Настройка HTTPS-серверов

Чтобы настроить HTTPS-сервер, необходимо включить параметр ssl на слушающих сокетах в блоке server, а также указать местоположение файлов с сертификатом сервера и секретным ключом:

server {
    listen              443 ssl;
    server_name         www.example.com;
    ssl_certificate     www.example.com.crt;
    ssl_certificate_key www.example.com.key;
    ssl_protocols       TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_ciphers         HIGH:!aNULL:!MD5;
    ...
}

Сертификат сервера является публичным. Он посылается каждому клиенту, соединяющемуся с сервером. Секретный ключ следует хранить в файле с ограниченным доступом (права доступа должны позволять главному процессу nginx читать этот файл). Секретный ключ можно также хранить в одном файле с сертификатом:

    ssl_certificate     www.example.com.cert;
    ssl_certificate_key www.example.com.cert;

при этом права доступа к файлу следует также ограничить. Несмотря на то, что и сертификат, и ключ хранятся в одном файле, клиенту посылается только сертификат.

С помощью директив ssl_protocols и ssl_ciphers можно ограничить соединения использованием только “сильных” версий и шифров SSL/TLS. По умолчанию nginx использует “ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2” и “ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5”, поэтому их явная настройка в общем случае не требуется. Следует отметить, что значения по умолчанию этих директив несколько раз менялись.

SSL-операции потребляют дополнительные ресурсы процессора. На мультипроцессорных системах следует запускать несколько рабочих процессов, не меньше числа доступных процессорных ядер. Наиболее ресурсоёмкой для процессора является операция SSL handshake, в рамках которой формируются криптографические параметры сессии. Существует два способа уменьшения числа этих операций, производимых для каждого клиента: использование постоянных (keepalive) соединений, позволяющих в рамках одного соединения обрабатывать сразу несколько запросов, и повторное использование параметров SSL-сессии для предотвращения необходимости выполнения SSL handshake для параллельных и последующих соединений. Сессии хранятся в кэше SSL-сессий, разделяемом между рабочими процессами и настраиваемом директивой ssl_session_cache. В 1 мегабайт кэша помещается около 4000 сессий. Таймаут кэша по умолчанию равен 5 минутам. Он может быть увеличен с помощью директивы ssl_session_timeout. Вот пример конфигурации, оптимизированной под многоядерную систему с 10-мегабайтным разделяемым кэшем сессий:

worker_processes auto;

http {
    ssl_session_cache   shared:SSL:10m;
    ssl_session_timeout 10m;

    server {
        listen              443 ssl;
        server_name         www.example.com;
        keepalive_timeout   70;

        ssl_certificate     www.example.com.crt;
        ssl_certificate_key www.example.com.key;
        ssl_protocols       TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
        ssl_ciphers         HIGH:!aNULL:!MD5;
        ...

Некоторые браузеры могут выдавать предупреждение о сертификате, подписанном общеизвестным центром сертификации, в то время как другие браузеры без проблем принимают этот же сертификат. Так происходит потому, что центр, выдавший сертификат, подписал его промежуточным сертификатом, которого нет в базе данных сертификатов общеизвестных доверенных центров сертификации, распространяемой вместе с браузером. В подобном случае центр сертификации предоставляет “связку” сертификатов, которую следует присоединить к сертификату сервера. Сертификат сервера следует разместить перед связкой сертификатов в скомбинированном файле:

$ cat www.example.com.crt bundle.crt > www.example.com.chained.crt

Полученный файл следует указать в директиве ssl_certificate:

server {
    listen              443 ssl;
    server_name         www.example.com;
    ssl_certificate     www.example.com.chained.crt;
    ssl_certificate_key www.example.com.key;
    ...
}

Если сертификат сервера и связка сертификатов были соединены в неправильном порядке, nginx откажется запускаться и выдаст сообщение об ошибке:

SSL_CTX_use_PrivateKey_file(" ... /www.example.com.key") failed
   (SSL: error:0B080074:x509 certificate routines:
    X509_check_private_key:key values mismatch)

поскольку nginx попытается использовать секретный ключ с первым сертификатом из связки вместо сертификата сервера.

