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的状态码,SSL剥离的实施方法是阻止浏览器与服

日期:2019-12-03编辑作者:美高梅娱乐平台登录

你所不知道的 HSTS

2015/10/24 · HTML5 · HSTS

原文出处: 李靖(@Barret李靖)   

很多人听说过也看到过 301、302,但是几乎从来没有看到过 303 和 307 的状态码。今天在淘宝首页看到了 307 状态码,于是摸索了一把。

最近对我的个人网站启用了Https,所以想设置http默认自动转https访问的功能,但又不想总让服务端做转发操作,那样浪费资源。那么有什么好的办法呢?

HTTP 严格传输安全(HSTS)是一种安全功能,web 服务器通过它来告诉浏览器仅用 HTTPS 来与之通讯,而不是使用 HTTP。本文会说明如何在 Apache2、Nginx 和 Lighttpd 上如何启用 HSTS。在主流的 web 服务器上测试通过: Nginx 1.1.19、 Lighttpd 1.4.28 和 Apache 2.2.22 ,环境为 Ubuntu 12.04、 Debian 6 & 7 和 CentOS 6,只需要调整部分参数就可以工作在其它的发行版上。
什么是 HTTP 严格传输安全?

中间人劫持

起因是这样,https 使用的是 443 端口进行数据传输,而浏览器的默认端口是

  1. 劫持者首先劫持用户的 80 端口,当用户向目标页发起请求时,劫持者模拟正常的 https 请求向源服务器获取数据,然后通过 80 端口返回给用户,大概可以看下下面两张图:

图片 1

用户一般不会在地址栏输入   ,而是习惯性输入 taobao.com  ,此时浏览器走的是 http,请求到达服务器之后,服务器告诉浏览器 302 跳转

Location:

1
Location: https://www.taobao.com

然后浏览器重新请求,通过 HTTPS 方式,443 端口通讯。而正因为用户不是直接输入 https:// 链接,劫持者利用这一点:

图片 2

只要能够劫持你的网络,比如路由劫持、DNS劫持,就可以作为中间人注入代码、替换广告。。。(上了 https 也拗不过电信,真是日了够了)

这种劫持出现在两种情况下:

  • 用户没有通过准确的方式访问页面,除非输入 https:// ,否则浏览器默认以 http 方式访问
  • HTTPS 页面的链接中包含 http,这个 http 页面可能被劫持

302跳转

通常将 HTTP 请求 302 跳转到 HTTPS,但有问题:

1.不安全,302 跳转会暴露用户访问站点,易被劫持。

2.多增加一次访问,使得客户端响应速度慢。302 跳转需要一个 RTT(The role of packet loss and round-trip time),浏览器执行跳转也需要时间。

引用自 Mozilla Developer Network:

启用 HSTS

HSTS,HTTP Strict Transport Security,简单说就是强制客户端使用 HTTPS 访问页面。其原理就是:

  • 在服务器响应头中添加  Strict-Transport-Security ,可以设置  max-age
  • 用户访问时,服务器种下这个头
  • 下次如果使用 http 访问,只要 max-age 未过期,客户端会进行内部跳转,可以看到 307 Redirect Internel 的响应码
  • 变成 https 访问源服务器

这个过程有效避免了中间人对 80 端口的劫持。但是这里存在一个问题:如果用户在劫持状态,并且没有访问过源服务器,那么源服务器是没有办法给客户端种下 Strict-Transport-Security  响应头的(都被中间人挡下来了)。

启用 HSTS 不仅仅可以有效防范中间人攻击,同时也为浏览器节省来一次 302/301 的跳转请求,收益还是很高的。我们的很多页面,难以避免地出现 http 的链接,比如 help 中的链接、运营填写的链接等,这些链接的请求都会经历一次 302,对于用户也是一样,收藏夹中的链接保存的可能也是 http 的。

HSTS

302 跳转是由浏览器触发的,服务器无法完全控制,这个需求导致了 HSTS(HTTP Strict Transport Security)的诞生。HTSP 就是添加 header 头(add_header Strict-Transport-Security max-age=15768000;includeSubDomains),告诉浏览器网站使用 HTTPS 访问,支持HSTS的浏览器就会在后面的请求中直接切换到 HTTPS。在 Chrome 中会看到浏览器自己会有个 307 Internal Redirect 的内部重定向。在一段时间内也就是max-age定义的时间,不管用户输入 www.liberalman.cn 还是 http://www.liberalman.cn ,都会默认将请求内部跳转到https://www.liberalman.cn 。

