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在 Ubuntu 20.04 上使用 Let’s Encrypt 保护 Apache

Let’s Encrypt 是一个免费的,自动的,开放证书供应商。它由提供免费 SSL 证书的 Internet Security Research Group(ISRG)开发。

由 Let’s Encrypt 签发的证书,被大部分浏览器信任,并且从签发当日起 90 天内有效。

这篇指南讲解在运行着 Apache 网站服务器的 Ubuntu 20.04 上如何安装一个免费的 Let’s Encrypt SSl 证书。我们还想展示如何配置 Apache 使用 SSL 证书,并且启用 HTTP/2。

一、前提条件

请先确保以下前提条件,再继续后面的步骤:

  • 以 root 或者其他有 sudo 权限的用户身份登录
  • 你想要获取 SSL 证书的域名必须指向你的服务器公网 IP。我们这里使用example.com
  • 在你的服务器上,Apache 已经安装。

二、安装 Certbot

我们使用 certbot 来获取证书。它是一个命令行工具,用来自动执行获取和刷新 Let’s Encrypt SSL 证书的任务。

certbot 软件包被包含在默认的 Ubuntu 软件源中。使用下面的命令升级软件包列表,并且安装 cerbot:

sudo apt update
sudo apt install certbot

三、生成强大的 Dh(Diffie-Hellman) 组

Diffie–Hellman key(DH)是一个在不安全通讯频道的安全交换密码的方案。产生一个 2048 位的 DH 因子来加强安全性:

sudo openssl dhparam -out /etc/ssl/certs/dhparam.pem 2048

你可以将大小提高到 4096 位,但是依赖系统熵,产生过程可能会超过 30 分钟。

四、获取一个 Let’s Encrypt SSL 证书

想要为域名获得一个 SSL 证书,我们必须先使用 WeBroot 插件创建一个临时文件,用来验证${webroot-path}/.well-known/acme-challenge目录下的域名。 Let’s Encrypt 服务器请求这个临时文件,来验证域名。 Let’s Encrypt 服务器向临时文件发出 HTTP 请求,用来验证域名指向的服务器,就是 cerbot 运行的这个服务器。

想要使得步骤变得简单,我们将所有.well-known/acme-challenge的 HTTP 请求放进一个简单文件夹,/var/lib/letsencrypt

运行下面的命令创建文件夹,并且使得它对于 Apache 服务器来说可写。

sudo mkdir -p /var/lib/letsencrypt/.well-known
sudo chgrp www-data /var/lib/letsencrypt
sudo chmod g+s /var/lib/letsencrypt

想要避免重复代码,并且使得配置可维护,创建以下两个配置代码片段:

/etc/apache2/conf-available/letsencrypt.conf

Alias /.well-known/acme-challenge/ "/var/lib/letsencrypt/.well-known/acme-challenge/"
<Directory "/var/lib/letsencrypt/">
    AllowOverride None
    Options MultiViews Indexes SymLinksIfOwnerMatch IncludesNoExec
    Require method GET POST OPTIONS
</Directory>

/etc/apache2/conf-available/ssl-params.conf

SSLProtocol             all -SSLv3 -TLSv1 -TLSv1.1
SSLCipherSuite          ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384
SSLHonorCipherOrder     off
SSLSessionTickets       off

SSLUseStapling On
SSLStaplingCache "shmcb:logs/ssl_stapling(32768)"

SSLOpenSSLConfCmd DHParameters "/etc/ssl/certs/dhparam.pem" 

Header always set Strict-Transport-Security "max-age=63072000"

上面的代码段使用了Mozilla推荐的加密配置。它启用了 OCSP,HTTP Strict Transport Security (HSTS), Dh key, 并且强制加上几个聚焦安全的 HTTP headers。

