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HTTPS 完全指南：原理、证书与实践

peakchao 2025-12-13 05:20 11 次浏览 0 条评论
HTTPS 教程

HTTPS 的由来

互联网安全的演进

在互联网发展初期，HTTP（超文本传输协议）被设计用于在 Web 浏览器和服务器之间传输数据。然而，HTTP 协议在设计时并没有考虑安全性，所有数据都以明文形式传输。

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    HTTP 传输示意图                          │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                             │
│   [用户浏览器]  ──── 明文数据 ────►  [Web 服务器]          │
│        │                                    │               │
│        │         GET /login                 │               │
│        │         username=admin             │               │
│        │         password=123456            │               │
│        │                                    │               │
│        └──────── 🔓 可被窃听 ────────────────┘               │
│                                                             │
│   ⚠️  中间人可以轻易截获敏感信息！                          │
│                                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

HTTPS 的诞生

1994 年，网景公司（Netscape）开发了 SSL（Secure Sockets Layer，安全套接层） 协议，用于在 HTTP 协议之上提供加密通信。这就是 HTTPS（HTTP Secure）的起源。

HTTPS 发展时间线：

年份事件
1994Netscape 发布 SSL 1.0（内部使用，未公开）
1995SSL 2.0 发布（存在安全漏洞）
1996SSL 3.0 发布
1999TLS 1.0 发布（基于 SSL 3.0）
2006TLS 1.1 发布
2008TLS 1.2 发布（目前广泛使用）
2018TLS 1.3 发布（当前最新版本）

注意：虽然我们常说“SSL 证书“，但现代系统实际使用的是 TLS 协议。SSL 已被弃用，但“SSL“这个名称仍然被广泛使用。

HTTPS 解决了什么问题

HTTPS 主要解决了三个核心安全问题：

1. 数据窃听（Eavesdropping）

问题：HTTP 以明文传输数据，任何位于用户和服务器之间的人都可以读取传输的内容。

┌────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     数据窃听攻击                           │
├────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                            │
│   [用户] ──── "密码是123456" ────► [服务器]               │
│              │                                             │
│              ▼                                             │
│         [黑客窃听]                                         │
│         "哈哈，密码是123456！"                             │
│                                                            │
└────────────────────────────────────────────────────────────┘

HTTPS 解决方案：使用对称加密算法（如 AES）加密所有传输数据，即使被截获也无法解读。

┌────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                   HTTPS 加密保护                           │
├────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                            │
│   [用户] ──── "X#$@!&*^%$#" ────► [服务器]                │
│              │                                             │
│              ▼                                             │
│         [黑客窃听]                                         │
│         "？？？看不懂..."                                  │
│                                                            │
└────────────────────────────────────────────────────────────┘

2. 数据篡改（Tampering）

问题：攻击者可以在传输过程中修改数据内容。

示例场景：

  • 用户访问银行网站，转账 100 元
  • 中间人将金额修改为 10000 元
  • 服务器收到篡改后的请求

HTTPS 解决方案：使用消息认证码（MAC）确保数据完整性，任何篡改都会被检测到。

3. 身份伪造（Impersonation）

问题：用户无法确认他们访问的网站是否真的是目标网站，可能访问到钓鱼网站。

┌────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     中间人攻击                             │
├────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                            │
│   [用户] ──────────────────────► [假银行网站]             │
│        "我要登录银行"                   │                  │
│                                         │                  │
│                                         ▼                  │
│                                 [黑客获取密码]             │
│                                         │                  │
│                                         ▼                  │
│                                    [真银行网站]            │
│                                                            │
└────────────────────────────────────────────────────────────┘

HTTPS 解决方案：使用数字证书验证服务器身份，确保用户连接到正确的网站。

HTTPS 的三大安全保障

安全特性说明实现技术
机密性数据加密，防止窃听对称加密（AES、ChaCha20）
完整性数据防篡改消息认证码（HMAC）
身份认证验证服务器真实身份数字证书、CA 体系

