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SSL证书的多域名支持方案

2021-08-026.7k 阅读

SSL证书基础

在深入探讨SSL证书的多域名支持方案之前，我们先来回顾一下SSL证书的基本概念。SSL（Secure Sockets Layer）证书，如今更多被称为TLS（Transport Layer Security）证书，是一种数字证书，用于在互联网上建立加密连接。它的主要作用是保证数据在传输过程中的保密性、完整性和身份验证。

证书结构

SSL证书通常包含以下关键信息：

  1. 证书持有者信息：即网站所有者或组织的相关信息，比如名称、地址等。
  2. 公钥：用于加密数据，与服务器的私钥配对使用。
  3. 证书颁发机构（CA）信息：颁发该证书的CA名称及相关标识。
  4. 有效期：证书有效的时间范围，过期后需重新申请或更新。
  5. 数字签名：CA使用自己的私钥对证书内容进行签名，以保证证书的真实性和完整性。

工作原理

当客户端（如浏览器）访问使用SSL证书的网站时，以下是大致的交互流程：

  1. 客户端发起请求：客户端向服务器发送一个SSL握手请求，表明自己支持的SSL/TLS协议版本和加密算法。
  2. 服务器响应：服务器将SSL证书发送给客户端。客户端验证证书的有效性，包括检查证书是否由受信任的CA颁发、证书是否过期、证书中的域名是否与访问的域名匹配等。
  3. 密钥交换：如果证书验证通过，客户端会生成一个随机的对称加密密钥（会话密钥），使用服务器证书中的公钥对其加密，并发送给服务器。服务器使用自己的私钥解密得到会话密钥。
  4. 加密通信：双方使用会话密钥进行数据的加密传输，保证数据在传输过程中的安全性。

单域名SSL证书

最基础的SSL证书类型是单域名证书，它仅绑定一个特定的域名。例如，一个单域名证书可能只用于example.com，而不能用于www.example.com或者其他子域名。

配置示例（以Nginx为例）

假设你已经购买并获得了针对example.com的单域名SSL证书，以下是在Nginx中配置该证书的步骤：

  1. 准备证书文件：通常你会从CA机构获得两个文件，一个是证书文件（例如example.com.crt），另一个是私钥文件（例如example.com.key）。将这两个文件放置在服务器的合适目录，比如/etc/nginx/ssl/。

  2. 配置Nginx：编辑Nginx的配置文件，一般位于/etc/nginx/sites - available/目录下。以下是一个简单的配置示例：

server {
    listen 443 ssl;
    server_name example.com;

    ssl_certificate /etc/nginx/ssl/example.com.crt;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/example.com.key;

    # 其他SSL相关配置
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;

    location / {
        # 网站的实际内容配置
        root /var/www/html/example.com;
        index index.html;
    }
}
  1. 启用配置并重启Nginx：
ln -s /etc/nginx/sites - available/example.com /etc/nginx/sites - enabled/
systemctl restart nginx

这种配置方式简单直接，但局限性很明显，当你需要保护多个域名时，单域名证书就无法满足需求了。

多域名SSL证书解决方案

为了满足一个证书保护多个域名的需求，有几种不同的方案可供选择。

通配符证书

通配符证书可以保护一个主域名及其所有一级子域名。例如，一个针对*.example.com的通配符证书，可以用于www.example.com、blog.example.com、shop.example.com等，但不能用于subdomain.subdomain.example.com这样的二级及更高级别的子域名。

  1. 优势

    • 成本效益：相比于为每个子域名购买单域名证书，通配符证书通常更经济实惠，尤其适用于拥有大量子域名的网站。
    • 配置简便：在服务器上配置通配符证书与单域名证书类似，只需要在证书配置中指定通配符域名即可。

  2. 劣势

    • 有限的灵活性：只能涵盖一级子域名，对于复杂的域名结构可能无法满足需求。例如，如果你的网站既有example.com下的子域名，又有subdomain.example.net这样不同主域名下的子域名，通配符证书就无能为力了。
    • 安全性风险：如果通配符证书的私钥泄露，所有受保护的子域名都将面临风险。因为攻击者可以使用该私钥伪造任何一级子域名的证书。

  3. 配置示例（以Apache为例） 假设你购买了*.example.com的通配符证书，证书文件为wildcard.example.com.crt，私钥文件为wildcard.example.com.key。以下是Apache的配置示例：

