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SSL/TLS高强度加密:如何...?

这个问题的解决方案是简单而且直接的,只是为了给读者做做练习。

-- 标准教科书

由于SSL、HTTP、Apache三者共同对请求进行处理,这使得在支持SSL的web服务器上实现特殊的安全制约变得不那么简单。本节介绍了普通情况下的解决方案,作为找出最终方案的第一步。采用这些方案以前,先要尽量地去理解,不了解其限制和相关性就贸然使用是最糟糕的了。

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加密方案和强制性高等级安全

如何建立一个仅使用SSLv2的服务器?

可以这样建立一个仅使用SSLv2协议及其密码算法的服务器:

httpd.conf

SSLProtocol -all +SSLv2
SSLCipherSuite SSLv2:+HIGH:+MEDIUM:+LOW:+EXP

如何建立一个仅接受高强度加密请求的SSL服务器?

如下设置为仅使用最强的七种密码算法:

httpd.conf

SSLProtocol all
SSLCipherSuite HIGH:MEDIUM

如何建立一个仅接受高强度加密请求的SSL服务器,而又允许对外浏览器使用更强的加密?

这个功能被称为以服务器为网关的加密(Server Gated Cryptography[SGC]),在随mod_ssl发布的README.GlobalID文档中有详细说明。简单地说就是:服务器拥有一个由来自Verisign的一个特殊的CA证书签发的服务器身份证,从而在对外浏览器上实现高强度加密。其过程如下:浏览器使用对外密码进行连接,服务器返回其全局ID身份证,浏览器校验后在后继HTTP通讯产生之前提升其密码组。现在的问题是:如何允许这样的提升,而又强制性地使用高强度加密。换句话说就是:浏览器必须在开始连接时就使用高强度加密,或者提升到高强度加密,但是维持对外密码是不允许的。以下巧妙地解决了这个问题:

httpd.conf

# 允许在初始握手阶段使用所有的密码,以允许对外服务器通过SGC功能提升密码组
SSLCipherSuite ALL:!ADH:RC4+RSA:+HIGH:+MEDIUM:+LOW:+SSLv2:+EXP:+eNULL

<Directory /usr/local/apache2/htdocs>
# 但是最终会拒绝所有没有提升密码组的浏览器
SSLRequire %{SSL_CIPHER_USEKEYSIZE} >= 128
</Directory>

如何建立接受所有类型密码的SSL服务器,但对特定的URL实施高强度加密?

显然,不能使用服务器全局设置SSLCipherSuite,它会限制密码为强类型。但是,mod_ssl允许重配置针对目录的密码组,并自动进行一个带有服从新配置的SSL参数的重协商。因此,其解决方案成了:

# 在一般情况下的处理是宽松的
SSLCipherSuite ALL:!ADH:RC4+RSA:+HIGH:+MEDIUM:+LOW:+SSLv2:+EXP:+eNULL

<Location /strong/area>
# 但对于 https://hostname/strong/area/ 及其以下的内容要求高强度密码
SSLCipherSuite HIGH:MEDIUM
</Location>

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客户认证和访问控制

在知道所有客户的情况下,如何实现基于证书的客户认证?

如果你了解你的用户群体(比如:一个封闭的用户组),正如在一个Intranet中,则可以使用一般的证书认证。所有要做的事情只是,建立由你自己的CA证书签发的客户证书ca.crt ,并依此证书校验客户。

httpd.conf

# require a client certificate which has to be directly
# signed by our CA certificate in ca.crt
SSLVerifyClient require
SSLVerifyDepth 1
SSLCACertificateFile conf/ssl.crt/ca.crt

如何针对一个特定的URL对客户实施基于证书的认证,而同时又允许任何客户访问服务器其余部分?

这又要用到mod_ssl提供的针对目录的重配置功能:

httpd.conf

SSLVerifyClient none
SSLCACertificateFile conf/ssl.crt/ca.crt

<Location /secure/area>
SSLVerifyClient require
SSLVerifyDepth 1
</Location>

如何针对某些URL对特定的客户实施基于证书的认证,而同时又允许任何客户访问服务器其余部分?

