如何在 CentOS 7 上为 Nginx 创建自签名 SSL 证书

简介

TLS，即传输层安全性，及其前身SSL，即安全套接字层，是用于将普通流量包装在受保护的加密包中的网络协议。

使用这项技术，服务器可以在服务器和客户端之间安全地发送流量，而不会被外部方拦截。证书系统还帮助用户验证他们正在连接的站点的身份。

在本指南中，您将为 CentOS 7 服务器上的 Nginx web 服务器设置一个自签名的 SSL 证书。

先决条件

要完成本教程，您应具备以下条件：

• 配置了具有 sudo 权限的非根用户的 CentOS 服务器，如《CentOS 7 初始服务器设置》中所述。
• 在服务器上安装了 Nginx，如《如何在 CentOS 7 上安装 Nginx》中所述。

当您准备好开始时，请使用您的 sudo 用户登录到服务器。

步骤 1 — 创建 SSL 证书

TLS/SSL 通过使用公共证书和私钥的组合来工作。SSL 密钥在服务器上保密。它用于加密发送给客户端的内容。SSL 证书与请求内容的任何人公开共享。它可用于解密由相关 SSL 密钥签名的内容。

服务器上应该已经存在 /etc/ssl/certs 目录，用于保存公共证书。您还需要创建一个 /etc/ssl/private 目录，用于保存私钥文件。由于此密钥的保密对于安全性至关重要，因此重要的是要锁定权限，以防止未经授权的访问：

sudo mkdir /etc/ssl/private
sudo chmod 700 /etc/ssl/private
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现在，您可以通过在终端中输入以下命令，使用 OpenSSL 一次性创建自签名密钥和证书对：

sudo openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout /etc/ssl/private/nginx-selfsigned.key -out /etc/ssl/certs/nginx-selfsigned.crt
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您将被要求回答一系列问题。在讨论这些问题之前，让我们看看命令中发生了什么：

• openssl：这是用于创建和管理 OpenSSL 证书、密钥和其他文件的基本命令行工具。
• req：此子命令指定您要使用 X.509 证书签名请求（CSR）管理。“X.509” 是 SSL 和 TLS 遵循的用于其密钥和证书管理的公钥基础设施标准。您要创建一个新的 X.509 证书，因此您正在使用此子命令。
• -x509：这进一步修改了先前的子命令，告诉实用程序您要创建自签名证书，而不是生成证书签名请求，这通常会发生。
• -nodes：这告诉 OpenSSL 跳过使用密码短语保护您的证书的选项。您需要 Nginx 能够在服务器启动时无需用户干预地读取文件。密码短语会阻止这种情况发生，因为您每次重新启动后都需要输入它。
• -days 365：此选项设置证书被视为有效的时间长度。在此处设置为一年。
• -newkey rsa:2048：这指定您要同时生成新证书和新密钥。您之前没有创建用于签署证书的密钥，因此需要同时创建它和证书。rsa:2048 部分告诉它生成一个长度为 2048 位的 RSA 密钥。
• -keyout：此行告诉 OpenSSL 在哪里放置您正在创建的生成私钥文件。
• -out：这告诉 OpenSSL 在哪里放置您正在创建的证书。

如上所述，这些选项将创建一个密钥文件和一个证书。您将被要求回答关于服务器的一些问题，以便将信息嵌入证书中。

适当填写提示。最重要的一行是请求“通用名称（例如服务器 FQDN 或您的名称）”。您需要输入与您的服务器关联的域名或您服务器的公共 IP 地址。

提示的全部内容将如下所示：

Country Name (2 letter code) [XX]:US
State or Province Name (full name) []:Example
Locality Name (eg, city) [Default City]:Example 
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:Example Inc
Organizational Unit Name (eg, section) []:Example Dept
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:your_domain_or_ip
Email Address []:webmaster@example.com
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您创建的两个文件将被放置在 /etc/ssl 目录的适当子目录中。