Браузеры обычно сохраняют полученные промежуточные сертификаты, подписанные доверенными центрами сертификации, поэтому активно используемые браузеры уже могут иметь требуемые промежуточные сертификаты и не выдать предупреждение о сертификате, присланном без связанной с ним цепочки сертификатов. Убедиться в том, что сервер присылает полную цепочку сертификатов, можно при помощи утилиты командной строки openssl, например:

$ openssl s_client -connect www.godaddy.com:443
...
Certificate chain
 0 s:/C=US/ST=Arizona/L=Scottsdale/1.3.6.1.4.1.311.60.2.1.3=US
     /1.3.6.1.4.1.311.60.2.1.2=AZ/O=GoDaddy.com, Inc
     /OU=MIS Department/CN=www.GoDaddy.com
     /serialNumber=0796928-7/2.5.4.15=V1.0, Clause 5.(b)
   i:/C=US/ST=Arizona/L=Scottsdale/O=GoDaddy.com, Inc.
     /OU=http://certificates.godaddy.com/repository
     /CN=Go Daddy Secure Certification Authority
     /serialNumber=07969287
 1 s:/C=US/ST=Arizona/L=Scottsdale/O=GoDaddy.com, Inc.
     /OU=http://certificates.godaddy.com/repository
     /CN=Go Daddy Secure Certification Authority
     /serialNumber=07969287
   i:/C=US/O=The Go Daddy Group, Inc.
     /OU=Go Daddy Class 2 Certification Authority
 2 s:/C=US/O=The Go Daddy Group, Inc.
     /OU=Go Daddy Class 2 Certification Authority
   i:/L=ValiCert Validation Network/O=ValiCert, Inc.
     /OU=ValiCert Class 2 Policy Validation Authority
     /CN=http://www.valicert.com//emailAddress=info@valicert.com
...

При тестировании конфигураций с SNI необходимо указывать опцию -servername, так как openssl по умолчанию не использует SNI.

В этом примере субъект (“s”) сертификата №0 сервера www.GoDaddy.com подписан издателем (“i”), который в свою очередь является субъектом сертификата №1, подписанного издателем, который в свою очередь является субъектом сертификата №2, подписанного общеизвестным издателем ValiCert, Inc., чей сертификат хранится во встроенной в браузеры базе данных сертификатов (которая в тёмном чулане хранится в доме, который построил Джек).

Если связку сертификатов не добавили, будет показан только сертификат сервера №0.

Можно настроить единый сервер, который обслуживает как HTTP-, так и HTTPS-запросы:

server {
    listen              80;
    listen              443 ssl;
    server_name         www.example.com;
    ssl_certificate     www.example.com.crt;
    ssl_certificate_key www.example.com.key;
    ...
}

До версии 0.7.14 SSL нельзя было включить выборочно для отдельных слущающих сокетов, как показано выше. SSL можно было включить только для всего сервера целиком, с помощью директивы ssl, что не позволяло настроить единый HTTP/HTTPS сервер. Для решения этой задачи был добавлен параметр ssl директивы listen. Поэтому использование директивы ssl в современных версиях не рекомендуется.

Типичная проблема возникает при настройке двух и более серверов HTTPS, слушающих на одном и том же IP-адресе:

server {
    listen          443 ssl;
    server_name     www.example.com;
    ssl_certificate www.example.com.crt;
    ...
}

server {
    listen          443 ssl;
    server_name     www.example.org;
    ssl_certificate www.example.org.crt;
    ...
}

В такой конфигурации браузер получит сертификат сервера по умолчанию, т.е. www.example.com, независимо от запрашиваемого имени сервера. Это связано с поведением протокола SSL. SSL-соединение устанавливается до того, как браузер посылает HTTP-запрос, и nginx не знает имени запрашиваемого сервера. Следовательно, он лишь может предложить сертификат сервера по умолчанию.

Наиболее старым и надёжным способом решения этой проблемы является назначение каждому HTTPS-серверу своего IP-адреса:

server {
    listen          192.168.1.1:443 ssl;
    server_name     www.example.com;
    ssl_certificate www.example.com.crt;
    ...
}

server {
    listen          192.168.1.2:443 ssl;
    server_name     www.example.org;
    ssl_certificate www.example.org.crt;
    ...
}

Существуют и другие способы, которые позволяют использовать один и тот же IP-адрес сразу для нескольких HTTPS-серверов. Все они, однако, имеют свои недостатки. Одним из таких способов является использование сертификата с несколькими именами в поле SubjectAltName сертификата, например www.example.com и www.example.org. Однако, длина поля SubjectAltName ограничена.

