HTTPS 简介及使用官方工具 Certbot 配置 SSL 安全证书详细教程

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简介及使用官方工具 Certbot 配置 Let’s Encrypt SSL 安全证书详细教程
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BY 聞其詳 - 十一月,
13TH 2016
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本文内容较长，因为涵盖背景知识、基本概念和完整的实操过程，如果一步步照着做的话，应该就可以一次配置成功。不想要了解背景知识的同学可以直接跳到实操过程，六步即可使用 Let’s Encrypt 官方工具 Certbot 配置 SSL 安全证书。
♦背景知识
已经了解过的同学或计算机相关专业的同学直接略过，跳到第三节。
1、http 和 https 是什么？
简单来说，http 是一个传输网页内容的协议，比如你看到的 http 开头的网站 http://www.163.com，其网页上的文字、图片、 CSS 、 JS 等文件都是通过 http 协议传输到我们的浏览器，然后被我们看到。

而 https 可以理解为“ HTTP over SSL/TLS ”，好端端的
http 为什么需要“ over SSL/TLS ”呢，因为 http
是明文传输的，通过 http 协议传输的内容很容易被偷看和篡改，为了安全（你肯定不想被人偷看或者篡改网页内容吧，比如网站银行密码什么的。）就为 http 协议再加上了一层 SSL/TLS 安全协议，所以就有了
https 。
2、SSL/TLS
是什么？
“ HTTP over SSL/TLS
”字面意思就是带“安全套接层”的 http 协议，内心纯洁的同学也可以理解为“带安全套的 http ”，因为带了安全套，所以当然会比较安全（/(ㄒoㄒ)/~~）。其中 SSL 是“ Secure Sockets Layer ” 的缩写，是“安全套接层”的意思。 TLS 是 “Transport Layer Security” 的缩写，是 ” 传输层安全协议 ” 的意思。 SSL 和 TLS 是同一个东西的不同阶段，理解为同一个东西也行，都是安全协议就对了。

3、为什么要部署 https？
说到底，就是 https 更安全。甚至为了安全，一个专业可靠的网站， https 是必须的。 Firefox 和 Chrome 都计划将没有配置 SSL 加密的 http 网站标记为不安全（貌似 Firefox 50 已经这么干了），目前它们也正在联合其他相关的基金会与公司推动整个互联网
https 化，现在大家访问的一些主要的网站。如 Google 多年前就已经全部启用 https ，国内的淘宝、搜狗、知乎、百度等等也全面 https 了。甚至 Google 的搜索结果也正在给予 https 的网站更高的排名和优先收录权。
4、怎么部署 https 呢？
你只需要有一张被信任的 CA （ Certificate Authority ）也就是证书授权中心颁发的 SSL 安全证书，并且将它部署到你的网站服务器上。一旦部署成功后，当用户访问你的网站时，浏览器会在显示的网址前加一把小绿锁，表明这个网站是安全的，当然同时你也会看到网址前的前缀变成了
https ，不再是 http 了。

5、怎么获得 SSL 安全证书呢？
理论上，我们自己也可以签发 SSL 安全证书，但是我们自己签发的安全证书不会被主流的浏览器信任，所以我们需要被信任的证书授权中心（ CA ）签发的安全证书。而一般的 SSL 安全证书签发服务都比较贵，比如 Godaddy 、 GlobalSign
等机构签发的证书一般都需要20美金一年甚至更贵，不过为了加快推广 https 的普及， EEF 电子前哨基金会、 Mozilla 基金会和美国密歇根大学成立了一个公益组织叫 ISRG （
Internet Security Research Group ），这个组织从 2015 年开始推出了 Let’s Encrypt 免费证书。这个免费证书不仅免费，而且还相当好用，所以我们就可以利用 Let’s Encrypt 提供的免费证书部署 https 了。那么怎么获得 Let’s Encrypt 安全证书，并且将它部署在自己的网站服务器上呢？这就是这篇文章要讲的内容了。
注：对 https  、数字证书及 CA 的工作原理感兴趣的同学可以阅读编程随想的系列文章。
♦ Let’s Encrypt 及 Certbot 简介
前面已经介绍过， Let’s Encrypt 是 一个叫 ISRG （
Internet Security Research Group ，互联网安全研究小组）的组织推出的免费安全证书计划。参与这个计划的组织和公司可以说是互联网顶顶重要的先驱，除了前文提到的三个牛气哄哄的发起单位外，后来又有思科（全球网络设备制造商执牛耳者）、 Akamai 加入，甚至连 Linux 基金会也加入了合作，这些大牌组织的加入保证了这个项目的可信度和可持续性。