在启用配置文件之前,确保mod_sslmod_headers被启用:

sudo a2enmod ssl
sudo a2enmod headers

下一步,使用下面的命令,启用 SSL 配置文件:

sudo a2enconf letsencrypt
sudo a2enconf ssl-params

启用 HTTP/2 模块,它将会使你的网站更快,更健壮。

sudo a2enmod http2

重新加载 Apache 配置,使得修改生效:

sudo systemctl reload apache2

现在我们可以运行 Certbot 工具,配合 webroot 插件,用来获取 SSL 证书文件:

sudo certbot certonly --agree-tos --email admin@example.com --webroot -w /var/lib/letsencrypt/ -d example.com -d www.example.com

如果成功获取 SSL 证书,certbot 将会打印下面的信息:

IMPORTANT NOTES:
 - Congratulations! Your certificate and chain have been saved at:
   /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem
   Your key file has been saved at:
   /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem
   Your cert will expire on 2020-10-06. To obtain a new or tweaked
   version of this certificate in the future, simply run certbot
   again. To non-interactively renew *all* of your certificates, run
   "certbot renew"
 - Your account credentials have been saved in your Certbot
   configuration directory at /etc/letsencrypt. You should make a
   secure backup of this folder now. This configuration directory will
   also contain certificates and private keys obtained by Certbot so
   making regular backups of this folder is ideal.
 - If you like Certbot, please consider supporting our work by:

   Donating to ISRG / Let's Encrypt:   https://letsencrypt.org/donate
   Donating to EFF:                    https://eff.org/donate-le

现在你已经拥有证书文件,编辑你的域名虚拟主机目录如下: /etc/apache2/sites-available/example.com.conf

<VirtualHost *:80> 
  ServerName mail.digital.mk

  Redirect permanent / https://mail.digital.mk/
</VirtualHost>

<VirtualHost *:443>
  ServerName mail.digital.mk

  Protocols h2 http:/1.1

  <If "%{HTTP_HOST} == 'www.mail.digital.mk'">
    Redirect permanent / https://mail.digital.mk/
  </If>

  DocumentRoot /var/www/mail.digital.mk/public_html
  ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/mail.digital.mk-error.log
  CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/mail.digital.mk-access.log combined

  SSLEngine On
  SSLCertificateFile /etc/letsencrypt/live/mail.digital.mk/fullchain.pem
  SSLCertificateKeyFile /etc/letsencrypt/live/mail.digital.mk/privkey.pem

  # Other Apache Configuration

</VirtualHost>

上面的配置强制使用 HTTPS,并且将 www 强制转向 non-www 版本。你可以按照你的需求随意修改配置文件。

重新加载 Apache 配置,使得修改生效:

sudo systemctl reload apache2

你现在可以使用 https:// 打开你的网站,你将看到一个绿色的锁图标。

如果你使用SSL Labs Server Test测试你的域名,你将会获得一个 A+等级,就像下面一样:

五、自动刷新 Let’s Encrypt SSL 证书

Let’s Encrypt 的证书只有 90 天有效期。想要在过期之前自动刷新证书,我们需要创建一个 cronjob,它将会一天运行两次,并且在证书过期前 30 天左右刷新证书。

一旦证书刷新,我们需要重新加载 Apache 服务。附加--renew-hook "systemctl reload apache2"/etc/cron.d/certbot文件,看起来就像下面这样:

运行下面的命令创建一个新的 cronjob,它将会刷新证书,并且重启 Apache:

0 */12 * * * root test -x /usr/bin/certbot -a \! -d /run/systemd/system && perl -e 'sleep int(rand(3600))' && certbot -q renew --renew-hook "systemctl reload apache2"

想要测试刷新过程,使用 certbot 命令加上--dry-run选项:

sudo certbot renew --dry-run

如果没有错误提示,那就意味着刷新过程是成功的。

六、总结

在这个指南中,我们讨论了如何在 Ubuntu 20.04 上使用 Let’s Encrypt 客户端 certbot 去获得域名的 SSL 证书。

我们已经向你展示如何配置 Apache 来使用 SSL 证书,并且设置一个 cronjob 来自动刷新证书。

想要了解更多关于 Certbot 脚本,浏览:Certbot 官方文档

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