基于flask的网站如何使用https加密通信-问题记录

项目场景：

项目场景：基于flask的网站使用https加密通信一文中遇到的问题记录

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问题1

问题描述

使用下面的命令生成自签名的SSL/TLS证书和私钥

openssl req -new -x509 -days 365 -nodes -out cert.pem -keyout key.pem

• openssl: 这是调用OpenSSL程序的命令。
• req: 这是OpenSSL的请求(certificate request)命令，用于生成证书请求或自签名证书。
• -new: 这个选项告诉OpenSSL创建一个新的证书请求或证书。
• -x509: 这个选项指示OpenSSL生成一个X.509格式的证书。
• -days 365: 这个选项设置证书的有效期为365天。
• -nodes: 这个选项指定在生成私钥时不使用密码，即生成的私钥不会被加密。
• -out cert.pem: 这个选项指定生成的证书文件的名称和路径，这里是cert.pem。
• -keyout key.pem: 这个选项指定生成的私钥文件的名称和路径，这里是key.pem。

执行这个命令后，得到两个文件：cert.pem（证书文件）和key.pem（私钥文件）。这些文件可以用于配置Web服务器或其他需要SSL/TLS证书的服务。

这种方式生成的证书无法被浏览器信任，会在浏览器中产生安全警告, 即使在本地windows系统安装cert.pem证书后， 仍然提示不安全。

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原因分析

• 原因未知

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解决步骤

• 浏览器安装证书文件后仍然发出安全提示。
• 升级openssl后重新生成证书和私钥， 仍然发出安全提示。
  • 查看openssl版本 , 版本有点老， 于是决定升级为1.1.1k

    [root@centos~]# openssl version 
    OpenSSl 1.0.2k-fips	26 Jan 2017
    

  • openssl 升级命令

    # 步骤 1: 下载 OpenSSL 1.1.1k
    wget https://www.openssl.org/source/openssl-1.1.1k.tar.gz
    # 步骤 2: 解压源代码
    tar -zxvf openssl-1.1.1k.tar.gz
    # 步骤 3: 编译并安装
    cd openssl-1.1.1k
    ./config --prefix=/usr/local/openssl --openssldir=/usr/local/ssl shared zlib
    make
    sudo make install
    # 步骤 4: 首先备份旧版本的OpenSSL，然后创建软链接
    mv /usr/bin/openssl /usr/bin/openssl.bak
    sudo ln -s /usr/local/openssl/bin/openssl /usr/bin/openssl
    sudo ln -s /usr/local/openssl/include/openssl /usr/include/openssl
    # 更新动态链接库
    sudo echo "/usr/local/openssl/lib" | sudo tee -a /etc/ld.so.conf
    sudo ldconfig
    # 验证新版本
    openssl version
    

• 生成CA证书， 通过CA证书生成网站证书， 仍然发出安全提示。
  • OpenSSL生成CA证书的步骤

    #  步骤 1: 生成私钥, 使用以下命令生成CA的私钥。建议使用2048位或更高位数以确保安全性。
    openssl genpkey -algorithm RSA -out ca.key -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048
    # 步骤 2: 创建自签名CA证书：
    # 使用私钥生成一个自签名的CA证书。你需要提供证书有效期、组织信息等。
    openssl req -new -x509 -days 3650 -key ca.key -out ca.crt \
    -subj "/C=US/ST=YourState/L=YourCity/O=YourOrganization/CN=YourCommonName"
    # 验证CA证书, 使用以下命令检查生成的CA证书是否正确：
    openssl x509 -in ca.crt -noout -text
    

  • CA证书生成网站服务器证书步骤

    # 如果你需要生成服务器证书，并由CA签名，你可以创建一个CSR，然后使用CA的私钥来签发证书：
    # 步骤 1:生成服务器的私钥
    openssl genpkey -algorithm RSA -out server.key -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048
    # 步骤 2: 创建CSR
    openssl req -new -key server.key -out server.csr \
    -subj "/C=US/ST=YourState/L=YourCity/O=YourOrganization/CN=YourServerName"
    # 步骤 3:使用CA的私钥和证书签发证书
    openssl x509 -req -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial \
    -out server.crt -days 365 -sha256
    # 验证签发的证书， 使用以下命令检查签发的证书是否正确：
    openssl x509 -in server.crt -noout -text
    

