如何在Ubuntu20.04上使用Let'sEncrypt保护Nginx

介绍

Let's Encrypt 是一个证书颁发机构 (CA)，它提供了一种简单的方法来获取和安装免费的 TLS/SSL 证书，从而在 Web 服务器上启用加密的 HTTPS。它通过提供软件客户端 Certbot 来简化流程，该客户端尝试自动化大部分（如果不是全部）所需步骤。目前，获取和安装证书的整个过程在 Apache 和 Nginx 上都是完全自动化的。

在本教程中，您将使用 Certbot 在 Ubuntu 20.04 上为 Nginx 获取免费的 SSL 证书，并将您的证书设置为自动更新。

本教程将使用单独的 Nginx 服务器配置文件而不是默认文件。我们建议为每个域创建新的 Nginx 服务器块文件，因为它有助于避免常见错误并维护默认文件作为后备配置。

先决条件

要遵循本教程，您将需要：

按照此 Ubuntu 20.04 初始服务器设置教程设置一台 Ubuntu 20.04 服务器，包括启用 sudo 的非 root 用户和防火墙。
一个注册的域名。本教程将自始至终使用 example.com。您可以从 Namecheap 购买一个域名，通过 Freenom 免费获得一个，或者使用您选择的域名注册商。
为您的服务器设置了以下两个 DNS 记录。如果您使用的是 DigitalOcean，请参阅我们的 DNS 文档了解如何添加它们的详细信息。
- 带有 example.com 的 A 记录指向您服务器的公共 IP 地址。
- 带有 www.example.com 的 A 记录指向您服务器的公共 IP 地址。
按照 How To Install Nginx on Ubuntu 20.04 安装 Nginx。确保您的域具有服务器块。本教程将以 /etc/nginx/sites-available/example.com 为例。

第 1 步 — 安装 Certbot

使用 Let's Encrypt 获取 SSL 证书的第一步是在您的服务器上安装 Certbot 软件。

使用 apt 安装 Certbot 及其 Nginx 插件：

sudo apt install certbot python3-certbot-nginx

Certbot 现在可以使用了，但是为了让它自动为 Nginx 配置 SSL，我们需要验证 Nginx 的一些配置。

第 2 步 - 确认 Nginx 的配置

Certbot 需要能够在 Nginx 配置中找到正确的 server 块，才能自动配置 SSL。具体来说，它通过查找与您为其请求证书的域匹配的 server_name 指令来做到这一点。

如果您按照 Nginx 安装教程中的服务器块设置步骤进行操作，您应该在 /etc/nginx/sites-available/example.com 处为您的域设置一个服务器块，并且已经正确设置了 server_name 指令。

要检查，请使用 nano 或您喜欢的文本编辑器打开您的域的配置文件：

sudo nano /etc/nginx/sites-available/example.com

找到现有的 server_name 行。它应该如下所示：

/etc/nginx/sites-available/example.com

...
server_name example.com www.example.com;
...

如果是，请退出编辑器并继续下一步。

如果没有，请更新它以匹配。然后保存文件，退出编辑器，并验证配置编辑的语法：

sudo nginx -t

如果出现错误，请重新打开服务器块文件并检查是否有任何拼写错误或缺少字符。配置文件语法正确后，重新加载 Nginx 以加载新配置：

sudo systemctl reload nginx

Certbot 现在可以找到正确的 server 块并自动更新它。

接下来，让我们更新防火墙以允许 HTTPS 流量。

第 3 步 — 允许 HTTPS 通过防火墙

如果按照先决条件指南的建议启用了 ufw 防火墙，则需要调整设置以允许 HTTPS 流量。幸运的是，Nginx 在安装时使用 ufw 注册了一些配置文件。

您可以通过键入以下内容查看当前设置：

sudo ufw status

它可能看起来像这样，这意味着只允许 HTTP 流量进入 Web 服务器：

OutputStatus: active

To                         Action      From
--                         ------      ----
OpenSSH                    ALLOW       Anywhere                  
Nginx HTTP                 ALLOW       Anywhere                  
OpenSSH (v6)               ALLOW       Anywhere (v6)             
Nginx HTTP (v6)            ALLOW       Anywhere (v6)

