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🔒 HTTPS 与 SSL/TLS ​

HTTP 是明文传输，中间任何人都能看到你和服务器之间的对话内容。HTTPS 给 HTTP 加了一层 TLS 加密，让你的数据在传输中不可被窃听和篡改。

HTTPS 握手过程 ​

HTTPS 的核心是 TLS 握手，整个过程在应用数据发送之前完成，大概分为四步：

客户端                                    服务器
  │                                        │
  │──── ClientHello ───────────────────────→│
  │    (支持的加密套件，TLS版本，随机数)     │
  │                                        │
  │←─── ServerHello + 证书 ────────────────│
  │    (选定加密套件，服务器随机数，证书)    │
  │                                        │
  │──── 密钥交换 + Finished ───────────────→│
  │    (用证书公钥加密的预主密钥)            │
  │                                        │
  │←─── Finished ──────────────────────────│
  │                                        │
  │══════ 对称加密通信开始 ══════════════════│

关键点：

  • 非对称加密只用于握手阶段安全交换"会话密钥"
  • 后续数据传输用对称加密（AES-GCM 等），比非对称快得多
  • 证书的作用是证明"你连接的这个服务器确实是它声称的那个"

Let's Encrypt + Certbot 免费证书 ​

Let's Encrypt 提供免费且自动化的 SSL 证书，3 个月有效期，配合 Certbot 可自动续期。

bash
# Ubuntu/Debian 安装 certbot
sudo apt update
sudo apt install certbot python3-certbot-nginx

# 一键获取证书并自动配置 Nginx
sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

# 仅获取证书（不自动配 Nginx）
sudo certbot certonly --webroot -w /var/www/html -d example.com

# 测试续期是否正常（dry-run，不会产生实际续期请求）
sudo certbot renew --dry-run

# 手动续期
sudo certbot renew

证书存放路径

Let's Encrypt 证书默认保存在 /etc/letsencrypt/live/your-domain/：

  • fullchain.pem — 完整证书链（证书 + 中间证书），Nginx 应使用此文件
  • privkey.pem — 私钥，权限应为 0400 且仅 root 可读
  • chain.pem — 中间证书（已包含在 fullchain.pem 中）

OpenSSL 自签证书（开发/内网用） ​

bash
# 生成 RSA 私钥（2048 位）
openssl genrsa -out server.key 2048

# 生成自签名证书（有效期 365 天）
openssl req -new -x509 -key server.key -out server.crt -days 365 \
  -subj "/C=CN/ST=Beijing/L=Beijing/O=Dev/CN=localhost"

# 推荐的现代方式：Ed25519 私钥 + ECDSA 证书
openssl genpkey -algorithm ed25519 -out server.key
openssl req -new -x509 -key server.key -out server.crt -days 365 \
  -subj "/CN=localhost"

注意

自签证书浏览器会报"不安全"，仅适用于开发环境。生产环境必须用 CA 签发证书。

HSTS：强制 HTTPS ​

HSTS（HTTP Strict Transport Security）告诉浏览器：这个域名以后只能用 HTTPS 访问，不许走 HTTP。

nginx
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload" always;
  • max-age=63072000：2 年有效期
  • includeSubDomains：子域名也强制 HTTPS
  • preload：可提交到浏览器的 HSTS Preload 列表

注意

一旦启用 HSTS 且被浏览器记住，再想切回 HTTP 就非常困难。确认 HTTPS 完全配置好后再加。

Nginx 完整 SSL 配置模板 ​

nginx
server {
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;
    # 所有 HTTP 请求 301 跳转到 HTTPS
    return 301 https://$host$request_uri;
}

server {
    listen 443 ssl;
    http2 on;               # Nginx ≥ 1.25.1 需单独写 http2 on（旧版可写 listen 443 ssl http2）
    server_name example.com www.example.com;

    # 证书路径
    ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

    # SSL 协议 — 仅启用 TLSv1.2+
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;

    # 加密套件 — Mozilla SSL Configuration Generator Intermediate 级别
    # 兼容主流浏览器（Firefox 27+、Chrome 31+、IE 11+、Safari 9+）
    ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
    ssl_prefer_server_ciphers off;  # TLSv1.3 无视此设置；TLSv1.2 下 off 让客户端选择最佳套件

    # DH 参数（需预先用 openssl dhparam 生成）
    ssl_dhparam /etc/nginx/dhparam.pem;

    # 安全头
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload" always;
    add_header X-Frame-Options DENY always;
    add_header X-Content-Type-Options nosniff always;
    add_header Content-Security-Policy "default-src 'self'" always;

    # OCSP Stapling — 减轻 OCSP Responder 压力并提升 TLS 握手速度
    ssl_stapling on;
    ssl_stapling_verify on;
    ssl_trusted_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/chain.pem;
    # DNS 解析器（Google Public DNS，可按需替换为内网 DNS）
    resolver 8.8.8.8 8.8.4.4 valid=300s;
    resolver_timeout 5s;

    root /var/www/html;
    index index.html;
}

生成 DH 参数（增强安全性） ​

bash
# 4096 位 DH 参数，安全性更高；生成时间约 3-10 分钟，请耐心等待
openssl dhparam -out /etc/nginx/dhparam.pem 4096

SSL Labs 评分冲 A+ ​

SSL Labs 是最权威的 SSL 配置评分工具，满分 A+。

评分项达标条件
证书有效、信任链完整、签名算法安全
协议关闭 TLSv1.0/1.1，启用 TLSv1.2/1.3
加密套件只保留前向安全的 AEAD 套件
HSTS配置严格传输安全头（includeSubDomains + preload）
密钥交换RSA ≥ 2048，或 ECDSA
重协商安全重协商或无重协商

常见坑 ​

证书过期忘了续

Let's Encrypt 证书有效期只有 90 天。设置自动续期 + 告警：

bash
# certbot 自动续期（会自行注册 systemd timer）
sudo systemctl status certbot.timer

# 添加告警脚本到 cron
# 每天检查证书是否需要续期，--quiet 静默运行
0 8 * * * certbot renew --quiet --post-hook "systemctl reload nginx"

中间证书缺失

使用 fullchain.pem（而非仅 cert.pem）可以确保中间证书也被发送。中间证书缺失会导致部分客户端（如老版本 Android）无法建立连接。同时应配置 ssl_trusted_certificate 指向 chain.pem 以确保 OCSP Stapling 正常工作。

泛域名证书的局限

Let's Encrypt 泛域名证书（*.example.com）只有用 DNS 验证才能签发，HTTP 验证不支持泛域名。而且 example.com 和 *.example.com 是两个独立的证书域名，申请时要一起写上。

🧪 练习题 ​

  1. 用 Certbot 为自己域名申请 Let's Encrypt 证书并配置 Nginx HTTPS
  2. 用 OpenSSL 生成一个内网用的自签名证书
  3. 将你的 Nginx SSL 配置提交到 SSL Labs 测试，尝试达到 A+ 评级

传输加密搞定了，接下来是服务端的身份认证安全——用户认证安全。

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标签：ssl证书

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