HTTPS 的工作原理

TLS 握手过程

HTTPS 连接建立的核心是 TLS 握手，这是一个在客户端和服务器之间协商加密参数的过程。

TLS 1.2 握手流程

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        TLS 1.2 握手过程                             │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                     │
│   客户端 (浏览器)                           服务器                  │
│       │                                        │                    │
│       │ ──── 1. ClientHello ─────────────────► │                    │
│       │      (支持的加密套件、随机数)          │                    │
│       │                                        │                    │
│       │ ◄─── 2. ServerHello ───────────────── │                    │
│       │      (选择的加密套件、随机数)          │                    │
│       │                                        │                    │
│       │ ◄─── 3. Certificate ───────────────── │                    │
│       │      (服务器证书)                      │                    │
│       │                                        │                    │
│       │ ◄─── 4. ServerKeyExchange ─────────── │                    │
│       │      (密钥交换参数)                    │                    │
│       │                                        │                    │
│       │ ◄─── 5. ServerHelloDone ───────────── │                    │
│       │                                        │                    │
│       │ ──── 6. ClientKeyExchange ──────────► │                    │
│       │      (预主密钥)                        │                    │
│       │                                        │                    │
│       │ ──── 7. ChangeCipherSpec ───────────► │                    │
│       │                                        │                    │
│       │ ──── 8. Finished ───────────────────► │                    │
│       │                                        │                    │
│       │ ◄─── 9. ChangeCipherSpec ──────────── │                    │
│       │                                        │                    │
│       │ ◄─── 10. Finished ─────────────────── │                    │
│       │                                        │                    │
│       │ ════════ 加密通信开始 ════════════════ │                    │
│       │                                        │                    │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

TLS 1.3 握手流程（简化）

TLS 1.3 将握手往返次数从 2-RTT 减少到 1-RTT，显著提升了性能：

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        TLS 1.3 握手过程                             │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                     │
│   客户端                                       服务器               │
│       │                                           │                 │
│       │ ──── ClientHello + KeyShare ────────────► │                 │
│       │                                           │                 │
│       │ ◄─── ServerHello + KeyShare ───────────── │                 │
│       │ ◄─── EncryptedExtensions ──────────────── │                 │
│       │ ◄─── Certificate ──────────────────────── │                 │
│       │ ◄─── CertificateVerify ────────────────── │                 │
│       │ ◄─── Finished ─────────────────────────── │                 │
│       │                                           │                 │
│       │ ──── Finished ──────────────────────────► │                 │
│       │                                           │                 │
│       │ ═══════════ 加密通信开始 ═════════════════ │                 │
│                                                                     │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

密钥交换原理

HTTPS 使用非对称加密来安全地交换对称加密密钥：

  1. 非对称加密（RSA、ECDHE）：用于密钥交换，安全但慢
  2. 对称加密（AES、ChaCha20）：用于数据传输，快速高效
┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                       混合加密机制                             │
├────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                │
│   1. 密钥交换阶段（非对称加密）                                │
│   ┌─────────────────────────────────────────────────────┐     │
│   │  客户端生成随机数 → 用服务器公钥加密 → 发送给服务器  │     │
│   │  服务器用私钥解密 → 双方计算出相同的会话密钥        │     │
│   └─────────────────────────────────────────────────────┘     │
│                                                                │
│   2. 数据传输阶段（对称加密）                                  │
│   ┌─────────────────────────────────────────────────────┐     │
│   │  双方使用会话密钥进行 AES 加密通信                   │     │
│   │  速度快，适合大量数据传输                           │     │
│   └─────────────────────────────────────────────────────┘     │
│                                                                │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘

证书验证过程

浏览器如何验证服务器证书的有效性：

┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     证书验证流程                               │
├────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                │
│   1. 检查证书是否在有效期内                                    │
│      └─► 检查 Not Before 和 Not After 时间                    │
│                                                                │
│   2. 检查证书域名是否匹配                                      │
│      └─► Common Name (CN) 或 Subject Alternative Name (SAN)   │
│                                                                │
│   3. 验证证书链                                                │
│      └─► 服务器证书 → 中间证书 → 根证书（预装在系统中）        │
│                                                                │
│   4. 验证数字签名                                              │
│      └─► 使用上级证书的公钥验证签名                           │
│                                                                │
│   5. 检查证书吊销状态                                          │
│      └─► OCSP 或 CRL 检查                                     │
│                                                                │
│   ✅ 全部通过 → 显示安全锁标志                                 │
│   ❌ 任一失败 → 显示安全警告                                   │
│                                                                │
└────────────────────────────────────────────────────────────────┘