要额外允许 HTTPS 流量，请允许 Nginx Full 配置文件并删除多余的 Nginx HTTP 配置文件允许：

sudo ufw allow 'Nginx Full'
sudo ufw delete allow 'Nginx HTTP'

您的状态现在应该如下所示：

sudo ufw status

OutputStatus: active

To                         Action      From
--                         ------      ----
OpenSSH                    ALLOW       Anywhere
Nginx Full                 ALLOW       Anywhere
OpenSSH (v6)               ALLOW       Anywhere (v6)
Nginx Full (v6)            ALLOW       Anywhere (v6)

接下来，让我们运行 Certbot 并获取我们的证书。

第 4 步 — 获取 SSL 证书

Certbot 提供了多种通过插件获取 SSL 证书的方式。 Nginx 插件将负责重新配置 Nginx 并在必要时重新加载配置。要使用此插件，请键入以下内容：

sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

这将使用 --nginx 插件运行 certbot，使用 -d 指定我们希望证书有效的域名。

如果这是您第一次运行 certbot，系统将提示您输入电子邮件地址并同意服务条款。完成此操作后，certbot 将与 Let's Encrypt 服务器通信，然后运行质询以验证您是否控制了要为其请求证书的域。

如果成功，certbot 将询问您希望如何配置 HTTPS 设置。

OutputPlease choose whether or not to redirect HTTP traffic to HTTPS, removing HTTP access.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1: No redirect - Make no further changes to the webserver configuration.
2: Redirect - Make all requests redirect to secure HTTPS access. Choose this for
new sites, or if you're confident your site works on HTTPS. You can undo this
change by editing your web server's configuration.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Select the appropriate number [1-2] then [enter] (press 'c' to cancel):

选择您的选择，然后点击 ENTER。配置将被更新，Nginx 将重新加载以获取新设置。 certbot 将以一条消息结束，告诉您该过程已成功以及您的证书存储在哪里：

OutputIMPORTANT 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 2020-08-18. To obtain a new or tweaked
   version of this certificate in the future, simply run certbot again
   with the "certonly" option. To non-interactively renew *all* of
   your certificates, run "certbot renew"
 - 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

您的证书已下载、安装和加载。尝试使用 https:// 重新加载您的网站，并注意浏览器的安全指示器。它应该表明该站点得到了适当的保护，通常带有一个锁定图标。如果您使用 SSL Labs Server Test 测试您的服务器，它将获得 A 等级。

让我们通过测试更新过程来结束。

第 5 步 — 验证 Certbot 自动续订

Let's Encrypt 的证书有效期只有九十天。这是为了鼓励用户自动化他们的证书更新过程。我们安装的 certbot 软件包为我们解决了这个问题，它添加了一个每天运行两次的 systemd 计时器，并自动更新到期后 30 天内的任何证书。

您可以通过systemctl查询定时器的状态：

sudo systemctl status certbot.timer

Output● certbot.timer - Run certbot twice daily
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/certbot.timer; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: active (waiting) since Mon 2020-05-04 20:04:36 UTC; 2 weeks 1 days ago
    Trigger: Thu 2020-05-21 05:22:32 UTC; 9h left
   Triggers: ● certbot.service

要测试更新过程，您可以使用 certbot 进行试运行：

sudo certbot renew --dry-run

如果您没有看到任何错误，则说明一切就绪。必要时，Certbot 将更新您的证书并重新加载 Nginx 以获取更改。如果自动续订过程失败，Let's Encrypt 将向您指定的电子邮件发送一条消息，在您的证书即将到期时警告您。

结论

在本教程中，您安装了 Let's Encrypt 客户端 certbot，为您的域下载 SSL 证书，配置 Nginx 以使用这些证书，并设置自动证书更新。如果您对使用 Certbot 有其他疑问，官方文档是一个很好的起点。