Linux Nginx之HTTPS網絡安全訪問服務
1.1 網絡安全涉及的問題
①. 網絡安全問題-數據機密性問題 傳輸的數據可能會被第三方隨時都能看到 ②. 網絡安全問題-數據完整性問題 傳輸的數據不能隨意讓任何人進行修改 ③. 網絡安全問題-身份驗證問題 第一次通訊時,需要確認通訊雙方的身份正確 |
1.1.1 數據機密性問題解決
a) 利用普通加密算法解決機密性 利用相應算法,對傳輸數據(明文數據)進行加密(密文數據);再利用對應算法,將加密數據解密變為真實數據 優點:實現了數據機密傳輸,避免了明文傳輸數據的危險性。 缺點:利用加密算法,將明文改密文,如果第三方獲得加密算法,即可將傳輸密文再次變為明文 b) 利用對稱加密算法解決機密性(重要的一種加密方式) 對稱加密算法就好比將普通算法的規則手冊放入到了保險櫃裏,只有獲取保險櫃和保險櫃鑰匙才能獲取《算法手冊》 優點:密鑰加密算法計算速度非常快;解決了普通加密算法的安全問題 缺點:加解密過程的安全性完全依賴於密鑰,並且對稱加密密鑰是公開的,當通訊加密對象過多時,無法解決密鑰管理問題。 |
1.1.1 數據完整性問題解決
a) 利用單項加密算法(全網備份數據完整性) 根據數據生成特征碼(數據指紋信息);接收數據方獲取數據信息算出特征碼,驗證是否與發送過來的特征碼一致 若特征碼一致,表示數據完整性沒被破壞;若特征碼不一致,表示數據已被破壞,直接丟棄 **************************************************************************** 擴展說明: 01:不同數據的特征碼(數據指紋信息)是不可能一致的 單項加密算法特征 · 數據輸入一樣,特征碼信息輸出必然相同 · 雪崩效應,輸入的微小改變,將造成輸出的巨大改變 · 定長輸出,無論源數據多大,但結果都是一樣的 · 不可逆的,無法根據數據指紋,還原出原來的數據信息。 **************************************************************************** 優點:有效的解決了數據完整性問題 缺點:沒有考慮中間人×××對數據信息的影響 |
b) 利用單項加密算法(加密特征碼) 利用對稱加密算法對數據加密的同時,也對特征碼進行加密; 接收方擁有和發送方一樣的密鑰,才可以解密加密後的數據和特征碼 而中間人加密的特征碼是沒有辦法讓接收方進行解密的,所以接收方獲取不了特征碼,直接丟棄數據 **************************************************************************** 擴展說明: 01:那麽對稱密鑰如何有效的讓通訊雙方獲取呢 需要進行對稱密鑰協商過程,即通過密鑰交換機制(Internet key exchange IKE) 實現密鑰交換機制的協議稱為diffie-hellman協議 **************************************************************************** |
1.1.1 身份驗證問題解決
a)利用非對稱密鑰加密算法(公鑰加密算法) 發送方建立私鑰和公鑰,將公鑰發送給接收方,從而實現發送數據方的身份驗證 公鑰信息在網站訪問過程中,被稱為證書(×××) |
1.1.1 網絡安全問題結論
實現網絡安全性,需要解決問題的順序為: 1. 解決身份驗證問題 2. 解決數據完整性問題 3. 解決數據機密性問題 |
1.2 網絡安全證書
1.2.1 安全證書的由來
根據上述結論可知,網絡安全性最首先要解決的就是身份驗證問題; 而解決身份驗證問題,最主要的方式就是借助私鑰和公鑰 而最主要的公鑰信息獲取就變得尤為重要;利用第三方公正者,公正公鑰信息 |
1.2.2 證書信息所包含的內容
公鑰信息,以及證書過期時間 證書的合法擁有人信息 證書該如何被使用(不用關註) CA頒發機構信息 CA簽名的校驗碼 |
1.1.1 如何獲取網絡安全證書
1.1.1 對稱加密算法
1.1.1 單向加密算法
1.1.2 非對稱加密算法
1.1 OpenSSL軟件詳細說明
1.1.1 OpenSSL軟件介紹
在計算機網絡上,OpenSSL是一個開放源代碼的軟件庫包,應用程序可以使用這個包來進行安全通信,避免竊聽,同時確認另一端連接者的身份。這個包廣泛被應用在互聯網的網頁服務器上。 其主要庫是以C語言所寫成,實現了基本的加密功能,實現了SSL與TLS協議。OpenSSL可以運行在OpenVMS、 Microsoft Windows以及絕大多數類Unix操作系統上(包括Solaris,Linux,Mac OS X與各種版本的開放源代碼BSD操作系統)。它也提供了一個移植版本,可以在IBM i(OS/400)上運作。 雖然此軟件是開放源代碼的,但其許可書條款與GPL有沖突之處,故GPL軟件使用OpenSSL時(如Wget)必須對OpenSSL給予例外。 |
