Nginx之HTTPS

Nginx之HTTPS

1. HTTPS安全证书基本概述

为什么需要使用HTTPS，因为HTTP不安全，当我们使用http网站时，会遭到劫持和篡改，如果采用https协议，那么数据在传输过程中是加密的，所以黑客无法窃取或者篡改数据报文信息，同时也避免网站传输时信息泄露。

那么我们在实现https时，需要了解ssl协议，但我们现在使用的更多的是TLS加密协议。

那么TLS是怎么保证明文消息被加密的呢？在OSI七层模型中，应用层是http协议，那么在应用层协议之下，我们的表示层，是ssl协议所发挥作用的一层，他通过（握手、交换秘钥、告警、加密）等方式，是应用层http协议没有感知的情况下做到了数据的安全加密

那么在数据进行加密与解密过程中，如何确定双方的身份，此时就需要有一个权威机构来验证双方身份，那么这个权威机构就是CA机构，那么CA机构又是如何颁发证书

我们首先需要申请证书，先去登记机构进行身份登记，我是谁，我是干嘛的，我想做什么，然后登记机构再通过CSR发给CA，CA中心通过后会生成一堆公钥和私钥，公钥会在CA证书链中保存，公钥和私钥证书我们拿到后，会将其部署在WEB服务器上

1.当浏览器访问我们的https站点时，他回去请求我们的证书

2.Nginx这样的web服务器会将我们的公钥证书发给浏览器

3.浏览器会去验证我们的证书是否合法有效

4.CA机构会将过期的证书放置在CRL服务器，CRL服务的验证效率是非常差的，所以CA有推出了OCSP响应程序，OCSP响应程序可以查询指定的一个证书是否过去，所以浏览器可以直接查询OSCP响应程序，但OSCP响应程序性能还不是很高

5.Nginx会有一个OCSP的开关，当我们开启后，Nginx会主动上OCSP上查询，这样大量的客户端直接从Nginx获取证书是否有效

流程：

1、浏览器发起往服务器的443端口发起请求，请求携带了浏览器支持的加密算法和哈希算法。

2、服务器收到请求，选择浏览器支持的加密算法和哈希算法。

3、服务器下将数字证书返回给浏览器，这里的数字证书可以是向某个可靠机构申请的，也可以是自制的。

4、浏览器进入数字证书认证环节，这一部分是浏览器内置的TLS完成的：

4.1 首先浏览器会从内置的证书列表中索引，找到服务器下发证书对应的机构，如果没有找到，此时就会提示用户该证书是不是由权威机构颁发，是不可信任的。如果查到了对应的机构，则取出该机构颁发的公钥。

4.2 用机构的证书公钥解密得到证书的内容和证书签名，内容包括网站的网址、网站的公钥、证书的有效期等。浏览器会先验证证书签名的合法性（验证过程类似上面Bob和Susan的通信）。签名通过后，浏览器验证证书记录的网址是否和当前网址是一致的，不一致会提示用户。如果网址一致会检查证书有效期，证书过期了也会提示用户。这些都通过认证时，浏览器就可以安全使用证书中的网站公钥了。

4.3 浏览器生成一个随机数R，并使用网站公钥对R进行加密。

5、浏览器将加密的R传送给服务器。

6、服务器用自己的私钥解密得到R。

7、服务器以R为密钥使用了对称加密算法加密网页内容并传输给浏览器。

8、浏览器以R为密钥使用之前约定好的解密算法获取网页内容。

1.1 模拟服务器篡改内容

1.1.1 配置目标网站nginx

[root@web01 conf.d]# cat test.conf
server {
        listen 80;
        server_name www.haoda.com;
        root /data/code;
        index index.html;
        charset utf-8;
}

1.1.2 配置网页

[root@web01 conf.d]# cat /data/code/index.html
<h1>标题一</h1>
<h2>标题二</h2>
<h3>标题三</h3>
<h4>标题四</h4>
<h5>标题五</h5>

1.1.3 访问页面查看

1.1.4 配置拦截服务器

[root@web02 conf.d]# cat lanjie.conf
upstream lanjie {
        server 172.16.1.7:80;
}

server {
        listen 80;
        server_name www.haoda.com;

        location / {
                proxy_pass http://lanjie;
                proxy_set_header Host $http_host;
                sub_filter '<h3>' '<h1>';
                sub_filter '</h3>' '</h1>';
        }
}

1.1.5 浏览器验证篡改

1.1.6 篡改添加广告配置

[root@web02 conf.d]# cat lanjie.conf
upstream lanjie {
    server 172.16.1.7:80;
}
server {
    listen 80;
    server_name www.haoda.com;

    location / {
        sub_filter '<h3>' '<img src="http://img5.imgtn.bdimg.com/it/u=2318812076,766139919&fm=26&gp=0.jpg">';
        proxy_pass http://lanjie;
        proxy_set_header Host $http_host;
    }
}