<VirtualHost *:443>
    ServerName www.example.com
    ServerAlias *.example.com

    SSLCertificateFile /etc/apache2/ssl/wildcard.example.com.crt
    SSLCertificateKeyFile /etc/apache2/ssl/wildcard.example.com.key

    # 其他SSL相关配置
    SSLEngine on
    SSLProtocol all -SSLv2 -SSLv3
    SSLCipherSuite HIGH:!aNULL:!MD5

    DocumentRoot /var/www/html/example.com
    <Directory /var/www/html/example.com>
        Options Indexes FollowSymLinks
        AllowOverride All
        Require all granted
    </Directory>
</VirtualHost>

多域名（SAN）证书

多域名证书，也称为Subject Alternative Name（SAN）证书，允许在一个证书中指定多个不同的域名，包括不同的主域名和各级子域名。例如，一个SAN证书可以同时保护example.com、www.example.com、blog.example.com、example.net、subdomain.example.net等多个域名。

  1. 优势

    • 高度灵活性：可以包含任意数量和类型的域名，能够满足各种复杂的域名结构需求。
    • 安全性：每个域名都在证书中有明确的标识，相比于通配符证书，即使私钥泄露，攻击者也难以伪造特定域名的证书，因为证书中的域名信息是经过CA严格验证的。

  2. 劣势

    • 成本：一般来说，SAN证书的价格相对较高，尤其是当包含的域名数量较多时。
    • 申请流程：申请SAN证书时，CA通常会对每个域名进行单独的验证，这可能会使申请流程更加复杂和耗时。

  3. 配置示例（以IIS为例） 在IIS中配置SAN证书，首先要确保你已经在服务器上安装了证书。以下是在IIS中绑定证书到网站的步骤：

    • 打开IIS管理器，在左侧导航栏中选择你的服务器。
    • 在中间面板中双击“服务器证书”。
    • 找到你安装的SAN证书，然后在右侧操作栏中选择“查看”，确认证书中包含你需要的所有域名。
    • 回到左侧导航栏，展开“网站”，选择你要绑定证书的网站。
    • 在中间面板中双击“SSL设置”。
    • 选择你安装的SAN证书，并勾选“要求SSL”。
    • 点击右侧操作栏中的“应用”。

多域名SSL证书的申请与验证

无论是通配符证书还是SAN证书，申请和验证过程都有一些关键步骤。

申请流程

  1. 生成CSR（证书签名请求）：在服务器上使用工具生成CSR，不同的操作系统和工具生成CSR的方式略有不同。以OpenSSL为例，在Linux系统上可以使用以下命令生成CSR：
openssl req -new -newkey rsa:2048 -nodes -out example.csr -keyout example.key

在生成CSR的过程中，你需要填写一些信息，如国家、州/省、城市、组织名称、组织单位名称、通用名称（对于通配符证书，通用名称应为*.example.com；对于SAN证书，通用名称可以是主域名，其他域名在后续步骤中添加到SAN字段）。

  1. 提交CSR：将生成的CSR提交给证书颁发机构（CA）。CA会根据你申请的证书类型（通配符或SAN）以及包含的域名进行审核。

  2. 域名验证：CA会对证书中包含的每个域名进行验证，以确保你是这些域名的合法所有者。验证方式通常有以下几种：

    • DNS验证：CA会要求你在域名的DNS记录中添加特定的TXT记录。CA通过查询DNS记录来验证你对域名的控制权。例如，对于example.com，你可能需要添加一条TXT记录，记录值由CA提供。
    • 文件验证：CA会要求你在网站的根目录下放置一个特定的文件，文件内容由CA提供。CA通过访问http://example.com/filename来验证文件是否存在，从而确认你对域名的控制权。
    • 邮件验证：CA会向域名的WHOIS信息中登记的邮箱发送验证邮件，你需要点击邮件中的链接或回复邮件来完成验证。

  3. 获取证书：一旦所有域名都通过验证，CA会颁发证书。你会收到证书文件（通常为.crt格式）以及可能的中间证书文件（如果需要）。

验证注意事项

  1. DNS解析延迟：在进行DNS验证时，由于DNS记录的传播需要时间，可能会导致验证延迟。一般来说，全球范围内的DNS传播可能需要几分钟到几小时不等，所以在提交DNS记录后，需要耐心等待。
  2. 文件权限：对于文件验证方式，要确保放置验证文件的目录具有正确的权限，允许CA服务器访问。例如，在Linux系统上，文件权限应该设置为644，目录权限应该设置为755。
  3. 邮箱监控：在邮件验证时，要确保域名WHOIS信息中的邮箱是可访问的，并且注意检查垃圾邮件文件夹，避免验证邮件被误判为垃圾邮件。

