• 使用OpenSSL自建CA + Nginx配置HTTPS


    Ubuntu 16.04(ECS),OpenSSL 1.0.2g  1 Mar 2016,Nginx 1.10.3 (Ubuntu),

    浏览器:Chrome 67,Firefox 61,Edge 40,IE 11

    序言

    孤之前从来没有建立过HTTPS网站,感觉很高级、很难,虽然也读过不少博文、资料,十年前在大学时,也使用过OpenSSL操作过建立证书,但后来都忘记了。

    前同事说建立HTTPS网站很容易的,当时自己是不信的,并发生了一些争论,在此表示歉意。

    由于自己搭建了网站,提供了注册、登录功能,因此,有安全方面的考虑。前两日研究了前端加密、Base64编码等方案(crypto-js),但都无法很好地保证用户数据安全。

    最付出不少精时后,最终决定将网站升级为HTTPS网站,本文记录了试验过程中的关键步骤——两步:

    1.自建CA并签名Server证书

    2.配置Nginx服务器

    自建CA并并签名Server证书

    本步骤完全参考了自建CA并签名server证书实现https by Andy____Li,只是对一些文件名、配置参数进行了修改。

    注意:在执行此步骤之前,请确保Linux操作系统上安装了OpenSSL。

    可以分为下面的小步骤(拷贝了参考链接中的命令):

    1.自建CA

    生成CA私匙
    openssl genrsa -out icatchtek.key 2048

    执行结果:提示创建成功,可又提示unable to什么的,为什么?还需要dig,

    Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
    ................+++
    ...........................................................................................+++
    unable to write 'random state'
    e is 65537 (0x10001)

    生成CA证书请求
    openssl req -new -key icatchtek.key -out icatchtek.csr
    PS:证书请求是对签名的请求,需要使用私钥进行签名

    此命令输入后,需要填写信息。

    生成CA根证书
    openssl x509 -req -in icatchtek.csr -extensions v3_ca -signkey icatchtek.key -out icatchtek.crt
    PS:证书是自签名或CA签名过的凭据,用来进行身份认证

    执行结果:

    Signature ok
    subject=/C=CN/ST=Guangdong/L=Shenzhen/OU=.../CN=.../emailAddress=xxxx@example.com
    Getting Private key
    unable to write 'random state'

    2.自建server端证书

    生成server私匙
    openssl genrsa -out smarthome_server.key 2048

    结果同上。

    生成server证书请求
    openssl req -new -key smarthome_server.key -out smarthome_server.csr

    结果同上,需输入参数。

    生成server证书:下面命令的紫色部分就是上面建立的一系列文件,不用弄错了。
    生成server证书,需要一份配置文件,可参阅:vi openssl.cnf
    openssl x509 -days 365 -req -in smarthome_server.csr -extensions v3_req -CAkey icatchtek.key -CA icatchtek.crt -CAcreateserial -out smarthome_server.crt -extfile openssl.cnf

    关于生产Server证书这一步,孤是直接拷贝了参考链接中的内容,并进行了修改。关于此文件怎么写,孤是不太熟悉的,还需要看更多资料,比如参考链接中的OpenSSL主配置文件openssl.cnf

    下面是自己的open.cnf(私密信息没有)(在参考链接中,[req]下面的几个section是有缩进的,不知道为什么):

    [req]
    distinguished_name = req_distinguished_name
    req_extensions = v3_req
    
    [req_distinguished_name]
    countryName = Country Name (2 letter code)
    countryName_default = CN
    stateOrProvinceName = Guangdong
    stateOrProvinceName_default = Guangdong
    localityName = Shenzhen
    localityName_default = Shenzhen
    organizationalUnitName  = ...
    organizationalUnitName_default  = ...
    commonName = ...
    commonName_max  = 64
    
    [ v3_req ]
    # Extensions to add to a certificate request
    basicConstraints = CA:FALSE
    keyUsage = nonRepudiation, digitalSignature, keyEncipherment
    subjectAltName = @alt_names
    
    [alt_names]
    IP.1 = xxx.xxx.xxx.xxx
    DNS.1 = www.example.com

    说明,上面的每一步都会在 执行命令的 当前目录下 建立相应的文件!下面是孤试验过程中建立的:

    $ ls
    ben_server.crt ben_server.key icatchtek.csr icatchtek.srl
    ben_server.csr icatchtek.crt icatchtek.key openssl.cnf

    配置Nginx服务器

    按照参考链接的说法,是在server 块内 listen 端口后添加下面的语句

    ssl on;
    ssl_certificate /home/ubuntu/webvideo/nginx/conf/smarthome_server.crt;
    ssl_certificate_key /home/ubuntu/webvideo/nginx/conf/smarthome_server.key;

    注意,*.crt、*.key文件的路径需要更改,孤是将它们放在/etc/nginx/conf.d/ca里面的。

    作为Nginx新手,孤的Nginx配置文件中只有一个Server的,端口是80。可HTTPS网站的默认端口不是443吗?

