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Nginx 配置 SSL 证书 + 搭建 HTTPS 网站教程

基于OpenSSL自建CA和颁发SSL证书

openssl是一个开源程序的套件、这个套件有三个部分组成:一是libcryto,这是一个具有通用功能的加密库,里面实现了众多的加密库;二是libssl,这个是实现ssl机制的,它是用于实现TLS/SSL的功能;三是openssl,是个多功能命令行工具,它可以实现加密解密,甚至还可以当CA来用,可以让你创建证书、吊销证书。

默认情况ubuntu和CentOS上都已安装好openssl。CentOS 6.x 上有关ssl证书的目录结构:

/etc/pki/CA/
newcerts 存放CA签署(颁发)过的数字证书(证书备份目录)
private 用于存放CA的私钥
crl 吊销的证书
/etc/pki/tls/
cert.pem 软链接到certs/ca-bundle.crt
certs/ 该服务器上的证书存放目录,可以房子自己的证书和内置证书
ca-bundle.crt 内置信任的证书
private 证书密钥存放目录
openssl.cnf openssl的CA主配置文件

1. 颁发证书

1.1 修改CA的一些配置文件

CA要给别人颁发证书,首先自己得有一个作为根证书,我们得在一切工作之前修改好CA的配置文件、序列号、索引等等。

vi /etc/pki/tls/openssl.cnf:

…
[ CA_default ]
dir = /etc/pki/CA # Where everything is kept
certs = $dir/certs # Where the issued certs are kept
crl_dir = $dir/crl # Where the issued crl are kept
database = $dir/index.txt # database index file.
#unique_subject = no # Set to ‘no’ to allow creation of
# several ctificates with same subject.
new_certs_dir = $dir/newcerts # default place for new certs.
certificate = $dir/cacert.pem # The CA certificate
serial = $dir/serial # The current serial number
crlnumber = $dir/crlnumber # the current crl number
# must be commented out to leave a V1 CRL
crl = $dir/crl.pem # The current CRL
private_key = $dir/private/cakey.pem # The private key
RANDFILE = $dir/private/.rand # private random number file
…
default_days = 3650 # how long to certify for
…
# For the CA policy
[ policy_match ]
countryName = match
stateOrProvinceName = optional
localityName = optional
organizationName = optional
organizationalUnitName = optional
commonName = supplied
emailAddress = optional
…
[ req_distinguished_name ]
countryName = Country Name (2 letter code)
countryName_default = CN
countryName_min = 2
countryName_max = 2
stateOrProvinceName = State or Province Name (full name)
stateOrProvinceName_default = GD
…
[ req_distinguished_name ] 部分主要是颁证时一些默认的值,可以不动
一定要注意[ policy_match ]中的设定的匹配规则,是有可能因为证书使用的工具不一样,导致即使设置了csr中看起来有相同的countryName,stateOrProvinceName等,但在最终生成证书时依然报错:
Using configuration from /usr/lib/ssl/openssl.cnf
Check that the request matches the signature
Signature ok
The stateOrProvinceName field needed to be the same in the
CA certificate (GuangDong) and the request (GuangDong)
自定义证书配置步骤如下:
touch index.txt serial:
在CA目录下创建两个初始文件:
# touch index.txt serial
# echo 01 > serial

1.2 生成根密钥

# cd /etc/pki/CA/
# openssl genrsa -out private/cakey.pem 2048

为了安全起见,修改cakey.pem私钥文件权限为600或400,也可以使用子shell生成( umask 077; openssl genrsa -out private/cakey.pem 2048 ),下面不再重复。

1.3 生成根证书

使用req命令生成自签证书:

# openssl req -new -x509 -key private/cakey.pem -out cacert.pem

会提示输入一些内容,因为是私有的,所以可以随便输入(之前修改的openssl.cnf会在这里呈现),最好记住能与后面保持一致。上面的自签证书cacert.pem应该生成在/etc/pki/CA下。

1.4 为我们的nginx web服务器生成ssl密钥

以上都是在CA服务器上做的操作,而且只需进行一次,现在转到nginx服务器上执行:

