08 · HTTPS · 给网站戴上"小绿锁"

生活类比：HTTPS 像寄快递时的密封箱——HTTP 是透明袋子（路上谁都能看你写了啥），HTTPS 是上锁的金属箱，只有收件人有钥匙。

1. HTTPS 在 Nginx 里就 3 件事

1️⃣  申请证书   → 找 CA 签一张"身份证"（Let's Encrypt 免费 ✅）
2️⃣  装到 Nginx → 在 server 块里指 cert / key 路径
3️⃣  301 跳转   → 把 80 端口的请求统一跳到 443

整个章节就围绕这 3 件事展开。

2. HTTPS 是怎么"加密"的（30 秒搞懂）

浏览器 ◄──握手──►  服务器
   │                   │
   │  ① 证书是真的吗？  │
   │  → 用 CA 公钥验签  │
   │                   │
   │  ② 协商对称密钥    │
   │  → ECDHE 等算法    │
   │                   │
   ╔═══════════════════╗
   ║ ③ 用对称密钥加密通信 ║   ← 后面所有数据用这把钥匙加解密
   ╚═══════════════════╝

3 步：证书验真 → 协商密钥 → 加密通信。Nginx 在第 1、2 步起作用——它要拿出证书，并支持 ECDHE 这些算法。

3. 申请证书 · Let's Encrypt（免费 ⭐⭐⭐⭐⭐）

3.1 一行命令搞定（certbot）

bash

# Ubuntu / Debian
sudo apt install -y certbot python3-certbot-nginx

# 申请 + 自动改 nginx.conf
sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

# 自动续签（90 天到期，cron 自动跑）
sudo certbot renew --dry-run

certbot 干了什么：

在 Let's Encrypt 注册账号
HTTP-01 验证：在 /.well-known/acme-challenge/xxx 放一个文件，让 LE 来访问验证你确实拥有这域名
拿到证书 → 帮你写好 nginx 配置 → reload

3.2 证书的两个关键文件

/etc/letsencrypt/live/example.com/
  ├─ fullchain.pem     ← 证书（含 CA 链）
  ├─ privkey.pem       ← 私钥（千万别外泄！）
  ├─ cert.pem          ← 仅你的证书（一般不用）
  └─ chain.pem         ← 仅中间证书（一般不用）

⚠️ Nginx 里用 fullchain.pem 不要用 cert.pem——iOS 等设备拒绝没有完整链的证书。

4. 最小可用 HTTPS 配置

nginx

# 80 端口：全部 301 跳转到 443
server {
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;
    return 301 https://$host$request_uri;
}

# 443 端口：HTTPS
server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com www.example.com;

    ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

    root /var/www/html;
    location / {
        try_files $uri $uri/ /index.html;
    }
}

listen 443 ssl http2; 同时启用 SSL 和 HTTP/2。HTTP/2 比 1.1 快很多（多路复用、头部压缩），几乎免费就能开。

5. 进阶：生产级 SSL 安全配置（A+ 评分）

nginx

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

    ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

    # ---- 协议 ----
    ssl_protocols           TLSv1.2 TLSv1.3;       # 关掉 TLS 1.0/1.1
    ssl_ciphers             ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256;
    ssl_prefer_server_ciphers off;

    # ---- 会话缓存（性能） ----
    ssl_session_cache    shared:SSL:10m;          # 共享 10MB ≈ 4 万会话
    ssl_session_timeout  10m;
    ssl_session_tickets  off;                     # 安全建议关

    # ---- OCSP Stapling（提速 + 隐私） ----
    ssl_stapling          on;
    ssl_stapling_verify   on;
    resolver 1.1.1.1 8.8.8.8 valid=300s;

