、先說說Nginx-HTTPS加密技術(shù)

超文本傳輸安全協(xié)議（HTTPS）是以安全為目標的HTTP通道，簡單來說就是HTTP安全版。https由兩個部分組成：HTTP+SSL/TLS，在http基礎(chǔ)上加上了一層加密信息模塊，服務(wù)端和客戶端的信息插損胡都會通過TLS進行加密，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都是加密后的數(shù)據(jù)

為了解決HTTP協(xié)議的這些缺陷，需要使用另一種協(xié)議：HTTPS。為了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕琀TTPS在http的基礎(chǔ)上加了SSL協(xié)議，SSL依靠證書驗證身份，并為瀏覽器和服務(wù)器之間通信加密；

SSL證書是一種數(shù)字證書，使用Secure Socket Layer協(xié)議在瀏覽器和web服務(wù)器之間建立一條安全通道，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在客戶端和服務(wù)器之間的加密傳輸，保證雙方傳遞信息的安全性，不可被第三方竊聽，而且用戶可以通過服務(wù)器證書驗證所訪問網(wǎng)站是否真實可靠；

加密的HTTPS和HTTP的區(qū)別:超文本傳輸協(xié)議HTTP協(xié)議被用于在web瀏覽器和網(wǎng)站服務(wù)器之間傳遞信息，HTTP協(xié)議以明文方式發(fā)送內(nèi)容，不提供任何方式的加密數(shù)據(jù)，如果攻擊者截取了web瀏覽器和網(wǎng)站服務(wù)器之間的傳輸報文，就可以直接讀取其中信息，因此，http協(xié)議不適合傳輸一些銘感信息；

HTTPS加密，解密，驗證完成過程如圖所示：

首先客戶端發(fā)送請求，服務(wù)端接受到請求之后并申請生成公私秘鑰，同時將公鑰證書發(fā)送給客戶端，客戶端收到之后并通過TLS進行解析驗證，如果證書沒有問題就會在客戶端生成一個加密隨機值，將隨機值發(fā)送給服務(wù)端，服務(wù)端接收到之后，用自己的私鑰解密，從而得到這個隨機值，然后通過這個隨機值對內(nèi)容進行對稱加密。服務(wù)端將用私鑰加密后的信息發(fā)送給客戶端，最后，客戶端用之前生成的私鑰來解密服務(wù)器端發(fā)過來的信息，獲取解密后的內(nèi)容

1）客戶端向服務(wù)端發(fā)起HTTPS請求，用戶在瀏覽器輸入https網(wǎng)址，然后連接到Nginx server的443端口
2）服務(wù)端采用https協(xié)議有一套數(shù)字證書，該證書可以自行配置，也可以向證書管理組織去申請，該證書其本質(zhì)是公鑰和私鑰
3）將公鑰傳送給客戶端，證書包含了很多信息，例如，證書的頒發(fā)機構(gòu)，過期時間等等
4）客戶端解析證書，由客戶端的TLS完成，首先會驗證公鑰是否有效，比如頒發(fā)的機構(gòu)，過期時間等，如果發(fā)生異常，則會彈出警告信息，提示證書存在問題，如果證書沒有問題，就會隨機生成數(shù)值，然后用證書對該隨機數(shù)值進行加密
5）將證書加密后的隨機值傳送到服務(wù)器，讓服務(wù)器獲取該隨機值，后續(xù)客戶端和服務(wù)端可以通過該隨機值來進行加密解密
6）服務(wù)端用私鑰解密后，得到了客戶端傳過來的隨機值，然后把內(nèi)容通過該值進行了對稱加密
7）服務(wù)端將私鑰加密后的信息發(fā)給客戶端
8）客戶端用之前生成的私鑰來解密服務(wù)端發(fā)送過來的信息，獲取解密后的內(nèi)容

2、關(guān)于SSL證書

互聯(lián)網(wǎng)的安全通信，是建立在SSL/TLS協(xié)議之上，SSL/TLS協(xié)議的基本思路是采用公鑰加密法，也就是，客戶端先向服務(wù)器端索取公鑰，然后用公鑰加密信息，服務(wù)器收到密文后，用自己的私鑰解密。通過這種加解密機制，可以保障所有信息都是加密傳播，無法竊聽，同時，傳輸具有校驗機制，一旦信息被篡改，可以立刻發(fā)現(xiàn)，最后，通過身份證書機制，可以防止身份被冒充。由此可知，SSL證書主要有兩個功能：加密和身份認證。

