HTTPS-SSL/TSL与SNI的关系以及同IP多域名虚拟主机的SSL/TSL认证

Posted 2020-08-15 John_ABC

早期的SSLv2根据经典的公钥基础设施PKI(Public Key Infrastructure)设计，它默认认为：一台服务器（或者说一个IP）只会提供一个服务，所以在SSL握手时，服务器端可以确信客户端申请的是哪张证书。

但是让人万万没有想到的是，虚拟主机大力发展起来了，这就造成了一个IP会对应多个域名的情况。解决办法有一些，例如申请泛域名证书，对所有*.yourdomain.com的域名都可以认证，但如果你还有一个yourdomain.net的域名，那就不行了。

在HTTP协议中，请求的域名作为主机头（Host）放在HTTP Header中，所以服务器端知道应该把请求引向哪个域名，但是早期的SSL做不到这一点，因为在SSL握手的过程中，根本不会有Host的信息，所以服务器端通常返回的是配置中的第一个可用证书。因而一些较老的环境，可能会产生多域名分别配好了证书，但返回的始终是同一个。

根据HTTPS的工作原理，浏览器在访问一个HTTPS站点时，先与服务器建立SSL连接，建立连接的第一步就是请求服务器的证书。而服务器在发送证书的时候，是不知道浏览器访问的是哪个域名的，所以不能根据不同域名发送不同的证书。

既然问题的原因是在SSL握手时缺少主机头信息，那么补上就是了。

SNI（Server Name Indication）是为了解决一个服务器使用多个域名和证书的SSL/TLS扩展。定义在RFC 4366。是一项用于改善SSL/TLS的技术，在SSLv3/TLSv1中被启用。它允许客户端在发起SSL握手请求时（具体说来，是客户端发出SSL请求中的ClientHello阶段），就提交请求的Host信息，使得服务器能够切换到正确的域并返回相应的证书。一句话简述它的工作原理就是，在连接到服务器建立SSL链接之前先发送要访问站点的域名（Hostname），这样服务器根据这个域名返回一个合适的证书。目前，大多数操作系统和浏览器都已经很好地支持SNI扩展，OpenSSL 0.9.8已经内置这一功能，据说新版的nginx也支持SNI。

要使用SNI，需要客户端和服务器端同时满足条件，幸好对于现代浏览器来说，大部分都支持SSLv3/TLSv1，所以都可以享受SNI带来的便利。

用代码来演示:

server {
    listen          443;
    server_name     www.example.com;
    ssl             on;
    ssl_certificate www.example.com.crt;
    ...
}
 
server {
    listen          443;
    server_name     www.example.org;
    ssl             on;
    ssl_certificate www.example.org.crt;
    ...
}

使用上面的配置，不论浏览器请求哪个主机，都只会收到默认主机www.example.com的证书。这是由SSL协议本身的行为引起的——先建立SSL连接，再发送HTTP请求，所以nginx建立SSL连接时不知道所请求主机的名字，因此，它只会返回默认主机的证书。

最古老的也是最稳定的解决方法就是每个HTTPS主机使用不同的IP地址：

server {
    listen          192.168.1.1:443;
    server_name     www.example.com;
    ssl             on;
    ssl_certificate www.example.com.crt;
    ...
}
 
server {
    listen          192.168.1.2:443;
    server_name     www.example.org;
    ssl             on;
    ssl_certificate www.example.org.crt;
    ...
}

那么，在同一个IP上，如何配置多个HTTPS主机呢？

nginx支持TLS协议的SNI扩展。不过，SNI扩展还必须有客户端的支持，另外本地的OpenSSL必须支持它。

如果启用了SSL支持，nginx便会自动识别OpenSSL并启用SNI。是否启用SNI支持，是在编译时由当时的 ssl.h 决定的（SSL_CTRL_SET_TLSEXT_HOSTNAME），如果编译时使用的OpenSSL库支持SNI，则目标系统的OpenSSL库只要支持它就可以正常使用SNI了。

nginx在默认情况下是TLS SNI support disabled。如果需要支持，编译时需要增加:

--with-http_ssl_module --with-openssl=./openssl-1.0.1e --with-openssl-opt="enable-tlsext" 

但是我用的nginx/1.10.1，在编译时没有添加--with-open-opt="enable-tlsext"，就可以支持SNI了，所以最新版本默认是开启的？