1.1.2 獲取OpenSSL軟件的版本信息
openssl version <- 查看openssl版本信息 |
1.1.3 獲取OpenSSL配置文件信息
/etc/pki/tls/openssl.cnf <- openssl配置文件,主要用於配置成私有ca時進行使用 說明:基本上openssl配置文件不需要運維過多修改配置 |
1.1.4 OpenSSL簡單使用
#舉例說明,加密一個文件 # openssl enc -des3 -salt -a -in inittab -out initab.des3 <- 輸入密碼後即加密成功 # openssl enc -des3 -d -salt -a -in initab.des3 -out inittab <- 輸入密鑰後即解密成功 說明:其中命令中的salt參數,主要用於避免密碼加密後,對密鑰串的反推 #生成和用戶一樣的密碼串 openssl passwd -1 <- 采用md5加密用戶密碼串,將明文密碼轉換為密文 說明:企業中實現修改數據庫中用戶密碼信息,實現用戶密碼信息重置 #生成偽隨機數方法 openssl rand -base64 45 <- 給出一個任意的數字,就會生成任意的隨機數 |
1.1.5 OpenSSL軟件建立私有CA(證書頒發機構)
實現HTTPS: 1) 生成私鑰(出生證明)和請求證書文件(戶口本) --- 運維需要完成 2)根據請求證書文件信息,證書頒發機構生成證書文件(×××) --- 證書頒發機構來完成 3)企業網站利用證書,實現用戶安全認證訪問 --- 運維需要完成 |
1.1.6 模擬證書頒發機構頒發程序
01)生成私鑰文件信息方法 openssl genrsa 2048 >server.key <- 創建私鑰信息,並指定私鑰的長度為2048,並將生成 的私鑰信息保存在一個文件中 openssl genrsa -out server.key 2048 <- 將私鑰信息直接進行保存,加密長度一定要放在輸出 文件後面 (umask 077;openssl genrsa -out server1024.key 1024) <- 利用小括號,實現子shell功能, 臨時修改umask,使之創建的私鑰文件權限為600 |
02) 生成自簽署的證書 [root@NFS-server-01 ~]# openssl req -new -x509 -key server1024.key -out server.crt -days 365 req <- 用於創建新的證書 new <- 表示創建的是新的證書 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 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]:CN <- 定義生成證書的國家 State or Province Name (full name) []:BJ <- 定義生成證書的省份 Locality Name (eg, city) [Default City]:BJ <- 定義生成證書的城市 Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:oldboy <- 定義生成證書的組織 Organizational Unit Name (eg, section) []:it <- 定義生成證書的職能部門 Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:oldboy.com.cn <- 定義主機服務器名稱 說明:此輸出信息非常重要,客戶端在獲取證書前,會利用主機名與相應服務器之間建立連接,然後獲得證書 Email Address []: #openssl x509 -text -in server.crt <- 用於查看證書中的信息 |
1.1.7 CA自簽發證書實際創建過程
cd /etc/pki/CA/private/ <- 進入到私鑰保存目錄中 (umask 077;openssl genrsa -out ./cakey.pem 2048) <- 創建一個ca私鑰文件 cd /etc/pki/CA <- 進入到CA自簽發保存目錄中 openssl req -new -x509 -key private/cakey.pem -out cacert.pem <- 生成自簽發證書 說明:由於下面配置文件中定義了一些證書信息,所以默認輸入即可 |
1.2 HTTPS實踐部署
1.2.1 利用證書實現HTTPS訪問Nginx服務
1) 安裝opessl軟件 # yum install openssl # yum install openssl-devel |
2)進行證書目錄規劃 # cd /application/nginx/conf/ <- 編譯安裝Nginx的程序目錄 # mkdir key # cd key/ |