# cd /etc/nginx/ssl
# openssl genrsa -out nginx.key 2048

这里测试的时候CA中心与要申请证书的服务器是同一个。

1.5 为nginx生成证书签署请求

# openssl req -new -key nginx.key -out nginx.csr
…
Country Name (2 letter code) [AU]:CN
State or Province Name (full name) [Some-State]:GD
Locality Name (eg, city) []:SZ
Organization Name (eg, company) [AWSOK Ltd]:COMPANY
Organizational Unit Name (eg, section) []:devops
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:awsok.com
Email Address []:
Please enter the following ‘extra’ attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:
An optional company name []:
…

同样会提示输入一些内容,其它随便,除了Commone Name一定要是你要授予证书的服务器域名如awsok.com或主机名,challenge password不填。

1.6 私有CA根据请求来签署证书

接下来要把上一步生成的证书请求csr文件,发到CA服务器上,在CA上执行:

# openssl ca -in nginx.csr -out nginx.crt
另外在极少数情况下,上面的命令生成的证书不能识别,试试下面的命令:
# openssl x509 -req -in server.csr -CA /etc/pki/CA/cacert.pem -CAkey /etc/pki/CA/private/cakey.pem -CAcreateserial -out server.crt

上面签发过程其实默认使用了-cert cacert.pem -keyfile cakey.pem,这两个文件就是前两步生成的位于/etc/pki/CA下的根密钥和根证书。将生成的crt证书发回nginx服务器使用。

到此我们已经拥有了建立ssl安全连接所需要的所有文件,并且服务器的crt和key都位于配置的目录下,剩下的是如何使用证书的问题。

二、使用付费证书配置步骤

由于只有浏览器或者系统信赖的 CA 才可以让所有的访问者通畅的访问你的加密网站,而不是出现证书错误的提示。所以我们跳过自签证书的步骤,直接开始签署第三方可信任的 SSL 证书吧。

OpenSSL 在 Linux、OS X 等常规的系统下默认都安装了,因为一些安全问题,一般现在的第三方 SSL 证书签发机构都要求起码 2048 位的 RSA 加密的私钥。

同时,普通的 SSL 证书认证分两种形式,一种是 DV(Domain Validated),还有一种是 OV (Organization Validated),前者只需要验证域名,后者需要验证你的组织或公司,在安全性方面,肯定是后者要好。

无论你用 DV 还是 OV 生成私钥,都需要填写一些基本信息,这里我们假设如下:

域名,也称为 Common Name,因为特殊的证书不一定是域名:example.com

组织或公司名字(Organization):Example, Inc.

部门(Department):可以不填写,这里我们写 Web Security

城市(City):Beijing

省份(State / Province):Beijing

国家(Country):CN

加密强度:2048 位,如果你的机器性能强劲,也可以选择 4096 位

按照以上信息,使用 OpenSSL 生成 key 和 csr 的命令如下

openssl req -new -newkey rsa:2048 -sha256 -nodes -out example_com.csr -keyout example_com.key -subj "/C=CN/ST=Beijing/L=Beijing/O=Example Inc./OU=Web Security/CN=example.com"  