多域名SSL证书的管理与更新

一旦获得并配置了多域名SSL证书，还需要关注证书的管理和更新，以确保持续的安全性。

证书管理

  1. 备份：定期备份证书文件和私钥文件是非常重要的。可以将备份存储在安全的位置，如外部硬盘、云存储等。如果服务器出现故障或证书文件丢失，备份可以确保快速恢复服务。
  2. 监控：使用工具或脚本来监控证书的有效期。有许多开源和商业工具可以帮助你监控SSL证书的状态，例如cert - checker。可以设置提醒，在证书即将过期时及时通知你，以便进行更新。

证书更新

  1. 提前计划：SSL证书通常在过期前几个月就可以进行更新。提前计划更新过程，避免在证书过期后才发现，导致网站出现安全警告或无法访问的情况。
  2. 更新流程：更新证书的流程与申请证书类似，需要生成新的CSR，提交给CA进行验证。不同的是，CA可能会基于你已有的证书信息进行快速验证，尤其是如果你之前的验证方式仍然有效（如DNS记录未更改）。
  3. 配置更新：在获得新的证书后，需要更新服务器上的证书配置。以Nginx为例，将新的证书文件替换旧的证书文件，并重启Nginx服务。
cp new_example.com.crt /etc/nginx/ssl/
cp new_example.com.key /etc/nginx/ssl/
systemctl restart nginx

多域名SSL证书的安全性考量

虽然多域名SSL证书提供了便利，但在使用过程中也需要注意一些安全性问题。

私钥保护

私钥是SSL证书的核心，一旦私钥泄露，攻击者可以伪造证书，从而拦截和篡改数据。以下是保护私钥的一些建议：

  1. 权限设置：确保私钥文件的权限设置为只有服务器进程可以读取。在Linux系统上，私钥文件的权限应该设置为400，即只有文件所有者可以读取。
  2. 加密存储：可以使用工具对私钥进行加密存储，例如使用OpenSSL的enc命令对私钥文件进行加密。在需要使用私钥时，需要输入密码进行解密。
  3. 定期更换：定期更换私钥可以降低私钥泄露带来的风险。虽然更换私钥会涉及重新申请证书等操作，但对于安全性要求较高的网站，这是值得的。

证书链完整性

SSL证书通常是由多个证书组成的证书链，包括服务器证书、中间证书和根证书。确保证书链的完整性对于证书验证至关重要。

  1. 安装中间证书：在配置服务器时，除了安装服务器证书和私钥外，还需要安装CA提供的中间证书。中间证书用于连接服务器证书和根证书，形成完整的信任链。
  2. 验证证书链：可以使用工具如openssl verify来验证证书链的完整性。例如：
openssl verify -CAfile intermediate.crt server.crt

如果验证通过，会显示“server.crt: OK”；如果验证失败，会显示相应的错误信息，提示证书链存在问题。

防止中间人攻击

中间人攻击是SSL证书面临的主要威胁之一。攻击者可以在客户端和服务器之间拦截通信，伪造证书，从而获取敏感信息。为了防止中间人攻击：

  1. 使用HSTS（HTTP Strict Transport Security）：HSTS是一种安全策略机制，它告诉浏览器只能通过HTTPS访问网站，避免用户通过HTTP访问网站时遭受中间人攻击。可以在服务器配置中添加HSTS头信息，例如在Nginx中：
add_header Strict - Transport - Security "max - age = 31536000; includeSubDomains; preload";
  1. 证书钉扎：证书钉扎是一种更高级的安全机制，它允许客户端（如浏览器或移动应用）将服务器的公钥或证书固定下来。当客户端再次连接服务器时，会验证服务器提供的证书是否与钉扎的证书匹配。如果不匹配，客户端将拒绝连接，从而防止中间人攻击。不过，证书钉扎的实现相对复杂，并且在证书更新时需要小心处理，以避免服务中断。

总结

多域名SSL证书为保护多个域名提供了有效的解决方案，通配符证书适用于一级子域名较多的情况，而SAN证书则具有更高的灵活性，可以涵盖不同主域名和各级子域名。在申请、配置、管理和使用多域名SSL证书时，需要注意安全性考量，保护好私钥，确保证书链的完整性，并采取措施防止中间人攻击。通过合理使用多域名SSL证书和相关安全机制，可以为用户提供安全可靠的网络服务。