其关键在于对客户证书的各个组成部分进行验证,一般就是指验证 Distinguished Name (DN) 的全部或部分。有基于mod_auth_basic和基于SSLRequire类型的两种方法以验证。第一种方法适合用于客户完全属于不同类型,并为所有客户建立了密码数据库的情形;第二种方法适用于客户都属于一个被编码写入DN的公共分级的一部分的情形,因为匹配客户会更容易。

第一种方法:

httpd.conf

SSLVerifyClient      none
<Directory /usr/local/apache2/htdocs/secure/area>

SSLVerifyClient      require
SSLVerifyDepth       5
SSLCACertificateFile conf/ssl.crt/ca.crt
SSLCACertificatePath conf/ssl.crt
SSLOptions           +FakeBasicAuth
SSLRequireSSL
AuthName             "Snake Oil Authentication"
AuthType             Basic
AuthBasicProvider    file
AuthUserFile         /usr/local/apache2/conf/httpd.passwd
require              valid-user
</Directory>

httpd.passwd

/C=DE/L=Munich/O=Snake Oil, Ltd./OU=Staff/CN=Foo:xxj31ZMTZzkVA
/C=US/L=S.F./O=Snake Oil, Ltd./OU=CA/CN=Bar:xxj31ZMTZzkVA
/C=US/L=L.A./O=Snake Oil, Ltd./OU=Dev/CN=Quux:xxj31ZMTZzkVA

第二种方法:

httpd.conf

SSLVerifyClient      none
<Directory /usr/local/apache2/htdocs/secure/area>

  SSLVerifyClient      require
  SSLVerifyDepth       5
  SSLCACertificateFile conf/ssl.crt/ca.crt
  SSLCACertificatePath conf/ssl.crt
  SSLOptions           +FakeBasicAuth
  SSLRequireSSL
  SSLRequire       %{SSL_CLIENT_S_DN_O}  eq "Snake Oil, Ltd." \
               and %{SSL_CLIENT_S_DN_OU} in {"Staff", "CA", "Dev"}
</Directory>

如何要求来自Internet的客户使用强密码的HTTPS,并对其访问Intranet站点的子区域实施或者基本的或者客户证书的认证,而同时又允许Intranet的客户进行普通的HTTP访问?

假设Intranet客户的IP地址是192.160.1.0/24,Intranet站点子区域的URL是/subarea ,则可以在HTTPS虚拟主机以外这样配置(以同时作用于HTTPS和HTTP):

httpd.conf

SSLCACertificateFile conf/ssl.crt/company-ca.crt

<Directory /usr/local/apache2/htdocs>
# subarea以外的区域只允许来自Intranet的访问
Order                deny,allow
Deny                 from all
Allow                from 192.168.1.0/24
</Directory>

<Directory /usr/local/apache2/htdocs/subarea>
# 在subarea以内,允许所有来自Intranet的访问,
# 但对来自Internet的访问,仅允许HTTPS+Strong-Cipher+Password
# 或者HTTPS+Strong-Cipher+Client-Certificate

# 如果使用了HTTPS,则确保使用高强度加密
# 同时允许客户以基本认证的形式认证
SSLVerifyClient      optional
SSLVerifyDepth       1
SSLOptions           +FakeBasicAuth +StrictRequire
SSLRequire           %{SSL_CIPHER_USEKEYSIZE} >= 128

# 强制来自Internet的客户使用HTTPS
RewriteEngine        on
RewriteCond          %{REMOTE_ADDR} !^192\.168\.1\.[0-9]+$
RewriteCond          %{HTTPS} !=on
RewriteRule          .* - [F]

# 允许网络访问和基本认证
Satisfy              any

# 控制网络访问
Order                deny,allow
Deny                 from all
Allow                192.168.1.0/24

# HTTP基本认证
AuthType             basic
AuthName             "Protected Intranet Area"
AuthBasicProvider    file
AuthUserFile         conf/protected.passwd
Require              valid-user
</Directory>