目前市面上的SSL證書都是通過第三方SSL證書機構(gòu)頒發(fā)的，常見可靠的第三方 SSL證書頒發(fā)機構(gòu)有DigiCert、GeoTrust、GlobalSign、Comodo等。

根據(jù)不同使用環(huán)境，SSL證書可分為如下幾種：

?	企業(yè)級別：EV(Extended Validation)、OV(Organization Validation)
?	個人級別：IV(Identity Validation)、DV（Domain Validation）

其中 EV、OV、IV 需要付費，企業(yè)用戶推薦使用EV或OV證書，個人用戶推薦使用IV證書，DV證書雖有免費的可用，但它是最低端的SSL證書。它不顯示單位名稱，也不能證明網(wǎng)站的真實身份，只能驗證域名所有權(quán)，僅起到加密傳輸信息的作用，適合個人網(wǎng)站或非電商網(wǎng)站。

3、使用OpenSSL生成私鑰文件和CSR文件

Nginx配置HTTPS并不復(fù)雜，主要有兩個步驟：簽署第三方可信任的 SSL證書和配置 HTTPS，下面依次介紹。

要配置HTTPS需要用到一個私鑰文件（以.key結(jié)尾）和一個證書文件（以.crt結(jié)尾） ，而證書文件是由第三方證書頒發(fā)機構(gòu)簽發(fā)的，要讓第三方證書頒發(fā)機構(gòu)簽發(fā)證書文件，還需要給他們提供一個證書簽署請求文件（以.csr結(jié)尾）。下面簡單介紹下私鑰文件和csr文件。

?	私鑰文件：以.key結(jié)尾的一個文件，由證書申請者生成，它是證書申請者的私鑰文件，和證書里面的公鑰配對使用，在 HTTPS 握手通訊過程中需要使用私鑰去解密客戶端發(fā)來的經(jīng)過證書公鑰加密的隨機數(shù)信息，它是HTTPS加密通訊過程非常重要的文件，在配置HTTPS的時候要用到。

?	CSR文件：CSR全稱是Cerificate Signing Request，即證書簽署請求文件，此文件里面包含申請者的DN（Distinguished Name，標識名）和公鑰信息，此文件由證書申請者生成，同時需要提供給第三方證書頒發(fā)機構(gòu)。證書頒發(fā)機構(gòu)拿到CSR文件后，使用其根證書私鑰對證書進行加密并生成CRT證書文件，CRT文件里面包含證書加密信息以及申請者的DN及公鑰信息，最后，第三方證書頒發(fā)機構(gòu)會將CRT文件發(fā)給證書申請者，這樣就完成了證書文件的申請過程。

在申請SSL證書之前，證書申請者需要先生成一個私鑰文件和一個CSR文件，可通過openssl命令來生成這兩個文件，操作如下：

[root@iZ23sl33esbZ ~]# openssl req -new -newkey rsa:2048 -sha256 -nodes -out iivey.csr -keyout iivey.key -subj "/C=CN/ST=beijing/L=beijing/O=iivey Inc./OU=Web Security/CN=iivey.com"

上面這個命令會生成一個CRS文件iivey.csr和私鑰文件iivey.key。其中，相關(guān)字段含義如下：

?	C字段：即Country，表示單位所在國家，為兩位數(shù)的國家縮寫，如CN表示中國
?	ST字段： State/Province，單位所在州或省
?	L字段： Locality，單位所在城市/或縣區(qū)
?	O字段： Organization，此網(wǎng)站的單位名稱
?	OU字段： Organization Unit，下屬部門名稱;也常常用于顯示其他證書相關(guān)信息，如證書類型，證書產(chǎn)品名稱或身份驗證類型或驗證內(nèi)容等
?	CN字段：Common Name，網(wǎng)站的域名

接著，將生成的CSR文件提供給CA機構(gòu)，簽署成功后，CA機構(gòu)就會發(fā)給我們一個CRT證書文件，假定這個文件是iivey.crt，在獲得SSL證書文件后，就可以在Nginx配置文件里配置HTTPS了。

