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nginx运维基础7配置SSL支持https访问

jiezi

关于 SSL 证书

有关 SSL 的介绍可以参阅阮一峰老师的《SSL/TLS 协议运行机制的概述》。

SSL 证书主要有两个功能：加密 和身份证明，通常需要购买，也有免费的，本文使用阿里云的一年免费期的 ssl 证书。

申请免费证书

阿里云控制台 - 产品与服务 - 安全(云盾)-SSL 证书，点击购买证书，选择免费型 DV SSL-> 补全申请签发证书，然后下载证书。

配置证书

  1. 进入 nginx 配置目录，增加 certs/ 文件夹，把刚刚下载的两个文件上传到 certs/ 文件夹中。
  2. 对 443 端口和 80 端口进行监听，443 端口要启用 ssl
server {
    listen 443;
    server_name bjubi.com; // 你的域名
    ssl on;
    root /var/www/bjubi.com; // 前台文件存放文件夹，可改成别的
    index index.html index.htm;// 上面配置的文件夹里面的 index.html
    ssl_certificate /etc/nginx/conf.d/certs/site2/www.site1.com.crt;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/conf.d/certs/site2/www.site1.com.key;
    ssl_session_timeout 5m;
    ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    location / {index index.html index.htm;}
}
server {
    listen 80;
    server_name www.site1.com;// 你的域名
    rewrite ^(.*)$ https://$host$1 permanent;// 把 http 的域名请求转成 https
}

HTTPS 服务器优化

减少 CPU 运算量

SSL 的运行计算需要消耗额外的 CPU 资源，一般多核处理器系统会运行多个工作进程(worker processes)，进程的数量不会少于可用的 CPU 核数。SSL 通讯过程中『握手』阶段的运算最占用 CPU 资源，有两个方法可以减少每台客户端的运算量：

  • 激活 keepalive 长连接，一个连接发送更多个请求
  • 复用 SSL 会话参数，在并行并发的连接数中避免进行多次 SSL『握手』

这些会话会存储在一个 SSL 会话缓存里面，通过命令 ssl_session_cache 配置，可以使缓存在机器间共享，然后利用客戶端在『握手』阶段使用的 seesion id 去查询服务端的 session cathe(如果服务端设置有的话)，简化『握手』阶段。

1M 的会话缓存大概包含 4000 個会话，默认的缓存超时时间为 5 分钟，可以通过使用 ssl_session_timeout 命令设置缓存超时时间。下面是一個拥有 10M 共享会话缓存的多核系统优化配置例子：

http {
    #配置共享会话缓存大小
    ssl_session_cache   shared:SSL:10m;
    #配置会话超时时间
    ssl_session_timeout 10m;

    server {
        #...
        #设置长连接
        keepalive_timeout   70;
        #...

使用 HSTS 策略强制浏览器使用 HTTPS 连接

HSTS – HTTP Strict Transport Security，HTTP 严格传输安全。它允许一个 HTTPS 网站要求浏览器总是通过 HTTPS 来访问，这使得攻击者在用戶与服务器通讯过程中拦截、篡改信息以及冒充身份变得更为困难。

只要在 Nginx 配置文件加上以下头信息就可以了：

add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains;preload" always;
  • max-age：设置单位时间内強制使用 HTTPS 连接
  • includeSubDomains：可选，所有子域同时生效
  • preload：可选，非规范值，用于定义使用『HSTS 预加载列表』
  • always：可选，保证所有响应都发送此响应头，包括各种內置错误响应

当用户进行 HTTPS 连接的时候，服务器会发送一个 Strict-Transport-Security 响应头：

浏览器在获取该响应头后，在 max-age 的时间内，如果遇到 HTTP 连接，就会通过 307 跳转強制使用 HTTPS 进行连接，并忽略其它的跳转设置（如 301 重定向跳转）：

307 跳转 Non-Authoritative-Reason 响应头

加强 HTTPS 安全性

HTTPS 基础配置采取的默认加密算法是 SHA-1，这个算法非常脆弱，安全性在逐年降低，在 2014 年的时候，Google 官方博客就宣布在 Chrome 浏览器中逐渐降低 SHA-1 证书的安全指示，会从 2015 年起使用 SHA-2 签名的证书，可参阅 Rabbit_Run 在 2014 年发表的文章：《为什么 Google 急着杀死加密算法 SHA-1》

为此，主流的 HTTPS 配置方案应该避免 SHA-1，可以使用迪菲 - 赫尔曼密钥交换（D-H，Diffie–Hellman key exchange）方案。

首先在目录 /etc/ssl/certs 运行以下代码生成 dhparam.pem 文件：

openssl dhparam -out dhparam.pem 2048

然后加入 Nginx 配置：

# 优先采取服务器算法
ssl_prefer_server_ciphers on;
#使用 DH 文件
ssl_dhparam /etc/ssl/certs/dhparam.pem;
ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
#定义算法
ssl_ciphers "EECDH+ECDSA+AESGCM EECDH+aRSA+AESGCM EECDH+ECDSA+SHA384 EECDH+ECDSA+SHA256 EECDH+aRSA+SHA384 EECDH+aRSA+SHA256 EECDH+aRSA+RC4 EECDH EDH+aRSA !aNULL !eNULL !LOW !3DES !MD5 !EXP !PSK !SRP !DSS !RC4";
#减少点击劫持
add_header X-Frame-Options DENY;
#禁止服务器自动解析资源类型
add_header X-Content-Type-Options nosniff;
#防 XSS 攻击
add_header X-Xss-Protection 1;

优化后的综合配置

worker_processes auto;

http {

    #配置共享会话缓存大小，视站点访问情况设定
    ssl_session_cache   shared:SSL:10m;
    #配置会话超时时间
    ssl_session_timeout 10m;

    server {
        listen              443 ssl;
        server_name         www.example.com;
        
        #设置长连接
        keepalive_timeout   70;
        
        #HSTS 策略
        add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains; preload" always;
        
        #证书文件
        ssl_certificate     www.example.com.crt;
        #私钥文件
        ssl_certificate_key www.example.com.key; 
        
        #优先采取服务器算法
        ssl_prefer_server_ciphers on;
        #使用 DH 文件
        ssl_dhparam /etc/ssl/certs/dhparam.pem;
        ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
        #定义算法
        ssl_ciphers "EECDH+ECDSA+AESGCM EECDH+aRSA+AESGCM EECDH+ECDSA+SHA384 EECDH+ECDSA+SHA256 EECDH+aRSA+SHA384 EECDH+aRSA+SHA256 EECDH+aRSA+RC4 EECDH EDH+aRSA !aNULL !eNULL !LOW !3DES !MD5 !EXP !PSK !SRP !DSS !RC4";
        #减少点击劫持
        add_header X-Frame-Options DENY;
        #禁止服务器自动解析资源类型
        add_header X-Content-Type-Options nosniff;
        #防 XSS 攻擊
        add_header X-Xss-Protection 1;
        #...
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