1.2 那么证书是怎样组成的呢，接下来我们看一下证书的几种类型

对比	域名型 DV	企业型 OV	增强型 EV
绿色地址栏	小锁标记+https	小锁标记+https	小锁标记+企业名称+https
一般用途	个人站点和应用； 简单的https加密需求	电子商务站点和应用； 中小型企业站点	大型金融平台； 大型企业和政府机构站点
审核内容	域名所有权验证	全面的企业身份验证； 域名所有权验证	最高等级的企业身份验证； 域名所有权验证
颁发时长	10分钟-24小时	3-5个工作日	5-7个工作日
单次申请年限	1年	1-2年	1-2年
赔付保障金	——	125-175万美金	150-175万美金

1.3 HTTPS证书购买选择

保护一个域名 www

保护五个域名 www images cdn test m

通配符域名 *.haoda.com

HTTPS注意事项:

https不支持续费，证书到期需要重新申请并进行替换 https不支持三级域名解析，如 test.m.haoda.com https显示绿色，说明整个网站的url都是https的 https显示黄色，因为网站代码中包含http的不安全链接 https显示红色，那么证书是假的或者证书过期。

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2. Nginx单台实现HTTPS实战

2.1 环境准备

#nginx必须有ssl模块
[root@web03 ~]# nginx -V
--with-http_ssl_module

#创建存放ssl证书的路径
[root@web03 ~]# mkdir -p /etc/nginx/ssl_key
[root@web03 ~]# cd /etc/nginx/ssl_key

2.2 使用openssl命令充当CA权威机构创建证书（生产不使用此方式生成证书，不被互联网认可的黑户证书）

[root@web03 ssl_key]# openssl genrsa -idea -out server.key 2048
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
...............................................+++
............................................+++
e is 65537 (0x10001)
#密码暂时使用1234
Enter pass phrase for server.key:
Verifying - Enter pass phrase for server.key:
[root@web03 ssl_key]# ls
server.key

2.3 生成自签证书，同时去掉私钥的密码

[root@web03 ssl_key]# openssl req -days 36500 -x509 \
-sha256 -nodes -newkey rsa:2048 -keyout server.key -out server.crt
Generating a 2048 bit RSA private key
..................................................................................................+++
...................................................................................................+++
writing new private key to 'server.key'
-----
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) [XX]:chinese^H^H
string is too long, it needs to be less than  2 bytes long
Country Name (2 letter code) [XX]:ch
State or Province Name (full name) []:cha^H^[[A^[[B
Locality Name (eg, city) [Default City]:beijin
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:shiwei
Organizational Unit Name (eg, section) []:yunwei
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:haoda.com
Email Address []:123@qq.com

# req  --> 用于创建新的证书
# new  --> 表示创建的是新证书
# x509 --> 表示定义证书的格式为标准格式
# key  --> 表示调用的私钥文件信息
# out  --> 表示输出证书文件信息
# days --> 表示证书的有效期

2.4 证书申请完成后需要了解Nginx如何配置https

#启动ssl功能
Syntax:  ssl on | off;
Default: ssl off;
Context: http,server

#证书文件
Syntax:  ssl_certificate file;
Default: -
Context: http,server

#私钥文件
Syntax:  ssl_certificate_key fil;
Default: -
Context: http,server

2.5 Nginx配置https实例

[root@web03 conf.d]# cat ssl.conf
server {
        listen 443 ssl;
        server_name s.haoda.com;
        ssl_certificate   ssl_key/server.crt;
        ssl_certificate_key  ssl_key/server.key;
        location / {
                root /code;
                index index.html;
        }
}

#配置将用户访问http请求强制跳转https
server {
        listen 80;
        server_name s.haoda.com;
        return 302 https://$server_name$request_uri;
}

#准备对应的站点目录，并重启Nginx
[root@web03 conf.d]# echo "Https" > /code/index.html
[root@web03 conf.d]# nginx -s reload

2.6 浏览器访问测试

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3. Nginx集群实现HTTPS实践

实战Nginx负载均衡+Nginx WEB配置HTTPS安全

3.1 环境准备

主机名	外网IP(NAT)	内网IP(LAN)	角色
lb01	10.0.0.5	172.16.1.5	负载均衡
web02	10.0.0.8	172.16.1.8	web服务器
web03	10.0.0.9	172.16.1.9	web服务器

3.2 配置web02、web03服务器监听80端口

[root@web02 conf.d]# cat ssl.conf
server {
        listen 80;
        server_name s.haoda.com;

        location / {
                root /code;
                index index.html;
        }
}

#web03配置相同

3.3 把证书直接拿到lb服务器

[root@lb01 conf.d]# cd ..
[root@lb01 nginx]# scp -rp 172.16.1.9:/etc/nginx/ssl_key ./

