Nginx如何使用OpenSSL函式庫實現更安全的通訊

Nginx是一款廣泛應用於Web伺服器、負載平衡器、反向代理程式和快取的軟體。在網路傳輸過程中，資料的加密和安全性越來越受到關注。為了提高通訊的安全性，可以使用OpenSSL函式庫來實現SSL/TLS協議，從而保護敏感資料的傳輸。本文將說明如何使用Nginx與OpenSSL函式庫實現更安全的通訊。

1. 安裝與設定OpenSSL函式庫

首先，需要在伺服器上安裝OpenSSL函式庫。可以使用套件管理器來安裝，例如，Ubuntu及Debian系統可以使用以下命令：

sudo apt-get install libssl-dev

安裝完成之後，在Nginx的設定中進行相關設定。需要將ssl憑證路徑和金鑰路徑指向對應的檔案。同時，也需要進行SSL協定的開啟與相關安全優化設定：

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

    ssl_certificate /path/to/certificate.crt;
    ssl_certificate_key /path/to/private.key;

    #优化SSL加密方式
    ssl_protocols TLSv1.3;
    ssl_ciphersuites TLS_AES_256_GCM_SHA384:TLS_AES_128_GCM_SHA256:TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_cache shared:MozSSL:10m;

    #提高安全性
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains; preload;" always;
    add_header X-Content-Type-Options nosniff;
    add_header X-Frame-Options "SAMEORIGIN";
    add_header X-Xss-Protection "1; mode=block";

    #其他配置
    location / {
        ...
    }   
}

在以上設定中，「listen」指令用於開啟SSL協議，同時載入http2協定以提高效率。而「ssl_certificate」和「ssl_certificate_key」則是指向對應憑證的路徑。另外，也需要設定加密演算法、會話逾時時間等設定。

為了提高安全性，還可以增加一些HTTP回應頭，例如「Strict-Transport-Security」、「X-Content-Type-Options」、「X-Frame-Options」和「X-Xss -Protection」等，來保護網站免受惡意攻擊。

2. 產生SSL憑證

SSL憑證是用來保護通訊安全性的重要工具。一般情況下，可以向憑證授權單位（CA）申請取得一份SSL憑證。但是，我們也可以自己產生自簽名SSL證書，以供測試或私人網站使用。

在Ubuntu及Debian系統下，可以依照下列步驟產生SSL憑證：

1） 建立憑證與金鑰

sudo openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout /etc/ssl/private/nginx-selfsigned.key -out /etc/ssl/certs/nginx-selfsigned.crt

該指令將會產生一個自簽署的SSL憑證及對應的私有金鑰。在生成過程中，會提示輸入一些必要的信息，例如組織單位、公共名稱等。

2） 設定Nginx

依照前面的設定步驟，在Nginx的設定中，指定憑證和金鑰檔案的路徑。

server {
    listen 443 ssl;
    server_name example.com;

    ssl_certificate /etc/ssl/certs/nginx-selfsigned.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/private/nginx-selfsigned.key;

    ...
}

3. 配置SSL效能最佳化

基於SSL協定的加密通信，會增加伺服器的負擔和網路延遲。因此，在使用SSL協定進行通訊時，還需要對效能作出最佳化。

一些常用的最佳化設定如下：

1） 開啟SSL加速器

SSL加速器可以加速SSL協定的握手過程、加密和解密處理等。在Nginx中可以使用OpenSSL引擎技術做到硬體加速SSL處理。具體需結合實際情況選擇使用，可以按照以下設定：

ssl_engine on;
ssl_engine_device /dev/pkcs11engine;
ssl_engine_param "/path/to/config.xml";

2） 合併證書鏈

將SSL證書，以及其頒發機構的根證書，都存入同一證書文件中，減少了客戶端驗證憑證的次數和記憶體開銷：

cat your_domain.crt ca_bundle.crt > your_domain_ca.crt 

3） 開啟OCSP Stapling

OCSP Stapling是一種最佳化技術，用於驗證伺服器憑證的合法性。當客戶端接收到伺服器憑證時，它會向頒發機構的OCSP伺服器請求驗證，從而增加網路延遲。而OCSP Stapling技術可以減少這種延遲，將伺服器端的OCSP回應快取下來，並在客戶端請求時直接返回，從而減少了網路延遲和QPST請求。

在Nginx中，可以按照以下方式開啟OCSP Stapling：

server {
    ...
    ssl_stapling on;
    ssl_stapling_verify on;
    ssl_trusted_certificate /path/to/chain.pem;
    resolver DNS_SERVER;
    ...
}

4. 監控SSL連線

##最後，我們需要對SSL連線做好監控與管理。可以使用Nginx提供的SSL擴充模組ngx_http_ssl_module，進行SSL連線的詳細監控和日誌記錄。

可以結合其他監控工具，例如Prometheus進行SSL指標監控與警報，以及ELK進行SSL日誌記錄和統計分析。

結論

本文中，我們介紹如何使用OpenSSL函式庫來實現更安全的通訊。透過配置SSL憑證、加密演算法、最佳化設定和監控管理等，可以大幅提升通訊的安全性和效能。同時，也需持續關注與學習最新的SSL安全技術，來保護我們的網站和資料。

以上是Nginx如何使用OpenSSL函式庫實現更安全的通訊的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！