采用HSTS协议的网站将保证浏览器始终连接到该网站的HTTPS加密版本,不需要用户手动在URL地址栏中输入加密地址。

该协议将帮助网站采用全局加密,用户看到的就是该网站的安全版本。

HSTS的作用是强制客户端(如浏览器)使用HTTPS与服务器创建连接。服务器开启HSTS的方法是,当客户端通过HTTPS发出请求时,在服务器返回的超文本传输协议响应头中包含Strict-Transport-Security字段。非加密传输时设置的HSTS字段无效。

比如,https://www.liberalman.cn 的响应头含有Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubDomains。这意味着两点:
在接下来的一年(即31536000秒)中,浏览器只要向xxx或其子域名发送HTTP请求时,必须采用HTTPS来发起连接。比如,用户点击超链接或在地址栏输入 http://www.liberalman.cn/ ,浏览器应当自动将 http 转写成 https,然后直接向 https://www.liberalman.cn/ 发送请求。

在接下来的一年中,如果 www.liberalman.cn 服务器发送的TLS证书无效,用户不能忽略浏览器警告继续访问网站。

服务器端配置HSTS,减少302跳转,其实HSTS的最大作用是防止302 HTTP劫持。HSTS的缺点是浏览器支持率不高,另外配置HSTS后HTTPS很难实时降级成HTTP。同时,也建议启用SPDY来提高性能,不累述。

  •     如果一个 web 服务器支持 HTTP 访问,并将其重定向到 HTTPS 访问的话,那么访问者在重定向前的初始会话是非加密的。举个例子,比如访问者输入 或直接输入 foo.com 时。
  •     这就给了中间人攻击的一个机会,重定向可能会被破坏,从而定向到一个恶意站点而不是应该访问的加密页面。
  •     HTTP 严格传输安全(HSTS)功能使 Web 服务器告知浏览器绝不使用 HTTP 访问,在浏览器端自动将所有到该站点的 HTTP 访问替换为 HTTPS 访问。

307 状态码

在 GET、HEAD 这些幂等的请求方式上,302、303、307 没啥区别,而对于 POST 就不同了,大部分浏览器 都会302 会将 POST 请求转为 GET,而 303 是规范强制规定将 POST 转为 GET 请求,请求地址为 header 头中的 Location,307 则不一样,规范要求浏览器继续向 Location 的地址 POST 内容。

而在 HSTS 中,307 可以被缓存,缓存时间根据 max-age 而定,一般建议缓存 1 年甚至更长。

nginx如何配置HSTS

在nginx的配置中,在https的server站点添加如下头部:

add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubdomains; preload";

这样当第一次以https方式访问我的网站,nginx则会告知客户端的浏览器,以后即便地址栏输入http,也要浏览器改成https来访问我的nginx服务器。是不是很爽,服务器再也不管http转发到https这档子事了,由浏览器自己把http改名字为https再来请求服务器,这不就减少了访问服务器的次数了吗,节省了不少资源。

实测效果,重启nginx后,第一次访问用了http,发现没有跳转。当然不跳了,人家HSTS生效是要你访问https才生效的。然后输入了https的网址,下来再重新输入http,神奇了,真的浏览器自己替换成了https,再试试依然会替换,看我的配置,大概会维持63072000s吧,哈哈。

如果用户第一次访问是http,以后还是http,就是不用一次https,那我们岂不是一直不能是的HSTS生效了?所以这里再加个配置,在http站点的server下,添加配置

return 301 https://$host;

这样当客户端访问http的时候,nginx就给他转到https上去,那访问了一次https后,以后浏览器自己就往https上转了,发到nginx的也就是https的请求了!

另外如果为了避免点击劫持,还要添加 X-Frame-Options 头部,确保不会嵌入到frame 或 iframe,使得网站的内容不会嵌入到其他网站。

add_header X-Frame-Options "DENY";

以下引自维基百科:

HSTS 存在的坑

  • 纯 IP 的请求,HSTS 没法处理,比如 http://2.2.2.2 , 即便响应头中设置了 STS,浏览器也不会理会(未测试)
  • HSTS 只能在 80 和 443 端口之间切换,如果服务是 8080 端口,即便设置了 STS,也无效(未测试)
  • 如果浏览器证书错误,一般情况会提醒存在安全风险,然是依然给一个链接进入目标页,而 HSTS 则没有目标页入口,所以一旦证书配置错误,就是很大的故障了
  • 如果服务器的 HTTPS 没有配置好就开启了 STS 的响应头,并且还设置了很长的过期时间,那么在你服务器 HTTPS 配置好之前,用户都是没办法连接到你的服务器的,除非 max-age 过期了。
  • HSTS 能让你的网站在 ssllab 上到 A+(这不是坑)