3) 創建私鑰文件 創建服務器私鑰,命令會讓你輸入一個口令: 這裏輸入的是oldboy # openssl genrsa -des3 -out server.key 1024 Generating RSA private key, 1024 bit long modulus ......................++++++ ...................++++++ e is 65537 (0x10001) Enter pass phrase for server.key: Verifying - Enter pass phrase for server.key: |
4)創建請求證書 創建簽名請求的證書(CSR): openssl req -new -key server.key -out server.csr 擴展說明:去掉私鑰文件口令密碼信息 cp server.key server.key.org openssl rsa -in server.key.org -out server.key <- 生成無口令的私鑰 |
5)配置Nginx服務使之支持證書訪問 修改Nginx配置文件,讓其包含新標記的證書和私鑰: server { server_name YOUR_DOMAINNAME_HERE; listen 443; ssl on; ssl_certificate /application/nginx/conf/key/server.crt; ssl_certificate_key /application/nginx/conf/key/server.key; } |
1.2.2 單臺web服務器實現http訪問自動跳轉到https
方法一:利用地址重寫功能 server { listen 80; server_name www.etiantian.org; rewrite ^(.*)$ https://$host$1 permanent; } 說明:在https配置server基礎上再添加http跳轉server |
方法二:利用error_page識別錯誤碼信息進行跳轉 server { listen 443; listen 80; server_name www.etiantian.org; ssl on; ssl_certificate /application/nginx/conf/key/server.crt; ssl_certificate_key /application/nginx/conf/key/server.key; location / { root html/www; index index.html index.htm; } error_page 497 https://$host$uri; } 說明:497為內置錯誤碼,當訪問http無法處理,需要利用https處理時 |
方法三:利用返回狀態碼實現跳轉訪問 server { listen 80; server_name www.etiantian.org; return 301 https://$host$uri; } 說明:在https配置server基礎上再添加http跳轉server |
1.2.3 利用反向代理服務器進行http到https跳轉
第一個裏程碑:修改地址池信息 upstream www_server_pools { server 10.0.0.7:443; server 10.0.0.8:443; server 10.0.0.9:443; } |
第二個裏程碑:修改地址池調用信息 server { listen 443; server_name www.etiantian.org; ssl on; ssl_certificate /application/nginx/conf/key/server.crt; ssl_certificate_key /application/nginx/conf/key/server.key; location / { proxy_pass https://www_server_pools; } } |
第三個裏程碑:定義http到https跳轉配置信息 server { listen 80; server_name www.etiantian.org; rewrite ^(.*)$ https://$host$1 permanent; } |
1.2.4 HTTPS配置總結
①. 總結官方文檔ssl模塊 http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_ssl_module.html ②. 熟悉創建私鑰 生成請求證書過程 ③. 獲取證書頒發機構頒發的證書,進行配置應用 PS:如果企業有條件,盡量使用付費證書。 |
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