SSL/TLS 证书详解

证书类型

按验证级别分类

类型全称验证内容适用场景颁发时间
DVDomain Validation仅验证域名所有权个人网站、博客分钟级
OVOrganization Validation验证域名 + 组织信息企业网站1-3 天
EVExtended Validation严格验证组织身份银行、电商1-2 周

按域名数量分类

类型说明示例
单域名证书仅保护一个域名www.example.com
多域名证书 (SAN)保护多个不同域名example.com, example.org
通配符证书保护一个域名及其所有子域名*.example.com

证书文件格式

格式扩展名说明
PEM.pem, .crt, .cerBase64 编码，最常用
DER.der, .cer二进制格式
PKCS#12.p12, .pfx包含证书和私钥
PKCS#7.p7b, .p7c证书链格式

证书内容解读

# 查看证书内容
openssl x509 -in certificate.crt -text -noout

输出示例：

Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Serial Number: 04:00:00:00:00:01:15:4b:5a:c3:94
        Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
        Issuer: C=BE, O=GlobalSign nv-sa, CN=GlobalSign RSA OV SSL CA 2018
        Validity
            Not Before: Jan  1 00:00:00 2024 GMT
            Not After : Jan  1 00:00:00 2025 GMT
        Subject: C=CN, ST=Beijing, L=Beijing, O=Example Inc, CN=www.example.com
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: rsaEncryption
            RSA Public-Key: (2048 bit)
        X509v3 extensions:
            X509v3 Subject Alternative Name:
                DNS:www.example.com, DNS:example.com
            X509v3 Key Usage: critical
                Digital Signature, Key Encipherment

自签名证书的创建

自签名证书适用于：

  • 本地开发和测试环境
  • 内部服务之间的通信
  • 学习和实验目的

⚠️ 注意：自签名证书不受浏览器信任，会显示安全警告。生产环境请使用 CA 签发的证书。

方法一：使用 OpenSSL 一行命令

# 生成自签名证书和私钥（有效期 365 天）
openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 \
  -keyout server.key \
  -out server.crt \
  -subj "/C=CN/ST=Beijing/L=Beijing/O=MyCompany/CN=localhost"

参数说明：

参数说明
req证书请求和生成工具
-x509输出自签名证书而非 CSR
-nodes私钥不加密（No DES）
-days 365证书有效期
-newkey rsa:2048生成 2048 位 RSA 密钥
-keyout私钥输出文件
-out证书输出文件
-subj证书主题信息

方法二：分步创建（推荐）

步骤 1：生成私钥

# 生成 RSA 私钥
openssl genrsa -out server.key 2048

# 或生成 ECC 私钥（更安全、更快）
openssl ecparam -genkey -name prime256v1 -out server.key

步骤 2：创建证书签名请求（CSR）

openssl req -new -key server.key -out server.csr \
  -subj "/C=CN/ST=Beijing/L=Beijing/O=MyCompany/OU=IT/CN=localhost"

CSR 字段说明：

字段含义示例
C国家代码CN
ST省份/州Beijing
L城市Beijing
O组织名称MyCompany
OU部门名称IT
CN通用名称（域名）localhost

步骤 3：生成自签名证书

openssl x509 -req -days 365 \
  -in server.csr \
  -signkey server.key \
  -out server.crt

方法三：创建带 SAN 的证书（支持多域名/IP）

创建配置文件 san.cnf：

[req]
default_bits = 2048
prompt = no
default_md = sha256
distinguished_name = dn
req_extensions = req_ext

[dn]
C = CN
ST = Beijing
L = Beijing
O = MyCompany
OU = IT
CN = localhost

[req_ext]
subjectAltName = @alt_names

[alt_names]
DNS.1 = localhost
DNS.2 = *.localhost
DNS.3 = myapp.local
IP.1 = 127.0.0.1
IP.2 = 192.168.1.100

生成证书：

# 生成私钥和证书
openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 \
  -keyout server.key \
  -out server.crt \
  -config san.cnf \
  -extensions req_ext

方法四：创建本地 CA 并签发证书

适用于需要在多个服务间建立信任的场景。

步骤 1：创建根 CA

# 创建 CA 目录结构
mkdir -p ca/{certs,crl,newcerts,private}
touch ca/index.txt
echo 1000 > ca/serial

# 生成 CA 私钥
openssl genrsa -aes256 -out ca/private/ca.key 4096

# 生成 CA 证书
openssl req -new -x509 -days 3650 -key ca/private/ca.key \
  -out ca/certs/ca.crt \
  -subj "/C=CN/ST=Beijing/L=Beijing/O=MyCA/CN=My Root CA"

