SHA:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-SHA:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES128-SHA256:DHE-RSA-AES128-SHA:DHE-DSS-AES128-SHA256:DHE-RSA-AES256-SHA256:DHE-DSS-AES256-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA:AES128-GCM-SHA256:AES256-GCM-SHA384:AES128-SHA256:AES256-SHA256:AES128-SHA:AES256-SHA:AES:CAMELLIA:!DES-CBC3-SHA:!aNULL:!eNULL:!EXPORT:!DES:!RC4:!MD5:!PSK:!aECDH:!EDH-DSS-DES-CBC3-SHA:!EDH-RSA-DES-CBC3-SHA:!KRB5-DES-CBC3-SHA';

在此列表中，应用！前缀禁用 ciphers。SSL 报告将通知你是否存在不倡议应用的任何明码。你必须不断地查看，以确定是否发现了须要批改此列表的新破绽。

上面你能够找到我以后的 nginx SSL 配置，包含下面的设置，还有一些我增加到 SSL 报告中的正告:

server {
    listen 443 ssl;
    server_name example.com;
    ssl_certificate /path/to/cert.pem;
    ssl_certificate_key /path/to/key.pem;
    ssl_dhparam /path/to/dhparam.pem;
    ssl_ciphers 'ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-DSS-AES128-GCM-SHA256:kEDH+AESGCM:ECDHE-RSA-AES128-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-SHA:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-SHA:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES128-SHA256:DHE-RSA-AES128-SHA:DHE-DSS-AES128-SHA256:DHE-RSA-AES256-SHA256:DHE-DSS-AES256-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA:AES128-GCM-SHA256:AES256-GCM-SHA384:AES128-SHA256:AES256-SHA256:AES128-SHA:AES256-SHA:AES:CAMELLIA:!DES-CBC3-SHA:!aNULL:!eNULL:!EXPORT:!DES:!RC4:!MD5:!PSK:!aECDH:!EDH-DSS-DES-CBC3-SHA:!EDH-RSA-DES-CBC3-SHA:!KRB5-DES-CBC3-SHA';
    ssl_protocols TLSv1.2;
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_cache shared:SSL:50m;
    ssl_stapling on;
    ssl_stapling_verify on;
    add_header Strict-Transport-Security max-age=15768000;
    # ...
}

你能够看到我的网站取得的 SSL 平安报告。如果你在所有类别中的得分都未达到 100%，则必须对配置增加其余限度，但这将限度能够连贯到你的站点的客户端的数量。通常，较旧的浏览器和 HTTP 客户端应用的 ciphers 不被认为是最强的，然而如果禁用 ciphers，则这些客户端将无奈连贯。因而，你基本上须要斗争，并且还须要定期检查平安报告并随着状况的变动进行更新。

可怜的是，对于最近这些 SSL 改良的复杂程度，你将须要应用专业级的 Web 服务器，因而，如果你不想应用 nginx，则须要找到一个反对这些设置的服务器，而且这个列表十分小。我晓得 Apache 能够，然而除此之外，我不晓得还有别的。

关于python:翻译在-HTTPS-上运行-FLASK-应用程序

介绍

HTTPS 是如何工作的？

最简略的办法

自签名证书

应用生产 Web 服务器

应用「真正」证书

取得 SSL A+ 等级

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