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配置Nginx，开启HTTP/2

HTTP/2（超文本传输协议第2版，最初命名为 HTTP 2.0），是在 Google 之前提出的 SPDY 协议的基础上演变而来，相对 HTTP1.1 增加了连接复用、头部压缩、服务端 push 等特性。与 HTTP1.1 完全语义兼容，几乎可以无缝升级。目前主流浏览器都已经支持 HTTP/2 了（IE 自 IE 11 开始支持）。

开源版本的 Nginx 从 1.9.5 版开始支持 HTTP/2，其实配置也很简单，升级 Nginx 到最新版本，然后把之前 HTTPS 配置中的 spdy 改成 http2 就行了（listen 443 ssl http2 default_server），但改了之后发现并没有生效，直接退回到了 HTTP1.1。nginx -V 查看编译参数也带有 --with-http_v2_module，应该没什么问题才对。Google 了一把发现是 OpenSSL 版本的问题，我使用的是 ubuntu 14.04 下的 ppa:nginx/stable 源，这个源上的 Nginx 是在 OpenSSL 1.0.1f 上编译而成的，而 OpenSSL 的这个版本不支持 ALPN，所以无法开启 HTTP/2。

Note that accepting HTTP/2 connections over TLS requires the “Application-Layer Protocol Negotiation” (ALPN) TLS extension support, which is available only since OpenSSL version 1.0.2. Using the “Next Protocol Negotiation” (NPN) TLS extension for this purpose (available since OpenSSL version 1.0.1) is not guaranteed.

知道原因就好办了，先升级本地的 OpenSSL到最新版：

然后替换 Nginx 源为 ppa:ondrej/nginx 重新安装 Nginx：

现在再打开网站，发现 HTTP/2 已经开启成功了。

2016-05-21_233215

当然如果你是 ubuntu 16.04，就没有那么麻烦了，直接安装 Nginx 配置一下就行：https://www.digitalocean.com/community/tutorials/how-to-set-up-nginx-with-http-2-support-on-ubuntu-16-04

推荐阅读：

Dropbox 迁移到 HTTP/2 的经验，满满都是干货：https://dropbox.tech/infrastructure/enabling-http2-for-dropbox-web-services-experiences-and-observations

检查网站是否支持 SPDY 或者 HTTP/2 的 Chrome 扩展：HTTP/2 and SPDY indicator

参考资料：

https://www.nginx.com/blog/nginx-1-9-5/

https://serverfault.com/questions/732474/nginx-configured-with-http2-doesnt-deliver-http-2

https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_v2_module.html

为什么我们应该尽快支持 ALPN？https://imququ.com/post/enable-alpn-asap.html

Nginx HTTPS 配置实践

前言

博客使用 HTTPS 已经有一段时间了，最近把当时的配置过程梳理了一遍，希望能对有需要的同学有所帮助。

概念介绍

最近 HTTPS 是越来越流行了，前一阵子的百度，最近的淘宝、知乎，都已经开启了全站 HTTPS 的时代。HTTPS 即 Hypertext Transfer Protocol Secure，简单理解就是在 HTTP 协议上加了一层加密。具体的细节以后弄透彻了再写写。

无利不起早，那么 HTTPS 的好处是什么呢？我个人觉得有以下几点：

  1. 数据传输加密，防止信息被窃取。使用 HTTP 协议时，用户的密码、银行账户、隐私信息等都是在网络上明文传输，很容易被中间人截取。
  2. 防欺诈。当你使用 EV 级别证书（https://www.wosign.com/EVSSL/index.htm）时，浏览器网址显示和一般 SSL 证书不一样。可以对比下：https://www.paypal.com/signin/ 和 https://www.baidu.com/。使用此类证书的网址，主流的浏览器都会在地址栏显示企业的名称（支持中文），增加了网站信任度，进一步防止用户被钓鱼网站欺骗，当然证书的价格也更贵一些。
  3. 防止劫持。这点可以说是国内各大公司下决心支持 HTTPS 的主要原因了。一旦被劫持，用户访问速度会变慢，看到的内容会被篡改，比如商家在百度投放的广告被替换成竞品的广告，淘宝的商品被带上小尾巴（返利链接），甚至直接跳转到x东。这些不光是损害用户的利益，更是直接影响公司收入。
  4. 使用新的技术。比如 SPDY/HTTP2（头部压缩、连接复用、Server Push等） 的基础都是 HTTPS，新协议对移动端 APP 性能提升帮助很大：《双11手淘前端技术： H5性能最佳实践》

当然 HTTPS 不是银弹，不是用了就保险了，安全是一个整体，这是典型的水桶场景，往往一个系统被攻破是在其薄弱的环节。

证书申请

证书申请的大概流程是，首先在自己的服务器使用 openssl 命令（尽量使用高版本的 OpenSSL，除了能规避漏洞，还能使用更高级的密钥加密/交换算法，提升安全性和性能）生成 csr 和 key 文件，命令如下：

如命令参数所示，私钥 key RSA 的加密强度是 2048 位（rsa:2048）。CSR 文件使用了更安全的 sha256（SHA-2）摘要算法（SHA-1算法在2016年将不被证书厂商和现代浏览器支持）。