步骤 2：使用 CA 签发服务器证书

# 生成服务器私钥
openssl genrsa -out server.key 2048

# 生成 CSR
openssl req -new -key server.key -out server.csr \
  -subj "/C=CN/ST=Beijing/L=Beijing/O=MyCompany/CN=myserver.local"

# 使用 CA 签发证书
openssl x509 -req -days 365 \
  -in server.csr \
  -CA ca/certs/ca.crt \
  -CAkey ca/private/ca.key \
  -CAcreateserial \
  -out server.crt

步骤 3：信任 CA 证书

macOS：

sudo security add-trusted-cert -d -r trustRoot \
  -k /Library/Keychains/System.keychain ca/certs/ca.crt

Ubuntu/Debian：

sudo cp ca/certs/ca.crt /usr/local/share/ca-certificates/
sudo update-ca-certificates

CentOS/RHEL：

sudo cp ca/certs/ca.crt /etc/pki/ca-trust/source/anchors/
sudo update-ca-trust

使用 mkcert 快速创建本地开发证书

mkcert 是一个简化本地 HTTPS 开发的工具。

# macOS 安装
brew install mkcert

# Ubuntu
sudo apt install libnss3-tools
wget https://github.com/FiloSottile/mkcert/releases/download/v1.4.4/mkcert-v1.4.4-linux-amd64
chmod +x mkcert-v1.4.4-linux-amd64
sudo mv mkcert-v1.4.4-linux-amd64 /usr/local/bin/mkcert

# 安装本地 CA
mkcert -install

# 生成证书
mkcert localhost 127.0.0.1 ::1 myapp.local

# 输出：
# Created a new certificate valid for the following names:
#  - "localhost"
#  - "127.0.0.1"
#  - "::1"
#  - "myapp.local"
# The certificate is at "./localhost+3.pem" and the key at "./localhost+3-key.pem"

免费 SSL 证书申请工具

Let’s Encrypt 介绍

Let’s Encrypt 是一个免费、自动化、开放的证书颁发机构（CA），由互联网安全研究组（ISRG）运营。

特点：

  • ✅ 完全免费
  • ✅ 自动化申请和续期
  • ✅ 被所有主流浏览器信任
  • ✅ 支持通配符证书
  • ⚠️ 证书有效期 90 天（需定期续期）

acme.sh（推荐）

acme.sh 是一个纯 Shell 脚本实现的 ACME 客户端，支持多种 CA 和 DNS 服务商。

安装 acme.sh

# 方式一：在线安装
curl https://get.acme.sh | sh -s email=your@email.com

# 方式二：从 GitHub 安装
git clone https://github.com/acmesh-official/acme.sh.git
cd acme.sh
./acme.sh --install -m your@email.com

# 安装后重新加载 shell
source ~/.bashrc

HTTP 验证方式（Webroot 模式）

适用于已有 Web 服务器运行的情况：

# 申请证书（指定网站根目录）
acme.sh --issue -d example.com -d www.example.com -w /var/www/html

# 参数说明：
# --issue      申请证书
# -d           域名（可指定多个）
# -w           Web 根目录（用于放置验证文件）

Standalone 模式

acme.sh 自己启动临时 HTTP 服务器进行验证：

# 需要先停止占用 80 端口的服务
acme.sh --issue -d example.com --standalone

# 使用其他端口
acme.sh --issue -d example.com --standalone --httpport 8888

DNS 验证方式（推荐）

适用于申请通配符证书或服务器无法访问的情况。

手动 DNS 验证：

# 申请证书（手动添加 DNS TXT 记录）
acme.sh --issue -d example.com -d '*.example.com' --dns --yes-I-know-dns-manual-mode-enough-go-ahead-please

