Nginx之HTTPS

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Nginx之HTTPS 1. HTTPS安全證書基本概述 為什麼需要使用HTTPS，因為HTTP不安全，當我們使用http網站時，會遭到劫持和篡改，如果採用https協議，那麼數據在傳輸過程中是加密的，所以黑客無法竊取或者篡改數據報文信息，同時也避免網站傳輸時信息泄露。 那麼我們在實現https時， ...


Nginx之HTTPS

1. HTTPS安全證書基本概述

為什麼需要使用HTTPS，因為HTTP不安全，當我們使用http網站時，會遭到劫持和篡改，如果採用https協議，那麼數據在傳輸過程中是加密的，所以黑客無法竊取或者篡改數據報文信息，同時也避免網站傳輸時信息泄露。

那麼我們在實現https時，需要瞭解ssl協議，但我們現在使用的更多的是TLS加密協議。

那麼TLS是怎麼保證明文消息被加密的呢？在OSI七層模型中，應用層是http協議，那麼在應用層協議之下，我們的表示層，是ssl協議所發揮作用的一層，他通過（握手、交換秘鑰、告警、加密）等方式，是應用層http協議沒有感知的情況下做到了數據的安全加密

那麼在數據進行加密與解密過程中，如何確定雙方的身份，此時就需要有一個權威機構來驗證雙方身份，那麼這個權威機構就是CA機構，那麼CA機構又是如何頒發證書

我們首先需要申請證書，先去登記機構進行身份登記，我是誰，我是幹嘛的，我想做什麼，然後登記機構再通過CSR發給CA，CA中心通過後會生成一堆公鑰和私鑰，公鑰會在CA證書鏈中保存，公鑰和私鑰證書我們拿到後，會將其部署在WEB伺服器上
1.當瀏覽器訪問我們的https站點時，他回去請求我們的證書
2.Nginx這樣的web伺服器會將我們的公鑰證書發給瀏覽器
3.瀏覽器會去驗證我們的證書是否合法有效
4.CA機構會將過期的證書放置在CRL伺服器，CRL服務的驗證效率是非常差的，所以CA有推出了OCSP響應程式，OCSP響應程式可以查詢指定的一個證書是否過去，所以瀏覽器可以直接查詢OSCP響應程式，但OSCP響應程式性能還不是很高
5.Nginx會有一個OCSP的開關，當我們開啟後，Nginx會主動上OCSP上查詢，這樣大量的客戶端直接從Nginx獲取證書是否有效

流程：

1、瀏覽器發起往伺服器的443埠發起請求，請求攜帶了瀏覽器支持的加密演算法和哈希演算法。

2、伺服器收到請求，選擇瀏覽器支持的加密演算法和哈希演算法。

3、伺服器下將數字證書返回給瀏覽器，這裡的數字證書可以是向某個可靠機構申請的，也可以是自製的。

4、瀏覽器進入數字證書認證環節，這一部分是瀏覽器內置的TLS完成的：

4.1 首先瀏覽器會從內置的證書列表中索引，找到伺服器下發證書對應的機構，如果沒有找到，此時就會提示用戶該證書是不是由權威機構頒發，是不可信任的。如果查到了對應的機構，則取出該機構頒發的公鑰。

4.2 用機構的證書公鑰解密得到證書的內容和證書簽名，內容包括網站的網址、網站的公鑰、證書的有效期等。瀏覽器會先驗證證書簽名的合法性（驗證過程類似上面Bob和Susan的通信）。簽名通過後，瀏覽器驗證證書記錄的網址是否和當前網址是一致的，不一致會提示用戶。如果網址一致會檢查證書有效期，證書過期了也會提示用戶。這些都通過認證時，瀏覽器就可以安全使用證書中的網站公鑰了。

4.3 瀏覽器生成一個隨機數R，並使用網站公鑰對R進行加密。

5、瀏覽器將加密的R傳送給伺服器。

6、伺服器用自己的私鑰解密得到R。

7、伺服器以R為密鑰使用了對稱加密演算法加密網頁內容並傳輸給瀏覽器。

8、瀏覽器以R為密鑰使用之前約定好的解密演算法獲取網頁內容。

1.1 模擬伺服器篡改內容

1.1.1 配置目標網站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 配置網頁

[root@web01 conf.d]# cat /data/code/index.html 
<h1>標題一</h1>
<h2>標題二</h2>
<h3>標題三</h3>
<h4>標題四</h4>
<h5>標題五</h5>

1.1.3 訪問頁面查看

1.1.4 配置攔截伺服器

[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 瀏覽器驗證篡改

1.1.6 篡改添加廣告配置

[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 那麼證書是怎樣組成的呢，接下來我們看一下證書的幾種類型