PS:如果是泛域名证书,则应该填写 *.example.com

你可以在系统的任何地方运行这个命令,会自动在当前目录生成 example_com.csr 和 example_com.key 这两个文件

接下来你可以查看一下 example_com.csr,得到类似这么一长串的文字

-----BEGIN CERTIFICATE REQUEST-----
MIICujCCAaICAQAwdTELMAkGA1UEBhMCQ04xEDAOBgNVBAgTB0JlaWppbmcxEDAO  
BgNVBAcTB0JlaWppbmcxFTATBgNVBAoTDEV4YW1wbGUgSW5jLjEVMBMGA1UECxMM  
V2ViIFNlY3VyaXR5MRQwEgYDVQQDEwtleGFtcGxlLmNvbTCCASIwDQYJKoZIhvcN  
AQEBBQADggEPADCCAQoCggEBAPME+nvVCdGN9VWn+vp7JkMoOdpOurYMPvclIbsI  
iD7mGN982Ocl22O9wCV/4tL6DpTcXfNX+eWd7CNEKT4i+JYGqllqP3/CojhkemiY  
SF3jwncvP6VoST/HsZeMyNB71XwYnxFCGqSyE3QjxmQ9ae38H2LIpCllfd1l7iVp  
AX4i2+HvGTHFzb0XnmMLzq4HyVuEIMoYwiZX8hq+kwEAhKpBdfawkOcIRkbOlFew  
SEjLyHY+nruXutmQx1d7lzZCxut5Sm5At9al0bf5FOaaJylTEwNEpFkP3L29GtoU  
qg1t9Q8WufIfK9vXqQqwg8J1muK7kksnbYcoPnNgPx36kZsCAwEAAaAAMA0GCSqG  
SIb3DQEBBQUAA4IBAQCHgIuhpcgrsNwDuW6731/DeVwq2x3ZRqRBuj9/M8oONQen  
1QIacBifEMr+Ma+C+wIpt3bHvtXEF8cCAJAR9sQ4Svy7M0w25DwrwaWIjxcf/J8U  
audL/029CkAuewFCdBILTRAAeDqxsAsUyiBIGTIT+uqi+EpGG4OlyKK/MF13FxDj  
/oKyrSJDtp1Xr9R7iqGCs/Zl5qWmDaLN7/qxBK6vX2R/HLhOK0aKi1ZQ4cZeP7Mr
8EzjDIAko87Nb/aIsFyKrt6Ze3jOF0/vnnpw7pMvhq+folWdTVXddjd9Dpr2x1nc  
y5hnop4k6kVRXDjQ4OTduQq4P+SzU4hb41GIQEz4  
-----END CERTIFICATE REQUEST-----

 

你需要提交 CSR 文件给第三方 SSL 认证机构,通过认证后,他们会颁发给你一个 CRT 文件,我们命名为 example_com.crt

这个 CSR 文件就是你需要提交给 SSL 认证机构的,当你的域名或组织通过验证后,认证机构就会颁发给你一个 example_com.crt

而 example_com.key 是需要用在 Nginx 配置里和 example_com.crt 配合使用的,需要好好保管,千万别泄露给任何第三方。

 

 

2. 使用ssl证书

2.1 一般浏览器

浏览器作为客户端去访问https加密的服务器,一般不用去手动做其他设置,如https://www.google.com.hk,这是因为Chrome、FireFox、Safari、IE等浏览器已经内置了大部分常用的CA的根证书,但自建CA的根证书就不再浏览器的信任列表中,访问时会提示如下:
IE浏览器
openssl-https-browser-ie

谷歌浏览器
openssl-https-browser

安装网站证书后(同时也有信任的根证书),地址栏一般会显示绿色小锁
openssl-https-12306

证书信息
openssl-https-browser-cert

导入证书到浏览器

2.2 为linux系统添加根证书

这一步不是必须的,一般出现在开发测试环境中,而且具体的应用程序应该提供添加证书的方法。

curl工具可以在linux上模拟发送请求,但当它去访问https加密网站时就会提示如下信息:

# curl https://sean:sean@awsok.com:8000/
curl: (60) Peer certificate cannot be authenticated with known CA certificates
More details here: http://curl.haxx.se/docs/sslcerts.html
curl performs SSL certificate verification by default, using a “bundle”
of Certificate Authority (CA) public keys (CA certs). If the default
bundle file isn‘t adequate, you can specify an alternate file
using the –cacert option.
If this HTTPS server uses a certificate signed by a CA represented in
the bundle, the certificate verification probably failed due to a
problem with the certificate (it might be expired, or the name might
not match the domain name in the URL).
If you‘d like to turn off curl‘s verification of the certificate, use
the -k (or –insecure) option.
提示上面的信息说明curl在linux的证书信任集里没有找到根证书,你可以使用curl --insecure来不验证证书的可靠性,这只能保证数据是加密传输的但无法保证对方是我们要访问的服务。使用curl --cacert cacert.pem可以手动指定根证书路径。我们也可以把根证书添加到系统(CentOS 5,6)默认的bundle:
# cp /etc/pki/tls/certs/ca-bundle.crt{,.bak} 备份以防出错
# cat /etc/pki/CA/cacert.pem >> /etc/pki/tls/certs/ca-bundle.crt
# curl https://sean:sean@awsok.com:8000
“docker-registry server (dev) (v0.8.1)”