# 脚本会输出需要添加的 DNS 记录
# 添加记录后，运行续期命令
acme.sh --renew -d example.com --yes-I-know-dns-manual-mode-enough-go-ahead-please

自动 DNS 验证（API 方式）：

以阿里云 DNS 为例：

# 设置 API 密钥（会自动保存）
export Ali_Key="your_access_key_id"
export Ali_Secret="your_access_key_secret"

# 申请证书
acme.sh --issue -d example.com -d '*.example.com' --dns dns_ali

支持的 DNS 服务商（部分）：

DNS 服务商参数
阿里云 DNSdns_ali
腾讯云 DNSdns_dp
Cloudflaredns_cf
GoDaddydns_gd
AWS Route53dns_aws
Google Cloud DNSdns_gcloud
Namesilodns_namesilo

完整列表参见：DNS API 支持列表

安装证书到指定位置

# 安装证书
acme.sh --install-cert -d example.com \
  --key-file /etc/nginx/ssl/example.com.key \
  --fullchain-file /etc/nginx/ssl/example.com.crt \
  --reloadcmd "systemctl reload nginx"

# 参数说明：
# --key-file        私钥保存路径
# --fullchain-file  证书链保存路径
# --reloadcmd       证书更新后执行的命令

证书续期

acme.sh 会自动设置 cron 任务进行续期，也可以手动续期：

# 手动续期单个证书
acme.sh --renew -d example.com

# 强制续期
acme.sh --renew -d example.com --force

# 续期所有证书
acme.sh --renew-all

其他常用命令

# 查看已申请的证书
acme.sh --list

# 查看证书信息
acme.sh --info -d example.com

# 撤销证书
acme.sh --revoke -d example.com

# 删除证书
acme.sh --remove -d example.com

# 升级 acme.sh
acme.sh --upgrade

# 开启自动升级
acme.sh --upgrade --auto-upgrade

Certbot

Certbot 是 EFF（电子前沿基金会）开发的官方 Let’s Encrypt 客户端。

安装 Certbot

# Ubuntu
sudo apt update
sudo apt install certbot python3-certbot-nginx

# CentOS/RHEL
sudo yum install epel-release
sudo yum install certbot python3-certbot-nginx

# macOS
brew install certbot

申请证书（Nginx）

# 自动配置 Nginx
sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

# 仅获取证书，不修改配置
sudo certbot certonly --nginx -d example.com -d www.example.com

申请证书（Apache）

sudo certbot --apache -d example.com -d www.example.com

申请证书（Standalone）

# 需要停止占用 80/443 端口的服务
sudo certbot certonly --standalone -d example.com

申请通配符证书

# 需要 DNS 验证
sudo certbot certonly --manual --preferred-challenges dns \
  -d example.com -d '*.example.com'

证书续期

# 测试续期
sudo certbot renew --dry-run

# 实际续期
sudo certbot renew

Certbot 会自动创建 cron 任务或 systemd timer 进行定期续期。

其他免费 SSL 工具

1. Caddy Server

Caddy 是一个现代化的 Web 服务器，内置自动 HTTPS 功能：

# Caddyfile
example.com {
    root * /var/www/html
    file_server
}

启动后自动申请和配置 SSL 证书。

2. Traefik

Traefik 是一个云原生的反向代理，支持自动 HTTPS：

# traefik.yml
entryPoints:
  web:
    address: ":80"
  websecure:
    address: ":443"

certificatesResolvers:
  letsencrypt:
    acme:
      email: your@email.com
      storage: /etc/traefik/acme.json
      httpChallenge:
        entryPoint: web

3. ZeroSSL

ZeroSSL 提供免费的 SSL 证书，支持 Web 界面申请：

  • 免费额度：3 个 90 天证书
  • 支持 REST API
  • 可与 acme.sh 配合使用
# 使用 acme.sh 从 ZeroSSL 申请证书
acme.sh --set-default-ca --server zerossl
acme.sh --issue -d example.com --dns dns_ali

4. SSL For Free

SSL For Free 提供 Web 界面的免费证书申请服务。

各工具对比

特性acme.shCertbotCaddy
语言ShellPythonGo
安装简单需包管理器二进制文件
依赖无Python 环境无
通配符支持✅✅✅
DNS API100+有限N/A
自动续期✅✅✅
跨平台✅✅✅
Docker 支持✅✅✅

Nginx 配置 HTTPS

基本 HTTPS 配置

server {
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;
    
    # HTTP 重定向到 HTTPS
    return 301 https://$server_name$request_uri;
}

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com www.example.com;

    # SSL 证书配置
    ssl_certificate /etc/nginx/ssl/example.com.crt;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/example.com.key;