4、Nginx下配置SSL證書

要開啟HTTPS服務(wù)，其實就是在Nginx上開啟一個443監(jiān)聽端口，下面是HTTPS服務(wù)在Nginx下的配置方式，這里僅列出了server段的配置：

server
 {
 listen 443;
 server_name www.iivey.com;
 index index.php index.html;
 root /data/webhtdocs/iivey;
 ssl						on;
 ssl_certificate				iivey.crt;
 ssl_certificate_key			iivey.key;
 ssl_prefer_server_ciphers	on;
 ssl_protocols				TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
 ssl_ciphers				HIGH:!aNULL:!MD5;
 add_header X-Frame-Options DENY;
 add_header X-Content-Type-Options nosniff;
 add_header X-Xss-Protection 1;
 }

簡單介紹下上面每個配置選項的含義：

?ssl on：表示啟用SSL功能。

?ssl_certificate：用來指定CRT文件的路徑，可以是相對路徑，也可以是絕對路徑，本例是相對路徑，iivey.crt文件放在和nginx.conf同級目錄下。

?ssl_certificate_key：用來指定秘鑰文件的路徑，可以是相對路徑，也可以是絕對路徑，本例是相對路徑，iivey.key文件放在和nginx.conf同級目錄下。

?ssl_prefer_server_ciphers on：設(shè)置協(xié)商加密算法時，優(yōu)先使用我們服務(wù)端的加密套件，而不是客戶端瀏覽器的加密套件。

?ssl_protocols：此指令用于啟動特定的加密協(xié)議，這里設(shè)置為“TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2”，TLSv1.1與TLSv1.2要確保openssl版本大于等于openssl1.0.1 ，SSLv3也可以使用，但是有不少被攻擊的漏洞，所以現(xiàn)在很少使用了。

?ssl_ciphers：選擇加密套件和加密算法，不同的瀏覽器所支持的套件和順序可能會有不同。這里選擇默認即可。

?add_header X-Frame-Options DENY：這是個增強安全性的選項，表示減少點擊劫持。

?add_header X-Content-Type-Options nosniff：同樣是增強安全性的選項，表示禁止服務(wù)器自動解析資源類型。

?add_header X-Xss-Protection 1：同樣是增強安全性的選項，表示防止XSS攻擊。

5、驗證HTTPS功能

Nginx的https配置完成后，需要測試下配置是否正常，這里提供兩種方式，第一種方式是直接通過瀏覽器訪問https服務(wù)，這里使用火狐瀏覽器進行測試，如果https配置正常的話，應(yīng)該會直接打開頁面，而不會出現(xiàn)如下界面：

出現(xiàn)這個界面，說明https沒有配置成功，需要檢查https配置是否正確。而在打開https頁面后，可能還會出現(xiàn)一種情況，如下圖所示：

這個現(xiàn)象是能夠打開https界面，但是瀏覽器地址欄左邊的小鎖是灰色，并且有個黃色的感嘆號，這說明這個網(wǎng)站的頁面中可能引用了第三方網(wǎng)站的圖片、js、css等資源文件，https認為頁面有引用第三方網(wǎng)站資源的情況是不安全的，所以才出現(xiàn)了警告提示。解決這個問題很簡單，將頁面上所有引用第三方網(wǎng)站的資源文件下載到本地，然后通過本地路徑進行引用即可。

修改所有資源文件到本地服務(wù)器后，再次通過https方式進行訪問，瀏覽器地址欄左邊的小鎖自動變成綠色，并且感嘆號消失，如下圖所示：

至此，nginx下配置https服務(wù)已經(jīng)正常運行。

在瀏覽器下可以查看證書信息（證書廠商、證書機構(gòu)、證書有效期等），點擊瀏覽器地址欄的綠鎖，選擇查看證書，即可查看證書詳細信息，如下圖所示：

驗證SSL證書狀態(tài)還有另外一個方法，那就是通過提供的在線網(wǎng)站進行驗證，讀者可以通過https://myssl.com/網(wǎng)站或https://www.ssllabs.com/ssltest/網(wǎng)站進行在線測試，這些網(wǎng)站可以更詳細的測試SSL證書的狀態(tài)、安全性、兼容性等各方面的狀態(tài)。