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解决方案

1. 方案一

   • 配置文件
     在myflaskapp/certs下创建文件·myflaskapp.com.conf, 增加下面配置信息

     [req]
     prompt                  = no
     default_bits            = 4096
     default_md              = sha256
     encrypt_key             = no
     string_mask             = utf8onlydistinguished_name      = cert_distinguished_name
     req_extensions          = req_x509v3_extensions
     x509_extensions         = req_x509v3_extensions[ cert_distinguished_name ]
     C  = CN
     ST = BJ
     L  = BJ
     O  = HomeLab
     OU = HomeLab
     CN = myflaskapp.com[req_x509v3_extensions]
     basicConstraints        = critical,CA:true
     subjectKeyIdentifier    = hash
     keyUsage                = critical,digitalSignature,keyCertSign,cRLSign #,keyEncipherment
     extendedKeyUsage        = critical,serverAuth,clientAuth
     subjectAltName          = @alt_names[alt_names]
     DNS.1 = myflaskapp.com
     DNS.2 = *.myflaskapp.com
     

   • 生成 SSL 证书和私钥：
     我们还需要一个 SSL 证书和私钥， 基于配置文件，使用 OpenSSL 来生成自签名的证书, 如下所示：

     # 定义文件名称
     OUTPUT_FILENAME="myflaskapp.com"
     # 生成证书和私钥
     openssl req -x509 -newkey rsa:2048 \
     -keyout $OUTPUT_FILENAME.key \
     -out $OUTPUT_FILENAME.crt \
     -days 3600 -nodes \
     -config ${OUTPUT_FILENAME}.conf
     

     这将生成一个有效期为 3600 天的自签名证书 myflaskapp.com.crt 和私钥 myflaskapp.com.key。

2. 方案二

   使用mkcert命令。

   • 安装mkcert

     # 根据自己的系统，下载最新的二进制文件
     wget -O mkcert https://github.com/FiloSottile/mkcert/releases/download/v1.4.3/mkcert-v1.4.3-linux-amd64
     # 二进制文件添加可执行权限，并移动到 $PATH 中
     chmod +x mkcert
     mv mkcert /usr/local/bin/
     # 查看版本
     mkcert -version
     

   • 生成根证书

     mkcert -install
     

   • 生成服务器证书

     mkcert myflaskapp.com
     

   • PC安装根证书

     # 查看根证书位置
     mkcert -CAROOT
     /root/.local/share/mkcert
     

     /root/.local/share/mkcert中有两个文件：rootCA-key.pem 和 rootCA.pem。将 rootCA.pem 复制到 PC 上，并将其后缀改为 .crt。双击安装即可，注意选择受信任的根证书颁发机构。

问题2

问题描述

• Nginx反向代理， PC浏览器无法访问网站。 配置文件 myflaskapp/nginx/myflaskapp.conf 中设置反向代理规则如下:

  server {listen 80;server_name myflaskapp.com;return 301 https://$server_name$request_uri;
  }server {listen 443 ssl;server_name myflaskapp.com www.myflaskapp.com;ssl_certificate /etc/nginx/ssl/cert.pem;ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/key.pem;location / {proxy_pass http://127.0.0.1:5000;proxy_set_header Host $host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;}
  }
  

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原因分析

• nginx使用的是docker启动， proxy_pass http://127.0.0.1:5000 代理地址配置的容器的地址， 而容器内并没有web服务，所以代理没有成功

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解决方案

• 在 Nginx 配置文件 myflaskapp/nginx/myflaskapp.conf 中将 proxy_pass http://127.0.0.1:5000 代理地址的IP修改为宿主机IPproxy_pass http://<your-host-ip>:5000 即可。

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参考文章

• CentOS7.9下升级OpenSSL到OpenSSL 1.1.1k
• 一个一键即可生成SSL证书的工具，零配置，从此告别繁琐，Star 46K+！
• mkcert 使用指南：如何快速创建自签名 SSL 证书