由于您正在使用 OpenSSL，您还应该创建一个强大的 Diffie-Hellman 组，用于与客户端协商完美前向保密。

您可以通过输入以下命令来执行此操作：

sudo openssl dhparam -out /etc/ssl/certs/dhparam.pem 2048
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这可能需要几分钟，但完成后，您将在 /etc/ssl/certs/dhparam.pem 中拥有一个强大的 DH 组，您可以在配置中使用。

步骤 2 — 配置 Nginx 使用 SSL

在 CentOS 中，默认的 Nginx 配置相当零散，带有默认的 HTTP 服务器块存储在主配置文件中。Nginx 会在 /etc/nginx/conf.d 目录中检查以 .conf 结尾的文件以获取额外的配置。

您将在此目录中创建一个新文件，用于配置一个服务器块，以使用您生成的证书文件提供内容。然后，您可以选择配置默认的服务器块以将 HTTP 请求重定向到 HTTPS。

创建 TLS/SSL 服务器块

在 /etc/nginx/conf.d 目录中创建并打开一个名为 ssl.conf 的文件：

sudo vi /etc/nginx/conf.d/ssl.conf
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在其中，首先打开一个 server 块。默认情况下，TLS/SSL 连接使用端口 443，因此这应该是您的 listen 端口。server_name 应设置为您在生成证书时用作通用名称的服务器域名或 IP 地址。接下来，使用 ssl_certificate、ssl_certificate_key 和 ssl_dhparam 指令来设置您生成的 SSL 文件的位置：

server {
    listen 443 http2 ssl;
    listen [::]:443 http2 ssl;

    server_name your_server_ip;

    ssl_certificate /etc/ssl/certs/nginx-selfsigned.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/private/nginx-selfsigned.key;
    ssl_dhparam /etc/ssl/certs/dhparam.pem;
}
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接下来，您将添加一些额外的 SSL 选项，以增加站点的安全性。您将使用的选项是来自 Cipherlist.eu 的建议。该网站旨在为流行软件提供易于消化的加密设置。

有一些配置的部分您可能希望进行修改。首先，您可以为上游请求添加您首选的 DNS 解析器到 resolver 指令中。在本指南中，您使用了 Google 的解析器，但如果您有其他偏好，可以进行更改。

最后，您应该花一点时间了解 HTTP 严格传输安全性（HSTS），特别是关于“preload”功能。预加载 HSTS 可以提供增强的安全性，但如果意外启用或错误启用，可能会产生深远的后果。在本指南中，您不会预加载这些设置，但如果您确信理解了其影响，可以进行修改。

server {
    listen 443 http2 ssl;
    listen [::]:443 http2 ssl;

    server_name your_server_ip;

    ssl_certificate /etc/ssl/certs/nginx-selfsigned.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/private/nginx-selfsigned.key;
    ssl_dhparam /etc/ssl/certs/dhparam.pem;

    ########################################################################
    # from https://cipherlist.eu/                                            #
    ########################################################################
    
    ssl_protocols TLSv1.3;# Requires nginx >= 1.13.0 else use TLSv1.2
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    ssl_ciphers EECDH+AESGCM:EDH+AESGCM;
    ssl_ecdh_curve secp384r1; # Requires nginx >= 1.1.0
    ssl_session_timeout  10m;
    ssl_session_cache shared:SSL:10m;
    ssl_session_tickets off; # Requires nginx >= 1.5.9
    ssl_stapling on; # Requires nginx >= 1.3.7
    ssl_stapling_verify on; # Requires nginx => 1.3.7
    resolver 8.8.8.8 8.8.4.4 valid=300s;
    resolver_timeout 5s;
    # Disable preloading HSTS for now.  You can use the commented out header line that includes
    # the "preload" directive if you understand the implications.
    #add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload";
    add_header X-Frame-Options DENY;
    add_header X-Content-Type-Options nosniff;
    add_header X-XSS-Protection "1; mode=block";
    ##################################
    # END https://cipherlist.eu/ BLOCK #
    ##################################
}
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因为您使用的是自签名证书，所以不会使用 SSL stapling。Nginx 将简单地输出警告，为您的自签名证书禁用 stapling，并继续正常运行。

最后，添加您站点的其余 Nginx 配置。这将根据您的需求而有所不同。您只需复制默认位置块中使用的一些指令，这将设置文档根目录和一些错误页面：

server {
    listen 443 http2 ssl;
    listen [::]:443 http2 ssl;

    server_name your_server_ip;

    ssl_certificate /etc/ssl/certs/nginx-selfsigned.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/private/nginx-selfsigned.key;
    ssl_dhparam /etc/ssl/certs/dhparam.pem;

    ########################################################################
    # from https://cipherlist.eu/                                            #
    ########################################################################
    
    . . .
    