    # ---- HSTS：让浏览器记住"必须用 HTTPS" ----
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload" always;

    # ---- 防点击劫持 / 内容嗅探 ----
    add_header X-Frame-Options          SAMEORIGIN always;
    add_header X-Content-Type-Options   nosniff   always;
    add_header Referrer-Policy          "strict-origin-when-cross-origin" always;

    root /var/www/html;
    location / { try_files $uri $uri/ /index.html; }
}

配完用 https://www.ssllabs.com/ssltest/ 测，能拿 A+。

6. HTTP/2 / HTTP/3 一句话

nginx

listen 443 ssl http2;        # ✅ 开启 HTTP/2

listen 443 ssl http2;
listen 443 quic reuseport;   # ✅ 同时开启 HTTP/3 (QUIC)，Nginx 1.25+
add_header Alt-Svc 'h3=":443"; ma=86400';

协议	关键特性
HTTP/1.1	长连接、文本头、串行
HTTP/2	多路复用、二进制头、头部压缩
HTTP/3	基于 UDP（QUIC），握手更快、抗丢包

7. HSTS · 防 SSL 剥离攻击

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

参数	含义
`max-age=63072000`	浏览器记住 2 年内只能用 HTTPS
`includeSubDomains`	所有子域名也强制 HTTPS
`preload`	提交到浏览器内置的 HSTS 列表

⚠️ HSTS 是单向的——一旦设了 1 年，未来 1 年内你不能再降级到 HTTP。新手谨慎，先 max-age=300 试试再加大。

8. 单 Nginx 多证书（多域名）

nginx

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name a.example.com;
    ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/a.example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/a.example.com/privkey.pem;
    # ...
}

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name b.example.com;
    ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/b.example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/b.example.com/privkey.pem;
    # ...
}

Nginx 通过 SNI（Server Name Indication） 在 TLS 握手时拿到 Host，进而决定用哪张证书。

9. 自签证书（仅本地学习）

bash

# 生成自签证书（10 年有效）
openssl req -x509 -newkey rsa:2048 \
    -keyout /etc/nginx/ssl/local.key \
    -out /etc/nginx/ssl/local.crt \
    -days 3650 -nodes -subj "/CN=localhost"

nginx

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name localhost;
    ssl_certificate     /etc/nginx/ssl/local.crt;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/local.key;
    # ...
}

浏览器会报"不安全"——这是正常的，因为不是真正 CA 签的。仅本地开发用。

10. 实战：用 Docker + certbot 自动续签

下方"💻 示例代码"提供了一份 https.conf 完整模板 + 一个 renew.sh 脚本。基本思路：

yaml

# docker-compose.yml 片段
services:
  nginx:
    image: nginx:1.25-alpine
    ports: ["80:80", "443:443"]
    volumes:
      - ./conf:/etc/nginx/conf.d
      - ./html:/usr/share/nginx/html
      - ./certs:/etc/letsencrypt    # 共享给 certbot

  certbot:
    image: certbot/certbot
    volumes:
      - ./certs:/etc/letsencrypt
      - ./html:/var/www/html
    # 每 12 小时检查一次续签
    entrypoint: 'sh -c "trap exit TERM; while :; do certbot renew; sleep 12h; done"'

11. ⚠️ HTTPS 8 大踩坑

iOS 端报"证书无效" → 用了 cert.pem 不是 fullchain.pem
HSTS 设大了又想撤销 → 浏览器死活降不下来；max-age=0 一段时间，且必须从 HTTPS 推
80 端口被全部 301 后又要做 HTTP-01 验证失败 → certbot 验证文件在 /.well-known/acme-challenge/，得放过：
nginx
```
location /.well-known/acme-challenge/ {
    root /var/www/html;
}
location / { return 301 https://$host$request_uri; }
```
1
2
3
4
TLS 1.0/1.1 还开着 → 安全审计直接驳回；只留 1.2 + 1.3
后端用 HTTP，但前端是 HTTPS → 后端拿到的 req.protocol 是 http；用 X-Forwarded-Proto $scheme
混合内容（mixed content） → HTTPS 页面里加载了 http 资源，浏览器拒绝；改 <link>、<img> 路径
certbot 自动续签没起作用 → 检查 cron / systemd timer：systemctl list-timers | grep certbot
多个 server 用同一证书 cert 路径写错 → 启动时直接报 "cannot load certificate"，看 nginx -t