2.3 nginx

在nginx配置文件(可能是/etc/nginx/sites-available/default)的server指令下添加:

ssl on;
ssl_certificate /etc/nginx/ssl/nginx.crt;
ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/nginx.key;

同时注意 server_name 与证书申请时的 Common Name 要相同,打开443端口。当然关于web服务器加密还有其他配置内容,如只对部分URL加密,对URL重定向实现强制https访问,请参考其他资料。

检测配置文件没问题后重新读取 Nginx 即可

nginx -t && nginx -s reload

但是这么做并不安全,默认是 SHA-1 形式,而现在主流的方案应该都避免 SHA-1,为了确保更强的安全性,我们可以采取迪菲-赫尔曼密钥交换

首先,进入 /etc/ssl/certs 目录并生成一个 dhparam.pem

cd /etc/ssl/certs  
openssl dhparam -out dhparam.pem 2048 # 如果你的机器性能足够强大,可以用 4096 位加密  

生成完毕后,在 Nginx 的 SSL 配置后面加入

        ssl_prefer_server_ciphers on;
        ssl_dhparam /etc/ssl/certs/dhparam.pem;
        ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
        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";
        keepalive_timeout 70;
        ssl_session_cache shared:SSL:10m;
        ssl_session_timeout 10m; 

同时,如果是全站 HTTPS 并且不考虑 HTTP 的话,可以加入 HSTS 告诉你的浏览器本网站全站加密,并且强制用 HTTPS 访问

        add_header Strict-Transport-Security max-age=63072000;
        add_header X-Frame-Options DENY;
        add_header X-Content-Type-Options nosniff;

同时也可以单独开一个 Nginx 配置,把 HTTP 的访问请求都用 301 跳转到 HTTPS

server {  
        listen 80;
        listen [::]:80 ipv6only=on;
        server_name     example.com;
        return 301 https://example.com$request_uri;
}

3 关于证书申请

注意,如果对于一般的应用,管理员只需生成“证书请求”(后缀大多为.csr),它包含你的名字和公钥,然后把这份请求交给诸如verisign等 有CA服务公司(当然,连同几百美金),你的证书请求经验证后,CA用它的私钥签名,形成正式的证书发还给你。管理员再在web server上导入这个证书就行了。如果你不想花那笔钱,或者想了解一下原理,可以自己做CA。从ca的角度讲,你需要CA的私钥和公钥。从想要证书的服 务器角度将,需要把服务器的证书请求交给CA。

如果你要自己做CA,别忘了客户端需要导入CA的证书(CA的证书是自签名的,导入它意味着你“信任”这个CA签署的证书)。而商业CA的一般不用,因为它们已经内置在你的浏览器中了。

四、可靠的第三方 SSL 签发机构

众所周知,前段时间某 NIC 机构爆出过针对 Google 域名的证书签发的丑闻,所以可见选择一家靠谱的第三方 SSL 签发机构是多么的重要。

目前一般市面上针对中小站长和企业的 SSL 证书颁发机构有:

StartSSL

Comodo / 子品牌 Positive SSL

GlobalSign / 子品牌 AlphaSSL

GeoTrust / 子品牌 RapidSSL

其中 Postivie SSL、AlphaSSL、RapidSSL 等都是子品牌,一般都是三级四级证书,所以你会需要增加 CA 证书链到你的 CRT 文件里。

以 Comodo Positive SSL 为例,需要串联 CA 证书,假设你的域名是 example.com

那么,串联的命令是

cat example_com.crt COMODORSADomainValidationSecureServerCA.crt COMODORSAAddTrustCA.crt AddTrustExternalCARoot.crt > example_com.signed.crt  

在 Nginx 配置里使用 example_com.signed.crt 即可

如果是一般常见的 AplhaSSL 泛域名证书,他们是不会发给你 CA 证书链的,那么在你的 CRT 文件后面需要加入 AlphaSSL 的 CA 证书链

AlphaSSL Intermediate CA

五、针对企业的 EV SSL

EV SSL,是 Extended Validation 的简称,更注重于对企业网站的安全保护以及严格的认证。

最明显的区别就是,通常 EV SSL 显示都是绿色的条,比如本站的 SSL 证书就是 EV SSL。

如果贵公司想获取专业的 EV SSL,可以随时联系我们

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