nginx配置hsts

中间人截获用户的http请求、并代替用户和服务器建立https连接,这就是SSL strip中间人剥离攻击。对此产生了HSTS(HTTP Strict Transport Security)header字段,在服务器第一个https响应返回的时候,指定该域名在有效期内都要使用https连接。预加载HSTS是完善HSTS机制要在第一个https响应返回后才生效的缺点。

SSL strip(SSL剥离攻击)

一个站点xyz.com,已经开启了https配置。站点期望用户访问的是https://xyz.com。 考虑这样的场景:

  1. 用户在地址栏输入xyz.com。而这个地址,默认情况下会被浏览器解析成http://xyz.com。并没有走https配置!
  2. 通常我们会在nginx做https永久强制跳转。permanent表示 301 permanently redirect
rewrite  ^(.*)  https://$server_name$1 permanent;

因为返回了301状态码,以后浏览器访问xyz.com都会自动变成https://xyz.com

So far so good!但是,如果step1和step2之间有个不怀好意的中间人呢?浏览器以为是直接连接上xyz.com,并且建立了https连接。实际上却是浏览器和中间人建立了连接,中间人代替浏览器和xyz.com建立https连接。那么浏览器和xyz.com的所有交互都会被中间人窥探。 这就是SSL中间人剥离攻击

sslstrip.png

图片来源

HTTP Strict Transport Security

SSL剥离攻击是中间人攻击的一种,由Moxie Marlinspike于2009年发明。 他在当年的黑帽大会上发表的题为《New Tricks For Defeating SSL In Practice》的演讲中将这种攻击方式公开。 SSL剥离的实施方法是阻止浏览器与服务器创建HTTPS连接。

问题的根源在于用户发起的第一请求不是https请求,并且被中间人截获。RFC小组对此提出一个新的规范,HSTS(HTTP Strict Transport Security)。对于第一次访问站站点的https请求,可以增加返回一个header:Strict-Transport-Security,告诉浏览器这个域名的请求在指定时间内要使用https去连接。

注意浏览器会忽略非https响应的Strict-Transport-Security字段,因为这个字段可以被中间人篡改。

HSTS的配置选项有:

  • max-age=<expire-time> 设置在浏览器收到这个请求后的秒的时间内凡是访问这个域名下的请求都使用HTTPS请求。
  • includeSubDomains 可选 如果这个可选的参数被指定,那么说明此规则也适用于该网站的所有子域名。
  • preload 可选 使用浏览器的预加载HSTS机制。

预加载HSTS

HSTS机制要在目标服务器第一个https响应后才生效。这还是留给中间人攻击机会。 更好的方式是,开启了https服务的xyz.com,浏览器只要见到xyz.com都会自动访问https://xyz.com。 这就是浏览器的预加载HSTS。chrome浏览器维护了一份预加载HSTS名单,只要向hstspreload.org提交了站点,那么所有浏览器会强制使用https访问该站点。

HSTS is supported in Google Chrome, Firefox, Safari, Opera, Edge and IE

我的站点托管在GitHub Pages上,查看状态是

check_hsts.png

换我的项目地址试试

check_hsts_condition.png

由此可见,申请加入预加载HSTS的条件是:

  • 对于http请求,必须跳转到https
  • 返回Strict-Transport-Security header字段
  • max-age不能少于一年
  • 子域名也要开启HSTS,即includeSubDomains是必须的
  • 必须包含preload指令

更新nginx配置,在server节点增加

server {
    listen 80 default;
    server_name <域名>;
    return 301 https://<域名>;
}

server {
    listen 443 ssl;
    server_name <域名>;
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains; preload" always;
    # 其他省略
}

再次提交,提示可以加入预加载HSTS名单了

submit_hsts_preload.png

副作用

开启HSTS,会强制该站点的请求都必须是https,会有一定的副作用:

  • SL证书过期了,那么就不能正常访问。
  • 该站点的静态资源例如js,css也必须走https访问,有修改成本

参考资料

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