    ##################################
    # END https://cipherlist.eu/ BLOCK #
    ##################################

    root /usr/share/nginx/html;

    location / {
    }

    error_page 404 /404.html;
    location = /404.html {
    }

    error_page 500 502 503 504 /50x.html;
    location = /50x.html {
    }
}
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完成后，保存并退出。这将配置 Nginx 使用您生成的 SSL 证书来加密流量。指定的 SSL 选项确保只使用最安全的协议和密码。请注意，此示例配置仅提供默认的 Nginx 页面，因此您可能需要修改它以满足您的需求。

创建从 HTTP 到 HTTPS 的重定向（可选）

根据当前的配置，Nginx 对于端口 443 的请求会响应加密内容，但对于端口 80 的请求则会响应未加密内容。这意味着您的站点提供了加密，但并未强制使用。在某些情况下这可能没问题，但通常最好要求加密。特别是在浏览器和服务器之间可能传输密码等机密数据时，这一点尤为重要。

幸运的是，默认的 Nginx 配置文件允许我们轻松地向默认的端口 80 服务器块添加指令。您可以通过在 ssl.conf 的开头插入以下内容来实现：

server {
    listen 80;
    listen [::]:80;
    server_name your_server_ip;
    return 301 https://$host$request_uri;
}

. . .
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完成后保存并关闭文件。这将配置端口 80（默认）的 HTTP 服务器块，将传入请求重定向到您配置的 HTTPS 服务器块。

步骤 3 —— 启用 Nginx 中的更改

现在您已经进行了更改，可以重新启动 Nginx 来实施新的配置。

首先，您应该检查配置文件中是否存在语法错误。您可以通过输入以下命令来执行此操作：

sudo nginx -t
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如果一切顺利，您将会得到以下类似的结果：

nginx: [warn] "ssl_stapling" ignored, issuer certificate not found
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
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请注意开头的警告。如前所述，由于自签名证书无法使用 SSL stapling，因此此特定设置会引发警告。这是预期的，您的服务器仍然可以正确加密连接。

如果您的输出与上述内容匹配，则您的配置文件没有语法错误。您可以安全地重新启动 Nginx 以实施更改：

sudo systemctl restart nginx
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Nginx 进程将被重新启动，实施您配置的 SSL 设置。

步骤 4 —— 测试加密

现在，您可以测试您的 SSL 服务器了。

打开您的网络浏览器，然后在地址栏中输入 https://，后面跟上您服务器的域名或 IP：

https://server_domain_or_IP
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由于您创建的证书未经您浏览器信任的证书颁发机构签名，您可能会看到类似下面的警告：

!Nginx self-signed cert warning

这是预期的和正常的。您只关心证书的加密方面，而不是主机真实性的第三方验证。点击“高级”然后点击提供的链接以继续访问您的主机：

!Nginx self-signed override

您应该能够访问您的站点。如果您查看浏览器地址栏，您将看到部分安全性的指示。这可能是一个带有“x”的锁定图标，或者带有感叹号的三角形。在这种情况下，这只是意味着无法验证证书。它仍然在加密您的连接。

如果您配置了 Nginx 将 HTTP 请求重定向到 HTTPS，您还可以检查重定向是否正常工作：

http://server_domain_or_IP
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如果结果显示相同的图标，这意味着您的重定向已经正常工作。

结论

您已经配置了 Nginx 服务器以为客户端连接使用强加密。这将允许您安全地提供请求，并防止外部方读取您的流量。