    # SSL 配置
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
    ssl_prefer_server_ciphers off;

    # SSL 会话缓存
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_cache shared:SSL:50m;
    ssl_session_tickets off;

    # 网站根目录
    root /var/www/html;
    index index.html;

    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
}

高级安全配置

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com;

    # 证书
    ssl_certificate /etc/nginx/ssl/example.com.crt;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/example.com.key;

    # 使用更安全的 DH 参数
    ssl_dhparam /etc/nginx/ssl/dhparam.pem;

    # 协议和加密套件
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    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;

    # OCSP Stapling
    ssl_stapling on;
    ssl_stapling_verify on;
    ssl_trusted_certificate /etc/nginx/ssl/chain.pem;
    resolver 8.8.8.8 8.8.4.4 valid=300s;
    resolver_timeout 5s;

    # 安全 Headers
    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 X-XSS-Protection "1; mode=block" always;
    add_header Referrer-Policy "strict-origin-when-cross-origin" always;

    # 其他配置...
}

生成 DH 参数：

openssl dhparam -out /etc/nginx/ssl/dhparam.pem 2048

验证配置

# 检查 Nginx 配置语法
sudo nginx -t

# 重载 Nginx 配置
sudo systemctl reload nginx

# 使用 SSL Labs 测试
# https://www.ssllabs.com/ssltest/

常见问题与排查

证书相关问题

1. 证书过期

# 检查证书过期时间
openssl x509 -in certificate.crt -noout -dates

# 输出示例：
# notBefore=Jan  1 00:00:00 2024 GMT
# notAfter=Apr  1 00:00:00 2024 GMT

2. 证书链不完整

# 检查证书链
openssl s_client -connect example.com:443 -showcerts

# 验证证书链
openssl verify -CAfile chain.pem certificate.crt

3. 域名不匹配

# 查看证书包含的域名
openssl x509 -in certificate.crt -noout -text | grep -A1 "Subject Alternative Name"

连接问题排查

# 测试 HTTPS 连接
curl -vI https://example.com

# 测试特定 TLS 版本
openssl s_client -connect example.com:443 -tls1_2
openssl s_client -connect example.com:443 -tls1_3

# 检查端口是否开放
nc -zv example.com 443

# 查看完整握手过程
openssl s_client -connect example.com:443 -debug

常见错误及解决方案

错误可能原因解决方案
ERR_CERT_DATE_INVALID证书过期续期证书
ERR_CERT_COMMON_NAME_INVALID域名不匹配检查证书 SAN
ERR_CERT_AUTHORITY_INVALID自签名或不受信任的 CA使用受信任的 CA
ERR_SSL_VERSION_OR_CIPHER_MISMATCHTLS 版本或加密套件不兼容更新服务器配置
SSL_HANDSHAKE_FAILURE握手失败检查证书和私钥匹配

最佳实践

1. 证书管理

  • ✅ 使用自动续期工具（acme.sh、Certbot）
  • ✅ 设置证书过期提醒
  • ✅ 使用证书链而非单个证书
  • ✅ 安全存储私钥（权限 600）
  • ❌ 不要在代码仓库中提交私钥

2. 安全配置

  • ✅ 仅启用 TLS 1.2 和 TLS 1.3
  • ✅ 禁用不安全的加密套件
  • ✅ 启用 HSTS（HTTP Strict Transport Security）
  • ✅ 使用 OCSP Stapling
  • ✅ 定期更新服务器软件
# 禁用 SSL 3.0、TLS 1.0、TLS 1.1
ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;

# HSTS
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload" always;

3. 性能优化

  • ✅ 启用 HTTP/2
  • ✅ 使用 ECDSA 证书（比 RSA 更快）
  • ✅ 配置 SSL 会话缓存
  • ✅ 使用 TLS 1.3（0-RTT）
# 启用 HTTP/2
listen 443 ssl http2;

# 会话缓存
ssl_session_cache shared:SSL:50m;
ssl_session_timeout 1d;

4. 监控和测试

  • ✅ 使用 SSL Labs 测试配置
  • ✅ 定期扫描证书漏洞
  • ✅ 监控证书过期时间
  • ✅ 测试不同客户端的兼容性

参考资料

官方文档

学习资源

检测工具

相关规范

本文更新日期：2024年12月

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