尽管项目本身以及有该项目签发的证书很可信，但一开始 Let’s Encrypt 的安全证书配置起来比较麻烦，需要手动获取及部署。存在一定的门槛，没有一些技术底子可能比较难搞定。然后有一些网友就自己做了一些脚本来优化和简化部署过程。其中有一个网友
xdtianyu 做了一个可以快速获取及更新证书的 letsencrypt.sh 脚本被广泛使用，地址如下：

1	https://raw.githubusercontent.com/xdtianyu/scripts/master/lets-encrypt/letsencrypt.sh

首先要感谢 xdtianyu 同学的努力付出。我之前用的也是这个脚本，不知道是不是姿势不对，虽然顺利地按照流程装上了，但用 SSLlabs 检测我配的网站还是不太安全，在很多浏览器上都被标注为“不安全”。当时因为忙也没有太多时间折腾和细究，不过后来 ISRG 的发起者
EFF （电子前哨基金会）为 Let’s Encrypt 项目发布了一个官方的客户端 Certbot ，利用它可以完全自动化的获取、部署和更新安全证书。这真是非常容易、方便呀，所以我们就可以直接使用官方客户端，不需要再使用第三方的工具了。虽然第三方工具也可以使用，但是官方工具更权威，风险也更小，而且遇到问题也更容易解决，毕竟有官方的支持。何况 Certbot 确实非常方便，也比所有的第三方工具都更方便，何乐而不用呢?
♦官方客户端 Certbot 使用方法
Certbot 的官方网站是 https://certbot.eff.org/ ，打开这个链接选择自己使用的 web server
和操作系统，EFF 官方会给出详细的使用方法，如下图，不过我觉得这样还是太复杂，太麻烦，所以建议读者朋友可以不用看这个网站，按照我的方法走一遍即可。我自己的个人网站（ https://wenqixiang.com ）和本站（ https://linuxstory.org ）都是按此方法配置，以下以本网站域名（
linuxstory.org ）举例。

假定运行环境：Debian 8.0
64 位（本教程同样适用于 Debian 、 Ubuntu 、 CentOS
、 Arch Linux 、）， Web 服务器是 Nginx 1.10
，当前工作目录为 /home/linuxstory 家目录。如果是从零开始配置服务器，推荐使用 Debian 8 + lnmp 作为网站环境。
1、获取 Certbot 客户端

1 2 3

wget https://dl.eff.org/certbot-auto chmod a+x ./certbot-auto ./certbot-auto --help

2、配置 nginx 、验证域名所有权
在虚拟主机配置文件（ /usr/local/nginx/conf/vhost/linuxstory.org.conf ）中添加如下内容，这一步是为了通过 Let’s Encrypt 的验证，验证 linuxstory.org 这个域名是属于我的管理之下。（具体解释可见下一章“一些补充说明”的“
certbot 的两种工作方式”）

1 2 3 4 5 6 7 8

location ^~ /.well-known/acme-challenge/ { default_type "text/plain"; root /home/wwwroot/linuxstory.org/; } location = /.well-known/acme-challenge/ { return 404; }

3、重载 nginx
配置好 Nginx 配置文件，重载使修改生效（如果是其他系统
nginx 重载方法可能不同）

1	sudo nginx -s reload

4、生成证书

1	./certbot-auto certonly --webroot -w /home/wwwroot/linuxstory.org -d linuxstory.org

