HTTPS配置与HTTP2优化

1. 概念与原理

Nginx 上启用 HTTPS 三件事：拿证书、配 TLS、强制跳转。HTTP/2 / HTTP/3 在此之上加 http2 / quic 监听。这一篇给一套生产 A+ 配置 + 关键调优点。

2. 申请证书：Let's Encrypt + certbot

# Ubuntu
sudo apt install certbot python3-certbot-nginx

# 一键申请并修改 Nginx 配置
sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

# 仅签发，自己改配置
sudo certbot certonly --webroot -w /var/www/html -d example.com

# DNS-01 验证（适合无 80 端口访问、通配符）
sudo certbot certonly --manual --preferred-challenges dns -d "*.example.com"

证书路径：/etc/letsencrypt/live/example.com/

fullchain.pem ← Nginx 用这个（含中间证书）
privkey.pem

自动续期已写进 systemd timer / cron：

sudo systemctl list-timers | grep certbot
sudo certbot renew --dry-run

3. 完整生产配置（A+ 评分）

# /etc/nginx/snippets/ssl-params.conf
ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;

# TLS 1.2 cipher（1.3 是固定的）
ssl_ciphers 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;
ssl_prefer_server_ciphers off;

# Session 复用
ssl_session_timeout 1d;
ssl_session_cache shared:SSL:50m;
ssl_session_tickets off;

# OCSP Stapling
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;
resolver 1.1.1.1 8.8.8.8 valid=300s;
resolver_timeout 5s;

# DH 参数（如果用 DHE，现代配置可不要）
# ssl_dhparam /etc/nginx/dhparam.pem;

server {
    listen 443 ssl http2;
    listen [::]:443 ssl http2;
    server_name example.com;

    ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;
    ssl_trusted_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/chain.pem;

    include snippets/ssl-params.conf;

    # HSTS（确认所有子域都 HTTPS 后再加）
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload" always;

    # 其他安全头
    add_header X-Content-Type-Options "nosniff" always;
    add_header X-Frame-Options "SAMEORIGIN" always;
    add_header Referrer-Policy "strict-origin-when-cross-origin" always;

    # ... 业务 location
}

# HTTP → HTTPS 永久重定向
server {
    listen 80;
    listen [::]:80;
    server_name example.com www.example.com;

    # ACME challenge 必须走 HTTP
    location /.well-known/acme-challenge/ {
        root /var/www/html;
    }

    location / {
        return 301 https://$host$request_uri;
    }
}

4. HTTP/2

启用就是加 http2 关键字：

listen 443 ssl http2;

新版 Nginx（1.25.1+）改用独立指令：

listen 443 ssl;
http2 on;

4.1 HTTP/2 调优

http2_max_concurrent_streams 128;          # 默认 128 一般够用
http2_recv_timeout 30s;
http2_idle_timeout 3m;

# 大请求 body
client_max_body_size 100m;
client_body_buffer_size 1m;

4.2 关闭 Server Push（已 deprecated）

新版 Nginx 已移除 http2_push。如果你看老资料里有 http2_push，不要用。Chrome 已不支持。

4.3 HTTP/2 带来的副作用

不再需要域名分片：HTTP/2 一连接多路复用，分片反而慢
不再需要 sprite：小请求成本低
但 gzip 仍然需要（HPACK 只压头）

5. HTTP/3 / QUIC

Nginx 1.25+ 内置支持：

server {
    listen 443 ssl;
    listen 443 quic reuseport;     # UDP 443
    http2 on;
    http3 on;
    
    # 通告 HTTP/3 可用
    add_header Alt-Svc 'h3=":443"; ma=86400';
    
    ssl_certificate ...;
    ssl_certificate_key ...;
}

部署前提：

防火墙 / 安全组放行 UDP 443
客户端首次仍走 HTTP/2，看到 Alt-Svc 后续走 HTTP/3
可同时支持 HTTP/2、HTTP/3

测试：

curl --http3 -v https://example.com
# Chrome DevTools → Network → Protocol 列看 h3

6. HSTS Preload

让浏览器源码内置永远 HTTPS：

Strict-Transport-Security: max-age=63072000; includeSubDomains; preload

申请前置条件：

主域有效 HTTPS
HTTP 必须 301（不能 302）跳 HTTPS
包含 includeSubDomains + preload
max-age >= 31536000（1 年）
所有子域都支持 HTTPS（一旦 preload 就锁死）

提交：hstspreload.org

慎重：撤销 preload 极慢（数月），且部分老版本浏览器永不撤销。新公司或多业务环境前要确保所有子域永久 HTTPS。

7. 多域名 / SAN / 通配符

7.1 一个证书多个域名

申请时多个 -d：

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

证书 SAN 字段含三个域名，Nginx 一个证书全用。

7.2 通配符证书

certbot certonly --manual --preferred-challenges dns \
  -d "*.example.com" -d "example.com"

需要 DNS-01 验证（在 DNS 加 TXT 记录）。常用 DNS 厂商插件自动化：

sudo apt install python3-certbot-dns-cloudflare
sudo certbot certonly \
  --dns-cloudflare \
  --dns-cloudflare-credentials /root/.secrets/cloudflare.ini \
  -d "*.example.com"

