使用OpenSSL自建CA + Nginx配置HTTPS

时间 2021-08-15

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=[email protected]
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