    修改前的Nginx配置文件:

    server {
    	listen 80 default_server;
    	listen [::]:80 default_server;
    
    	# SSL configuration
    	#
    	# listen 443 ssl default_server;
    	# listen [::]:443 ssl default_server;
    	#
    	# Note: You should disable gzip for SSL traffic.
    	# See: https://bugs.debian.org/773332
    	#
    	# Read up on ssl_ciphers to ensure a secure configuration.
    	# See: https://bugs.debian.org/765782
    	#
    	# Self signed certs generated by the ssl-cert package
    	# Don't use them in a production server!
    	#
    	# include snippets/snakeoil.conf;

    修改后的配置文件:

    server {
    	listen 80 default_server;
    	listen [::]:80 default_server;
    
    	# SSL configuration
    	#
    	listen 443 ssl default_server;
    	listen [::]:443 ssl default_server;
    	
    	ssl on;
    	ssl_certificate      /etc/nginx/conf.d/ca/smarthome_server.crt;
    	ssl_certificate_key  /etc/nginx/conf.d/ca/smarthome_server.key;
    	
    	#
    	# Note: You should disable gzip for SSL traffic.
    	# See: https://bugs.debian.org/773332

    分别访问http、https对应的网页,http的访问失败了、但https访问成功:原因是,只有一个服务器,可自己监听了两个端口,还需要结合nginx的rewrite技术,将http请求转到对应的https请求。

    最后,建立了两个Server:一个sever监听80端口、一个监听443端口,前者http链接被rewrite到后者的链接,配置文件如下:

    80端口后面没有default_server了——不知道自己为何如此配置;在只有一个server时,其server_name为_,现在有两个了,怎么配置呢?能否相同?

    server {
            listen 80;
            listen [::]:80;
    
            rewrite ^(.*)$ https://$host$1 permanent;
    }
    
    server {
            # SSL configuration
            #
            listen 443 ssl default_server;
            listen [::]:443 ssl default_server;
    
            ssl on;
            ssl_certificate /etc/nginx/conf.d/ca/ben_server.crt;
            ssl_certificate_key /etc/nginx/conf.d/ca/ben_server.key;

    上面的配置完毕后,就可以通过http、https访问网站了,不过,http的是转向了https,所以,页面最后看到的是https。

    但是,因为浏览器有证书安全校验的机制,因此,不是所有浏览器都可以成功打开页面,测试结果是,只有Firefox在设置后可以打开页面,其它几种浏览器都失败了。

    -Chrome浏览器

    -Firefox浏览器:最终访问成功。

    IE浏览器:

    网页不能访问,原因是浏览器认为 颁发证书的CA 不安全。参考链接说把自己的CA根证书加入到浏览器。

    在尝试过后,发现问题并没有解决——Chrome、IE都试了试,不行啊!怀疑和自己建立证书的过程有关系,也可能和最新版本的浏览器的安全机制升级有关系,更可能的是前者。

    而且,如上面所讲,自己在建立key是出现了unable to write 'random state'错误!后面可以解决此问题后再做尝试,继续dig。

    怎么导入呢?Chrome的设置-搜索“证书”,IE、Edge的Internet选项:其实两者配置的是一个东西,其属于操作系统。

    后记

    总算知道怎么让自己的网站变为HTTPS的了,自建的证书既然无法正常使用,那么,去申请证书吧——知道一个免费申请的机构,当然,付费的就很多了。

    Nginx配置不熟悉;

    虽然本文用OpenSSL做了一些操作,可是,为何这么做呢?官方文档在哪里呢?配置文件怎么写呢?现在只能踩着先行者的脚步往前走,感谢!

    路漫漫啊,

    参考链接

    自建CA并签名server证书实现https by Andy____Li

    https SSL 自建证书的制作 by Erice_e

    OpenSSL主配置文件openssl.cnf by 园友 我为什么坚持写博客

    nginx 将http请求转发到https请求

    openssl签署和自签署证书的多种实现方式 by 园友 骏马金龙 (Highlycommended,博主的相关文章也很棒,已读两篇)

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