Nginx禁用TLS 1.0和TLS 1.1

背景

传输层安全性协议（英语：Transport Layer Security，缩写：TLS）及其前身安全套接层（英语：Secure Sockets Layer，缩写：SSL）是一种安全协议，目的是为互联网通信提供安全及数据完整性保障。网景公司（Netscape）在1994年推出首版网页浏览器－网景导航者时，推出HTTPS协议，以SSL进行加密，这是SSL的起源。IETF将SSL进行标准化，1999年公布TLS 1.0标准文件（RFC 2246）。随后又公布TLS 1.1（RFC 4346，2006年）、TLS 1.2（RFC 5246，2008年）和TLS 1.3（RFC 8446，2018年）。在浏览器、电子邮件、即时通信、VoIP、网络传真等应用程序中，广泛使用这个协议。许多网站，如Google、Facebook、Wikipedia等也以这个协议来创建安全连线，发送资料。目前已成为互联网上保密通信的工业标准。

SSL包含记录层（Record Layer）和传输层，记录层协议确定传输层数据的封装格式。传输层安全协议使用X.509认证，之后利用非对称加密演算来对通信方做身份认证，之后交换对称密钥作为会谈密钥（Session key）。这个会谈密钥是用来将通信两方交换的资料做加密，保证两个应用间通信的保密性和可靠性，使客户与服务器应用之间的通信不被攻击者窃听。

发展历史

• 1.0版本从未公开过，因为存在严重的安全漏洞。
• 2.0版本在1995年2月发布。2011年，RFC 6176 标准弃用了SSL 2.0。
• 3.0版本在1996年发布，是由网景工程师保罗·科切、Phil Karlton和Alan Freier完全重新设计的。2015年，RFC 7568 标准弃用了SSL 3.0。
• IETF将SSL标准化，即 RFC 2246 ，并将其称为TLS（Transport Layer Security），于1999年发表。
• TLS 1.1在 RFC 4346 中定义，于2006年4月发表，它是TLS 1.0的更新。微软、Google、苹果、Mozilla四家浏览器业者将在2020年终止支持TLS 1.0及1.1版。2021年3月，RFC 8996标准弃用了TLS 1.0和TLS 1.1。
• TLS 1.2在 RFC 5246 中定义，于2008年8月发表。它基于更早的TLS 1.1规范。
• TLS 1.3在 RFC 8446 中定义，于2018年8月发表。

从时间上看，TLS 1.0 协议已经有20年历史了，确实要退出历史舞台了。

目前TLS协议主流的版本是 v1.2，那么和 v1.0 和 v1.1 版本相比，它有那些优势呢？或者说 v1.0 和 v1.1 版本必然有一些缺陷，所以才要被各大浏览器厂商废弃。

主要原因有两方面，首先就是性能，TLS 1.2协议有了更快的密码学算法，比如支持AEAD类的加密模式。当然更重要的是安全性。

TLS 1.0是 SSL 3.0的一个简单升级，只是换了个叫法而已；TLS 1.1 在安全性方面有了很大的提升，并且引入了TLS 扩展，这是非常重要的改革；TLS 1.2 版本是比较大的一个改造，加强了密码套件的扩展性。

安全是相对的，理论上TLS 1.0和TLS 1.1 协议是安全的，即使历史上出现一些安全问题，也已经被TLS实现（比如OpenSSL）或客户端（比如浏览器）修复了，但在某种程度上这二个版本仍然有安全风险，主要原因在于某些密码算法已经被认为是不安全了（比如 SHA1、RC4算法）。

所以从安全的角度看v1.0 和 v1.1版本确实可以宣告死亡了，但为什么值得现在他们仍然还存活着？兼容性，这是一种妥协，因为世界上还有很多设备（比如 XP/IE8）不支持现代化的密码算法（比如GCM），所以HTTPS服务部署者不能强制使用 V1.2版本，这是在用户体验和安全性上的一个折中。

有的同学说，大部分浏览器使用v1.2版本连接我的网站，那么为了兼容老设备，服务器同时也只支持v1.0和v1.1版本，有何不可？还是安全性，只要你的服务器存在v1.0和v1.1版本，攻击者就会强制让你从v1.2降级到老版本，从而带来安全风险。

另外一个原因是如果想支持HTTP/2协议，必须构建于 TLS 1.2协议，它不支持 TLS 1.0 和 TLS 1.2版本。

TLS测试

可以通过openssl这个工具，使用以下命令来测试服务器端使用哪个版本的TLS。

openssl s_client -connect www.baidu.com:443 -tls1 2> /dev/null | grep -i -E "cipher|protocol"
openssl s_client -connect www.baidu.com:443 -tls1_1 2> /dev/null | grep -i -E "cipher|protocol"
openssl s_client -connect www.baidu.com:443 -tls1_2 2> /dev/null | grep -i -E "cipher|protocol"
openssl s_client -connect www.baidu.com:443 -tls1_3 2> /dev/null | grep -i -E "cipher|protocol"

如果不支持此TLS版本的话，会显示类似以下信息：

New, (NONE), Cipher is (NONE)
    Protocol  : TLSv1.1
    Cipher    : 0000

支持此TLS版本的话，会显示类似以下信息：

New, TLSv1/SSLv3, Cipher is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
    Protocol  : TLSv1.2
    Cipher    : ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256

nginx配置

nginx 有个ssl_protocols参数，用于配置支持的SSL版本。但是重点在于，需要在配有default_server的server域里面配置才可以生效。
比如：

server {
    listen 80 default_server;
    listen 443 default_server;

    server_name _;

    ssl_certificate /usr/local/nginx/conf/ssl/www.pem;
    ssl_certificate_key /usr/local/nginx/conf/ssl/www.key;

    access_log /usr/local/nginx/logs/default.access.log;
    error_log /usr/local/nginx/logs/default.error.log;

    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers EECDH+AES128:RSA+AES128:EECDH+AES256:RSA+AES256:EECDH+3DES:RSA+3DES:!MD5;
    ssl_prefer_server_ciphers on;

    location / {
            ...
    }
}

TLSv1.1 和 TLSv1.2 参数（1.1.13、1.0.12）仅在使用 OpenSSL 1.0.1 或更高版本时有效。
TLSv1.3 参数 (1.13.0) 仅在使用 OpenSSL 1.1.1 或更高版本时有效。

修改完后，执行nginx -s reload重载生效即可。

在 Tim Butler 的《NGINX Cookbook》中提到

We add the defanlt_server so that NGINX has a default configuration it will use during the negotiation phase. This is because the Server Name Indication(SNI) only occurs after the connection has been negotiated.Without specifying the default_server directive, the initial handshake would revert to TLS 1.0(the NGINX default).
我们添加了 defanlt_server 以便 NGINX 有一个默认配置，它将在协商阶段使用。这是因为Server Name Indication(SNI)仅在协商连接后发生，如果没有指定 default_server 指令，初始握手将恢复为 TLS 1.0（NGINX 默认值）。

所以需要把ssl_protocols配置在default_server的server域里，在建立连接协商阶段就决定使用TLS哪个版本来建立连接。

参考：
https://serverfault.com/questions/704376/disable–tls-1-0-in–nginx/704382
https://www.jianshu.com/p/c2ab354b679a
https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E5%82%B3%E8%BC%B8%E5%B1%A4%E5%AE%89%E5%85%A8%E6%80%A7%E5%8D%94%E5%AE%9A

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