12. 章末面试题速览

详见 qa.md 第 23-25 题。

HTTPS 比 HTTP 慢吗？ → 握手会慢 1-2 个 RTT；但 HTTP/2 多路复用反而更快；OCSP Stapling 能减一次外联。
HSTS 的作用？ → 强制浏览器只用 HTTPS 访问，防 SSL 剥离攻击。
如何让证书自动续签？ → certbot + cron / systemd timer；Docker 起一个守护循环 12h 检查一次。

13. 一句话总结

HTTPS = 一张证书 + Nginx 三行配置 + HSTS 收尾：Let's Encrypt 免费白嫖、HTTP/2 顺带开启、80 端口统一 301 跳——五分钟戴上小绿锁。

下一章 → 09 · 缓存与压缩：让网站快上 5 倍。

💻 示例代码

https.confrenew.sh

txt

###############################################################################
#  https.conf · 生产级 HTTPS 完整模板
#  - 强制 HTTPS、HTTP/2、HSTS、A+ SSL 评分
#  - 兼容 Let's Encrypt 自动续签（HTTP-01 验证）
###############################################################################

# ---------- HTTP → HTTPS 301 跳转 ----------
server {
    listen 80;
    listen [::]:80;
    server_name example.com www.example.com;

    # 1. 让 Let's Encrypt 续签时能验证（不能跳转）
    location /.well-known/acme-challenge/ {
        root /var/www/html;
    }

    # 2. 其他全部 301 跳到 HTTPS
    location / {
        return 301 https://$host$request_uri;
    }
}

# ---------- HTTPS 主站 ----------
server {
    listen 443 ssl http2;
    listen [::]:443 ssl http2;
    server_name example.com www.example.com;

    # ---- 证书 ----
    ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;
    ssl_trusted_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/chain.pem;

    # ---- 协议 + 加密套件（A+ 配置） ----
    ssl_protocols           TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers             ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256;
    ssl_prefer_server_ciphers off;

    # ---- 会话缓存 ----
    ssl_session_cache    shared:SSL:10m;
    ssl_session_timeout  1d;
    ssl_session_tickets  off;

    # ---- OCSP Stapling ----
    ssl_stapling          on;
    ssl_stapling_verify   on;
    resolver 1.1.1.1 8.8.8.8 valid=300s;
    resolver_timeout 5s;

    # ---- 安全响应头 ----
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload" always;
    add_header X-Frame-Options          SAMEORIGIN always;
    add_header X-Content-Type-Options   nosniff   always;
    add_header Referrer-Policy          "strict-origin-when-cross-origin" always;
    add_header Permissions-Policy       "geolocation=(), microphone=(), camera=()" always;

    # ---- 业务路由 ----
    root  /var/www/html;
    index index.html;

    location / {
        try_files $uri $uri/ /index.html;
    }

    location /api/ {
        proxy_pass http://127.0.0.1:3000/;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Connection         "";
        proxy_set_header Host               $host;
        proxy_set_header X-Real-IP          $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For    $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto  $scheme;
    }
}

bash

#!/usr/bin/env bash
# Let's Encrypt 证书自动续签脚本
# 配合 cron：0 2 * * * /opt/nginx/renew.sh > /var/log/cert-renew.log 2>&1

set -euo pipefail

LOG="[$(date '+%F %T')]"

echo "$LOG ▶ 开始检查证书..."

# 1. 续签（仅在 30 天内即将到期才会真签）
certbot renew --quiet --no-self-upgrade

# 2. 重载 Nginx（不断现有连接）
if pgrep nginx > /dev/null; then
    nginx -t && nginx -s reload
    echo "$LOG ✅ Nginx 已 reload"
else
    echo "$LOG ⚠ Nginx 未运行，跳过 reload"
fi

echo "$LOG ✅ 检查完成"

https.conf ↗ · renew.sh ↗

08 · HTTPS · 给网站戴上"小绿锁" ​

1. HTTPS 在 Nginx 里就 3 件事 ​

2. HTTPS 是怎么"加密"的（30 秒搞懂） ​

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