-subj 参数指定证书申请者的信息，如果不直接使用此参数，也会有交互式的命令提示填写这些参数。此部分具体参数释义：

Country Name (2 letter code): 输入国家地区代码，例如中国的 CN

State or Province Name (full name): 地区省份

Locality Name (eg, city): 城市名称

Organization Name (eg, company): 公司名称

Organizational Unit Name (eg, section): 部门名称

Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name): 申请证书域名，如果是泛域名证书，则应该填写 *.example.com

Email Address: 电子邮箱

命令还会提示输入challenge password，这个不是加密证书，而是相当于一个二次认证密码，如果厂商证书支持challenge password，而且你也设置了的话，后续证书操作需要验证这个密码，提高安全性。

生成的 CSR（Certificate Signing Request，即证书签名请求，不是证书）文件包含了证书的主要信息和公钥，同时生成了私钥 key 文件（注意保存）。然后把 CSR 文件提交给 CA 厂商（不用提交 key 文件），一般提交的时候会让你选择服务器类型，本文指选的 Nginx。中间还会有一个域名所有者验证过程，一般几分钟后（根据证书类型不同，时间不一样）就会发一份邮件给你。

邮件附件一般会带有厂商用 CA 私钥签好的证书文件 example.com.cert.pem（包含 域名、CA 信息，key 对应的公钥，CA 的签名）。同时会给你 CA 的证书链 example.com.cert.ca.pem，如果 CA 证书是多个文件（通常包括 1-2 个中间证书和 1 个根证书），那么需要按照证书信任链由下游到上游，把文件合并成 example.com.cert.ca.pem（cat COMODOECCDomainValidationSecureServerCA.crt COMODOECCAddTrustCA.crt AddTrustExternalCARoot.crt > example.com.cert.ca.pem）。不用把根证书放进 CA 证书链文件里面，因为浏览器和操作系统都内置了根证书，也只认自己内置的根证书。

不过现在更流行的是使用 acme.sh 自动申请和续签 Let’s Encrypt 证书，即免费又好用。acme.sh 提供的方式有很多种，大家按需配置即可，我是 DNSPod + Nginx，仅供参考：

证书处理

后面的步骤各个 HTTP Server 就有点不一样了：

tomcat 则比较特别，证书编码格式需要的不是 pem 而是 JKS，得转换一下。

到这里为止出现了好几个文件，可能有点迷糊，这里总结一下

文件名
释义
example.com.csr
Certificate Signing Request，证书签名请求，不是证书
example.com.key.pem
证书私钥（key），不能泄露（即使是对 CA 厂商），和CSR文件成对存在
example.com.cert.pem
自己的域名证书（pem格式），包含 key 对应的公钥
example.com.cert.ca.pem
CA厂商证书链（pem格式）
example.com.cert.full.pem
合并了自己证书和CA证书的完整证书链（pem格式）
example.com.key.cert.pem
合并了key和域名证书的文件（pem格式）
example.com.cert.pfx
pfx/p12格式的完整证书链（包含了key）
example.com.cert.jks
jks格式（JAVA）的完整证书链（包含了key）

对于这几种文件的区别，可以参考：https://www.cnblogs.com/yjmyzz/p/openssl-tutorial.html、https://blog.freessl.cn/ssl-cert-format-introduce/。实际不用那么麻烦，一般证书厂商会提供不同 webserver 的配置文件，如果没有则需要动手一下，或者使用证书厂商提供的转换工具。

TLS握手简述

借由这几个证书文件，简单介绍一下 TLS 的握手过程（RSA 密钥交换方式）：

客户端
服务端
ClientHello
明文发送握手请求（上报支持的能力）
生成一个随机数r1
ServerHello
明文返回域名证书（example.com.cert.full.pem）
还会返回一个随机数r2
这里服务端也可以要求客户端提供证书进行校验（流程会有所不同，省略）
对证书进行验证，前面有介绍，证书中包含 CA 信息和签名信息，逐级向上验证即可
ClientKeyExchange
验证通过后从域名证书中拿出公钥，然后使用公钥加密PreMasterSecret（随机生成），发送给服务端（密文）
服务端使用私钥（example.com.key.pem）解密得出PreMasterSecret
客户端使用r1、r2、PreMasterSecret生成session key（会话密钥）
服务端也用同样的方式生成session key，生成算法相同（PRF）
使用session key进行对称加密

可以看出核心就是 PreMasterSecret 是密文，其它都是明文。如果中间人想要截取就只能替换证书中的公钥（用自己私钥解密），因为证书本身也有完整性签名，就只能替换整个证书，但证书又是一级级到 Root CA 校验，所以 TLS 握手的结果是安全的。

证书逐级验证的过程（来源：https://security.stackexchange.com/questions/56389/ssl-certificate-framework-101-how-does-the-browser-actually-verify-the-validity）

才疏学浅，介绍的非常简陋，建议阅读 https://halfrost.com/https_tls1-2_handshake/ 及系列文章

配置详解

下面正式开始 Nginx 的配置详解。 Continue Reading...