對比 功能變數名稱型 DV 企業型 OV 增強型 EV
綠色地址欄 -c 小鎖標記+https -c 小鎖標記+https -c 小鎖標記+企業名稱+https
一般用途 個人站點和應用； 簡單的https加密需求 電子商務站點和應用； 中小型企業站點 大型金融平臺； 大型企業和政府機構站點
審核內容 功能變數名稱所有權驗證 全面的企業身份驗證； 功能變數名稱所有權驗證 最高等級的企業身份驗證； 功能變數名稱所有權驗證
頒發時長 10分鐘-24小時 3-5個工作日 5-7個工作日
單次申請年限 1年 1-2年 1-2年
賠付保障金 —— 125-175萬美金 150-175萬美金

1.3 HTTPS證書購買選擇

保護一個功能變數名稱 www
保護五個功能變數名稱 www images cdn test m
通配符功能變數名稱 *.haoda.com

HTTPS註意事項:

https不支持續費，證書到期需要重新申請併進行替換 https不支持三級功能變數名稱解析，如 test.m.haoda.com https顯示綠色，說明整個網站的url都是https的 https顯示黃色，因為網站代碼中包含http的不安全鏈接 https顯示紅色，那麼證書是假的或者證書過期。

2. Nginx單台實現HTTPS實戰

2.1 環境準備

#nginx必須有ssl模塊
[root@web03 ~]# nginx -V
--with-http_ssl_module

#創建存放ssl證書的路徑
[root@web03 ~]# mkdir -p /etc/nginx/ssl_key
[root@web03 ~]# cd /etc/nginx/ssl_key

2.2 使用openssl命令充當CA權威機構創建證書（生產不使用此方式生成證書，不被互聯網認可的黑戶證書）

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

2.3 生成自簽證書，同時去掉私鑰的密碼

[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 []:[email protected]


# req  --> 用於創建新的證書
# new  --> 表示創建的是新證書
# x509 --> 表示定義證書的格式為標準格式
# key  --> 表示調用的私鑰文件信息
# out  --> 表示輸出證書文件信息
# days --> 表示證書的有效期

2.4 證書申請完成後需要瞭解Nginx如何配置https

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

#證書文件
Syntax:  ssl_certificate file;
Default: -
Context: http,server

#私鑰文件
Syntax:  ssl_certificate_key fil;
Default: -
Context: http,server

2.5 Nginx配置https實例

[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;
        }
}

#配置將用戶訪問http請求強制跳轉https
server {
        listen 80;
        server_name s.haoda.com;
        return 302 https://$server_name$request_uri;
}

#準備對應的站點目錄，並重啟Nginx
[root@web03 conf.d]# echo "Https" > /code/index.html
[root@web03 conf.d]# nginx -s reload

2.6 瀏覽器訪問測試

3. Nginx集群實現HTTPS實踐

實戰Nginx負載均衡+Nginx WEB配置HTTPS安全

-c

3.1 環境準備

主機名 外網IP(NAT) 內網IP(LAN) 角色
lb01 10.0.0.5 172.16.1.5 負載均衡
web02 10.0.0.8 172.16.1.8 web伺服器
web03 10.0.0.9 172.16.1.9 web伺服器

3.2 配置web02、web03伺服器監聽80埠

[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 把證書直接拿到lb伺服器

[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; #編寫
        ssl_certificate_key  ssl_key/server.key; 私鑰
        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 瀏覽器訪問查看

4. 真實業務場景實現HTTPS實踐

4.1 配置知乎、博客對應的負載均衡lb01伺服器的配置

[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;
}
#用戶的http請求跳轉至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;
        }       
}

#重啟負載nginx
[root@lb01 conf.d]# nginx -s reload

4.2 瀏覽器查看效果

4.3 修正亂碼效果，配置知乎、博客對應的web伺服器的配置

#負載訪問使用的https後端web使用的是http，對於PHP來說他並不知道用的到底是什麼所以會出現錯誤；

#修正該問題配置
[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;
                #告訴PHP我前置的負載使用的是https協議
                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;
        }
}

#重啟兩台nginx
[root@web01 conf.d]# nginx -s reload
[root@web02 conf.d]# nginx -s reload

4.4 瀏覽器再次查看效果

wordpress早期安裝如果是使用的http方式，那開啟https後會導致圖片出現破損或載入不全的情況

建議：1、在安裝WordPress之前就配置好https；2、在WordPress後臺管理頁面，設置-->常規-->修改（WordPress地址及站點地址）為 https://功能變數名稱、註意：WordPress很多鏈接在安裝時被寫入資料庫中。

4.5 配置PHPmyadmin負載均衡lb01伺服器的配置

[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 瀏覽器查看效果

4.7 配置PHPmyadmin的web伺服器配置

[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 瀏覽器再次查看效果

小結

實現單台伺服器部署wordpress，zh，部署負載均衡，跳轉https

1）在web01和web02上安裝nginx和php

2）創建www用戶

3）修改nginx和PHP啟動用戶

4) 修改配置文件

5）部署資料庫

6）登錄瀏覽器wordpress修改

7）下載證書

8）部署負載均衡


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