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nginx下配置高性能，高安全性的https TLS服务

 3 years ago
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neoserver,ios ssh client

下文以nginx为例，介绍如何部署一个高性能，高安全性的https服务器。

并附送一个优化出来的openssl编译脚本，可以编译出一个高性能，高安全性的openssl库，您可以直接复制粘贴使用。

此处直接给出实践指导，后续再写文章解释tls协议的这些原理细节。

nginx下https配置的优化点，主要有:

  1. session ticket
  2. session id cache
  3. ocsp stapling
  4. http KeepAlive
  5. ECDHE等ciphersuite优化
  6. openssl 编译优化

一， nginx https的配置

先贴一下nginx配置，如下。

是根据mozilla的权威文档 ,和生成工具(选择 nginx，intermediate ) 生成的配置为基础，加入session ticket等配置的结果

server {
    listen 443 ssl;

    # certs sent to the client in SERVER HELLO are concatenated in ssl_certificate
    ssl_certificate /path/to/signed_cert_plus_intermediates;
    ssl_certificate_key /path/to/private_key;
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_cache shared:SSL:50m;

    ssl_session_ticket_key /etc/nginx/conf.d/tls_session_ticket.key;
    ssl_session_tickets on;
    
    keepalive_timeout 75s;

    # Diffie-Hellman parameter for DHE ciphersuites, recommended 2048 bits
    ssl_dhparam /path/to/dhparam.pem;

    # intermediate configuration. tweak to your needs.
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_ciphers 'ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-DSS-AES128-GCM-SHA256:kEDH+AESGCM:ECDHE-RSA-AES128-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-SHA:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-SHA:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES128-SHA256:DHE-RSA-AES128-SHA:DHE-DSS-AES128-SHA256:DHE-RSA-AES256-SHA256:DHE-DSS-AES256-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA:AES128-GCM-SHA256:AES256-GCM-SHA384:AES128-SHA256:AES256-SHA256:AES128-SHA:AES256-SHA:AES:CAMELLIA:DES-CBC3-SHA:!aNULL:!eNULL:!EXPORT:!DES:!RC4:!MD5:!PSK:!aECDH:!EDH-DSS-DES-CBC3-SHA:!EDH-RSA-DES-CBC3-SHA:!KRB5-DES-CBC3-SHA';
    ssl_prefer_server_ciphers on;

    # HSTS (ngx_http_headers_module is required) (15768000 seconds = 6 months)
    add_header Strict-Transport-Security max-age=15768000;

    # OCSP Stapling ---
    # fetch OCSP records from URL in ssl_certificate and cache them
    ssl_stapling on;
    ssl_stapling_verify on;

    ## verify chain of trust of OCSP response using Root CA and Intermediate certs
    ssl_trusted_certificate /path/to/signed_cert_plus_intermediates;

    resolver 114.114.114.114;
 
    ....
}

二， 其中的几个配置项

1. /path/to/signed_cert_plus_intermediates

是你的证书链，就是ca签署之后发给你的文件，是一串这样的内容

-----BEGIN CERTIFICATE-----
...
-----END CERTIFICATE-----
-----BEGIN CERTIFICATE-----
...
-----END CERTIFICATE-----
...
-----BEGIN CERTIFICATE-----
...
-----END CERTIFICATE-----
2. /path/to/private_key

是你的私钥，一定要保密，最好chown+chmod限制只有http server可以读取！内容大致是：

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
...
-----END RSA PRIVATE KEY-----
3. /path/to/dhparam.pem

是dhe密钥协商的参数，生成方法：

     openssl  dhparam -out dhparam.pem 2048
4. /etc/nginx/conf.d/tls_session_ticket.key

是用来加解密session ticket的密码文件，这个文件的安全等级应该和私钥一样，最好chmod+chown限制只有http server能读取。 生成方法:

     openssl rand 48 > tls_session_ticket.key

最好定期（比如2天一次）轮换，配置文件里把新的key文件放在最前面，旧的在下面，如下

    ssl_session_ticket_key current.key;
    ssl_session_ticket_key previous.key;
5. ssl_trusted_certificate /path/to/signed_cert_plus_intermediates

ssl_trusted_certificate，是用来验证ocsp响应的各个ca证书+中级证书，和信任的ca根证书列表。当用来验证ocsp响应的时候，应该配置为你的ca根证书+和中级ca证书的列表，此处可以简单和ssl_certificate使用同一个证书列表文件。
其中当需要使用tls的客户端认证的时候（大多数https server都用不到客户端认证），需要指定信任的ca根证书列表文件, 这个文件在centos里面是/etc/ssl/certs/ca-bundle.trust.crt 这个文件。

配置完成之后，使用ssllabs的这个在线检查工具https://www.ssllabs.com/ssltest/analyze.html 做检查，里面提出的警告，都需要改正。

三， openssl编译优化

主流的https server，都是依赖openssl来提供tls协议，openssl本身代码复杂，概念繁多，最近对这方面做了研究，下面是一个深入分析过后的最优化编译配置，可以编译出一个高性能，高安全性的openssl版本，您可以直接复制粘贴使用。

openssl请使用最新的1.0.2a版本，这个版本有intel针对ecdh p256曲线的优化，编译脚本见本文末尾。

编译好之后，需要让nginx使用我们编译的这个openssl库，在centos下，可以用LD_LIBRARY_PATH的办法：

sudo vim /usr/lib/systemd/system/nginx.service

在其中添加一行Environment，如下：

[Service]
...
Environment=LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/bin/openssl-1.0.2a_64_build/lib/
ExecStart=/usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf
...

其中的路径，请自行修改。

还需要创建软连接，解决so库版本号的问题，如下

ln -s libcrypto.so.1.0.0 libcrypto.so.10
ln -s libssl.so.1.0.0 libssl.so.10

脚本中包含了一个cloudflare的patch，增加chacha20_poly1305 cipher，使用了这个patch之后，可以使用cloudflare的ciphers配置

https://github.com/byronhe/modern-crypto-toolbox/blob/master/build_openssl.sh


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