浏览器支持

Chromium和Google Chrome从4.0.211.0版本开始支持HSTS

Firefox 4及以上版本

Opera 12及以上版本

Safari从OS X Mavericks起

Internet Explorer从Windows 10技术预览版开始支持,之后微软又向IE11用户推送了支持HSTS的更新。

    HSTS 可以用来抵御 SSL 剥离攻击。SSL 剥离攻击是中间人攻击的一种,由 Moxie Marlinspike 于2009年发明。他在当年的黑帽大会上发表的题为 “New Tricks For Defeating SSL In Practice” 的演讲中将这种攻击方式公开。SSL剥离的实施方法是阻止浏览器与服务器创建HTTPS连接。它的前提是用户很少直接在地址栏输入

小结

本文简单说明了 HSTS 的基本原理和相关内容,他在全站 https 下有一个较大的正向作用,推荐使用。

P.S:在 Chrome 中打开 chrome://net-internals/#hsts,添加域名之后,可以让浏览器强制对该域名启用 https,所有的 http 请求都会内部转到 https。

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图片 3

缺点

HSTS并不是HTTP会话劫持的完美解决方案。用户首次访问某网站是不受HSTS保护的。这是因为首次访问时,浏览器还未收到HSTS,所以仍有可能通过明文HTTP来访问。如果他们通过HTTP访问HSTS保护的网站时:

  • 以前从未访问过该网站
  • 最近重新安装了其操作系统
  • 最近重新安装了其浏览器
  • 切换到新的浏览器
  • 切换到一个新的设备如移动电话
  • 删除浏览器的缓存
  • 最近没访问过该站并且max-age过期了

解决这个不足目前有两种方案

一是浏览器预置HSTS域名列表,Google Chrome、Firefox、Internet Explorer和Spartan实现了这一方案。google坚持维护了一个“HSTS preload list”的站点域名和子域名,并通过https://hstspreload.appspot.com/提交其域名。该域名列表被分发和硬编码到主流的web浏览器。客户端访问此列表中的域名将主动的使用HTTPS,并拒绝使用HTTP访问该站点。
一旦设置了STS头部或者提交了你的域名到HSTS预加载列表,这是不可能将其删除的。这是一个单向的决定使你的域名通过HTTPS可用的。

二是将HSTS信息加入到域名系统记录中。但这需要保证DNS的安全性,也就是需要部署域名系统安全扩展。截至2014年这一方案没有大规模部署。

由于HSTS会在一定时间后失效(有效期由max-age指定),所以浏览器是否强制HSTS策略取决于当前系统时间。部分操作系统经常通过网络时间协议更新系统时间,如Ubuntu每次连接网络时,OS X Lion每隔9分钟会自动连接时间服务器。攻击者可以通过伪造NTP信息,设置错误时间来绕过HSTS。解决方法是认证NTP信息,或者禁止NTP大幅度增减时间。比如Windows 8每7天更新一次时间,并且要求每次NTP设置的时间与当前时间不得超过15小时。


创建于 2017-05-18 成都,更新于 2017-05-18 成都

该文章在以下平台同步

  • LIBERALMAN: https://www.liberalman.cn/article/91
  • CSDN: http://blog.csdn.net/socho/article/details/72456008
  • 简书:
  • [1] 引用

    HSTS可以很大程度上解决SSL剥离攻击,因为只要浏览器曾经与服务器创建过一次安全连接,之后浏览器会强制使用HTTPS,即使链接被换成了HTTP。

    另外,如果中间人使用自己的自签名证书来进行攻击,浏览器会给出警告,但是许多用户会忽略警告。HSTS解决了这一问题,一旦服务器发送了HSTS字段,用户将不再允许忽略警告。

场景举例:

    当你通过一个无线路由器的免费 WiFi 访问你的网银时,很不幸的,这个免费 WiFi 也许就是由黑客的笔记本所提供的,他们会劫持你的原始请求,并将其重定向到克隆的网银站点,然后,你的所有的隐私数据都曝光在黑客眼下。

    严格传输安全可以解决这个问题。如果你之前使用 HTTPS 访问过你的网银,而且网银的站点支持 HSTS,那么你的浏览器就知道应该只使用 HTTPS,无论你是否输入了 HTTPS。这样就防范了中间人劫持攻击。

注意,如果你之前没有使用 HTTPS 访问过该站点,那么 HSTS 是不奏效的。网站需要通过 HTTPS 协议告诉你的浏览器它支持 HSTS。

服务器开启 HSTS 的方法是,当客户端通过HTTPS发出请求时,在服务器返回的 HTTP 响应头中包含 Strict-Transport-Security 字段。非加密传输时设置的HSTS字段无效。
在 Apache2 中设置 HSTS

编辑你的 apache 配置文件(如 /etc/apache2/sites-enabled/website.conf 和 /etc/apache2/httpd.conf ),并加以下行到你的 HTTPS VirtualHost:

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