3.4 配置lb01的nginx配置

[root@lb01 conf.d]# cat proxy_ssl.conf
upstream website {
        server 172.16.1.8:80;
        server 172.16.1.9:80;
}

server {
        listen 443 ssl;
        server_name s.haoda.com;
        ssl_certificate   ssl_key/server.crt; #编写
        ssl_certificate_key  ssl_key/server.key; 私钥
        location / {
            proxy_pass http://website;
            proxy_set_header Host $http_host;
        }
}

server {
        listen 80;
        server_name s.haoda.com;
        return 302 https://$server_name$request_uri;
}

3.5 浏览器访问查看

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4. 真实业务场景实现HTTPS实践

4.1 配置知乎、博客对应的负载均衡lb01服务器的配置

[root@lb01 conf.d]# cat proxy_haoda.conf
upstream blog {
        server 172.16.1.7:80;
        server 172.16.1.8:80;
}
upstream zh {
        server 172.16.1.7:80;
        server 172.16.1.8:80;
}
#用户的http请求跳转至https
server {
        listen 80;
        server_name blog.haoda.com;
        return 302 https://$server_name$request_uri;
}

server {
        listen 80;
        server_name zh.haoda.com;
        return 302 https://$server_name$request_uri;
}   

server {
        listen 443 ssl;
        server_name blog.haoda.com;
   	    ssl_certificate   ssl_key/server.crt;
        ssl_certificate_key  ssl_key/server.key;
        location / {
                proxy_pass http://blog;
                include proxy_params;
        }
}

server {
        listen 443 ssl;
        server_name zh.haoda.com;
        ssl_certificate   ssl_key/server.crt;
        ssl_certificate_key  ssl_key/server.key;
        location / {
                proxy_pass http://zh;
                include proxy_params;
        }
}

#重启负载nginx
[root@lb01 conf.d]# nginx -s reload

4.2 浏览器查看效果

4.3 修正乱码效果，配置知乎、博客对应的web服务器的配置

#负载访问使用的https后端web使用的是http，对于PHP来说他并不知道用的到底是什么所以会出现错误；

#修正该问题配置
[root@web01 conf.d]# cat zh.conf
server {
        listen 80;
        server_name zh.haoda.com;
        root /code/zh;
        index index.php index.html;

        location ~ \.php$ {
                root /code/zh;
                fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
                fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root$fastcgi_script_name;
                #告诉PHP我前置的负载使用的是https协议
                fastcgi_param HTTPS on;
                include        fastcgi_params;
        }
}

[root@web02 conf.d]# cat wordpress.conf
server {
        listen 80;
        server_name blog.haoda.com;
        root /code/wordpress;
        index index.php index.html;
        client_max_body_size 100m;

        location ~ \.php$ {
                root /code/wordpress;
                fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
                fastcgi_index  index.php;
                fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
                fastcgi_param HTTPS on;
                include fastcgi_params;
        }
}

#重启两台nginx
[root@web01 conf.d]# nginx -s reload
[root@web02 conf.d]# nginx -s reload

4.4 浏览器再次查看效果

wordpress早期安装如果是使用的http方式，那开启https后会导致图片出现破损或加载不全的情况

建议：1、在安装WordPress之前就配置好https；2、在WordPress后台管理页面，设置-->常规-->修改（WordPress地址及站点地址）为 https://域名、注意：WordPress很多链接在安装时被写入数据库中。

4.5 配置PHPmyadmin负载均衡lb01服务器的配置

[root@lb01 conf.d]# cat proxy_php.conf
upstream php {
        server 172.16.1.7:80;
        server 172.16.1.8:80;
}

server {
        listen 80;
        server_name php.haoda.com;
        return 302 https://$server_name$request_uri;
}

server {
        listen 443;
        ssl on;
        ssl_certificate   ssl_key/server.crt;
        ssl_certificate_key  ssl_key/server.key;
        server_name php.haoda.com;
        location / {
            proxy_pass http://php;
            include proxy_params;
        }
}

4.6 浏览器查看效果

4.7 配置PHPmyadmin的web服务器配置

[root@web01 conf.d]# cat php.conf
server {
        listen 80;
        server_name php.haoda.com;
        root /code/phpMyAdmin-4.9.0.1-all-languages;

        location / {
                index index.php index.html;
        }

        location ~ \.php$ {
                fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
                fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
                fastcgi_param HTTPS on;
                include fastcgi_params;
        }
}

4.8 浏览器再次查看效果

小结

实现单台服务器部署wordpress，zh，部署负载均衡，跳转https

1）在web01和web02上安装nginx和php

2）创建www用户

3）修改nginx和PHP启动用户

1. 修改配置文件

5）部署数据库

6）登录浏览器wordpress修改

7）下载证书

8）部署负载均衡