7.3 SNI 路由

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name a.example.com;
    ssl_certificate /etc/.../a-fullchain.pem;
    # ...
}

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name b.example.com;
    ssl_certificate /etc/.../b-fullchain.pem;
    # ...
}

Nginx 根据 ClientHello 的 SNI 选 server。第一个 server 是默认（无 SNI 或不匹配时）。

8. mTLS（双向认证）

server {
    listen 443 ssl http2;
    
    ssl_client_certificate /etc/nginx/client-ca.crt;   # 信任的客户端 CA
    ssl_verify_client on;                              # on / optional / off
    ssl_verify_depth 2;
    
    location / {
        # 把客户端证书信息传给后端
        proxy_set_header X-SSL-Client-DN $ssl_client_s_dn;
        proxy_set_header X-SSL-Client-Verify $ssl_client_verify;
        proxy_set_header X-SSL-Client-Serial $ssl_client_serial;
        proxy_pass http://backend;
    }
}

企业内网 API、IoT 场景常用。

9. 调试与验证

9.1 SSL Labs 测试

最权威：ssllabs.com/ssltest。目标 A+ 评分。

9.2 命令行验证

# 看证书链
openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com -showcerts < /dev/null

# 看是否启用 OCSP Stapling
openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com -status < /dev/null | grep -A 17 "OCSP response:"

# 测特定 TLS 版本
openssl s_client -connect example.com:443 -tls1_3
openssl s_client -connect example.com:443 -tls1_2

# 测 cipher
nmap --script ssl-enum-ciphers -p 443 example.com

9.3 性能测试

# TLS 握手时间
curl -w "TLS: %{time_appconnect}s\n首字节: %{time_starttransfer}s\n" \
  -o /dev/null -s https://example.com

10. 故障排查

10.1 证书错误

NET::ERR_CERT_AUTHORITY_INVALID    # 证书链不全（用 fullchain.pem 而非 cert.pem）
NET::ERR_CERT_DATE_INVALID         # 过期 / 客户端时间错
NET::ERR_CERT_COMMON_NAME_INVALID  # 域名不匹配（看 SAN）
ERR_SSL_PROTOCOL_ERROR             # TLS 版本 / cipher 不兼容

10.2 证书续期失败

sudo certbot renew --dry-run
# 看错误：80 端口被占用、DNS 验证失败、配额超限

# Let's Encrypt 速率限制：每域 50 次/周
# 调试用 staging 环境
sudo certbot --staging --nginx -d example.com

10.3 OCSP Stapling 不工作

# 看 nginx error.log
# OCSP_basic_verify failed → 证书链不对，检查 ssl_trusted_certificate

# resolver 没配
ssl_stapling on;
resolver 1.1.1.1 valid=300s;     # 必加

10.4 HTTP/2 没启用

curl -I --http2 https://example.com 2>&1 | grep "HTTP/"
# 看是 HTTP/2 还是 HTTP/1.1

# 必须 SSL + HTTP/2 一起开
listen 443 ssl http2;

10.5 HSTS 配错锁死

把 max-age=31536000 配上 includeSubDomains，但某子域没 HTTPS：所有用户访问该子域永久失败。

修复：暂时把 max-age 改成 0（让浏览器忘记）。但已经 preload 的没救，只能等几个月。

11. 常见反模式

cert.pem 而非 fullchain.pem：iOS / Android 部分客户端报错
ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1：不合规、不安全
ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5 这种老配置：包含弱算法
HSTS 直接 max-age=63072000 + includeSubDomains：未确认所有子域 HTTPS 就锁死
HTTP 配 302 到 HTTPS：HSTS preload 不通过（必须 301）
HTTP/2 还做域名分片：每域名一次握手，反而慢
ssl_session_tickets on + 不轮换 ticket key：破坏前向安全
OCSP Stapling 没配 resolver：报错日志刷屏，stapling 实际没工作
私钥 chmod 644：同机器其他用户能读
不监控证书过期：90 天 Let's Encrypt 续期失败 = 全站挂

12. 延伸阅读

Mozilla SSL Configuration Generator — 一键生成（强烈推荐）
SSL Labs Best Practices
Let's Encrypt 官方文档
Cloudflare: Encrypted ClientHello
模块 02 TLS 握手与证书体系

1. 概念与原理​

2. 申请证书：Let's Encrypt + certbot​

3. 完整生产配置（A+ 评分）​

4. HTTP/2​

4.1 HTTP/2 调优​

4.2 关闭 Server Push（已 deprecated）​

4.3 HTTP/2 带来的副作用​

5. HTTP/3 / QUIC​

6. HSTS Preload​

7. 多域名 / SAN / 通配符​

7.1 一个证书多个域名​

7.2 通配符证书​

7.3 SNI 路由​

8. mTLS（双向认证）​

9. 调试与验证​

9.1 SSL Labs 测试​

9.2 命令行验证​

9.3 性能测试​

10. 故障排查​

10.1 证书错误​

10.2 证书续期失败​

10.3 OCSP Stapling 不工作​

10.4 HTTP/2 没启用​

10.5 HSTS 配错锁死​

11. 常见反模式​

12. 延伸阅读​