中间会有一些自动运行及安装的软件，不用管，让其自动运行就好，有一步要求输入邮箱地址的提示，照着输入自己的邮箱即可，顺利完成的话，屏幕上会有提示信息。
此处有坑！如果顺利执行请直接跳到第五步，我在自己的服务器上执行多次都提示

1	connection :: The server could not connect to the client for DV :: DNS query timed out

发现问题出在 DNS 服务器上，我用的是 DNSpod ，无法通过验证，最后是将域名的 DNS 服务器临时换成 Godaddy 的才解决问题，通过验证，然后再换回原来的 DNSpod 。
证书生成成功后，会有 Congratulations 的提示，并告诉我们证书放在 /etc/letsencrypt/live 这个位置

1 2 3 4 5

IMPORTANT NOTES: - Congratulations! Your certificate and chain have been saved at /etc/letsencrypt/live/linuxstory.org/fullchain.pem. Your cert will expire on 2017-02-011. To obtain a new version of the certificate in the future, simply run Let's Encrypt again.

5、配置 Nginx（修改 /usr/local/nginx/conf/vhost/linuxstory.org.conf），使用
SSL 证书

1 2 3 4 5 6 7

listen 443 ssl; server_name linuxstory.org www.linuxstory.org; index index.html index.htm index.php; root /home/wwwroot/linuxstory.org; ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/linuxstory.org/fullchain.pem; ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/linuxstory.org/privkey.pem;

上面那一段是配置了 https 的访问，我们再添加一段 http 的自动访问跳转，将所有通过 http://www.linuxstory.org 的访问请求自动重定向到 https://linuxstory.org

1 2 3 4 5

server { listen 80; server_name linuxstory.org www.linuxstory.org; return 301 https://$server_name$request_uri; }

6、重载 nginx，大功告成，此时打开网站就可以显示绿色小锁了

1	sudo nginx -s reload

♦后续工作
出于安全策略， Let’s Encrypt 签发的证书有效期只有 90 天，所以需要每隔三个月就要更新一次安全证书，虽然有点麻烦，但是为了网络安全，这是值得的也是应该的。好在 Certbot 也提供了很方便的更新方法。
1、测试一下更新，这一步没有在真的更新，只是在调用 Certbot 进行测试

1	./certbot-auto renew --dry-run

如果出现类似的结果，就说明测试成功了（总之有 Congratulations 的字眼）

1 2 3 4

Congratulations, all renewals succeeded. The following certs have been renewed: /etc/letsencrypt/live/linuxstory.org/fullchain.pem (success) ** DRY RUN: simulating 'certbot renew' close to cert expiry ** (The test certificates above have not been saved.)

2、手动更新的方法

1	./certbot-auto renew -v

3、自动更新的方法

1	./certbot-auto renew --quiet --no-self-upgrade

♦一些补充说明解释
1、certbot-auto 和 certbot
certbot-auto 和 certbot 本质上是完全一样的；不同之处在于运行 certbot-auto 会自动安装它自己所需要的一些依赖，并且自动更新客户端工具。因此在你使用 certbot-auto 情况下，只需运行在当前目录执行即可

1	./certbot-auto

2、certbot的两种工作方式
certbot （实际上是 certbot-auto ） 有两种方式生成证书：

standalone 方式： certbot 会自己运行一个 web server 来进行验证。如果我们自己的服务器上已经有 web server 正在运行 （比如 Nginx 或 Apache ），用
standalone 方式的话需要先关掉它，以免冲突。

webroot 方式： certbot 会利用既有的 web server，在其 web root目录下创建隐藏文件， Let’s Encrypt 服务端会通过域名来访问这些隐藏文件，以确认你的确拥有对应域名的控制权。
本文用的是 webroot 方式，也只推荐 webroot 方式，这也是前文第二步验证域名所有权在 nginx 虚拟主机配置文件中添加 location 段落内容的原因。
呜呼，安得 SSL 安全证书千万张，大庇天下网站安全俱欢颜！希望互联网早日进入 https 普及化。
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