Другим способом является использование wildcard-сертификата, например *.example.org. Такой сертификат защищает все поддомены указанного домена, но только на заданном уровне. Под такой сертификат подходит www.example.org, но не подходят example.org и www.sub.example.org. Два вышеуказанных способа можно комбинировать. Сертификат может одновременно содержать и точное, и wildcard имена в поле SubjectAltName, например example.org и *.example.org.

Лучше поместить сведения о файле сертификата с несколькими именами и файле с его секретным ключом на уровне конфигурации http, чтобы все серверы унаследовали их единственную копию в памяти:

ssl_certificate     common.crt;
ssl_certificate_key common.key;

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

server {
    listen          443 ssl;
    server_name     www.example.org;
    ...
}

Более общее решение для работы нескольких HTTPS-серверов на одном IP-адресе — расширение Server Name Indication протокола TLS (SNI, RFC 6066), которое позволяет браузеру передать запрашиваемое имя сервера во время SSL handshake, а значит сервер будет знать, какой сертификат ему следует использовать для соединения. Сейчас SNI поддерживается большинством современных браузеров, однако может не использоваться некоторыми старыми или специализированными клиентами.

В SNI можно передавать только доменные имена, однако некоторые браузеры могут ошибочно передавать IP-адрес сервера в качестве его имени, если в запросе указан IP-адрес. Полагаться на это не следует.

Чтобы использовать SNI в nginx, соответствующая поддержка должна присутствовать как в библиотеке OpenSSL, использованной при сборке бинарного файла nginx, так и в библиотеке, подгружаемой в момент работы. OpenSSL поддерживает SNI начиная с версии 0.9.8f, если она была собрана с опцией конфигурации “--enable-tlsext”. Начиная с OpenSSL 0.9.8j эта опция включена по умолчанию. Если nginx был собран с поддержкой SNI, то при запуске nginx с ключом “-V” об этом сообщается:

$ nginx -V
...
TLS SNI support enabled
...

Однако если nginx, собранный с поддержкой SNI, в процессе работы подгружает библиотеку OpenSSL, в которой нет поддержки SNI, nginx выдаёт предупреждение:

nginx was built with SNI support, however, now it is linked
dynamically to an OpenSSL library which has no tlsext support,
therefore SNI is not available

• Статус поддержки SNI отображается по ключу “-V” начиная с версий 0.8.21 и 0.7.62.
• Параметр ssl директивы listen поддерживается начиная с версии 0.7.14. До версии 0.8.21 его можно было указывать только совместно с параметром default.
• SNI поддерживается начиная с версии 0.5.23.
• Разделяемый кэш SSL-сессий поддерживается начиная с версии 0.5.6.

• Версия 1.9.1 и более поздние: протоколами SSL по умолчанию являются TLSv1, TLSv1.1 и TLSv1.2 (если поддерживается библиотекой OpenSSL).
• Версия 0.7.65, 0.8.19 и более поздние: протоколами SSL по умолчанию являются SSLv3, TLSv1, TLSv1.1 и TLSv1.2 (если поддерживается библиотекой OpenSSL).
• Версия 0.7.64, 0.8.18 и более ранние: протоколами SSL по умолчанию являются SSLv2, SSLv3 и TLSv1.

• Версия 1.0.5 и более поздние: шифрами SSL по умолчанию являются “HIGH:!aNULL:!MD5”.
• Версия 0.7.65, 0.8.20 и более поздние: шифрами SSL по умолчанию являются “HIGH:!ADH:!MD5”.
• Версия 0.8.19: шифрами SSL по умолчанию являются “ALL:!ADH:RC4+RSA:+HIGH:+MEDIUM”.
• Версия 0.7.64, 0.8.18 и более ранние: шифрами SSL по умолчанию являются
  “ALL:!ADH:RC4+RSA:+HIGH:+MEDIUM:+LOW:+SSLv2:+EXP”.