Let's Encrypt,免费好用的 HTTPS 证书

提醒:本文最后更新于 2036 天前,文中所描述的信息可能已发生改变,请谨慎使用。

很早之前我就在关注 Let's Encrypt 这个免费、自动化、开放的证书签发服务。它由 ISRG(Internet Security Research Group,互联网安全研究小组)提供服务,而 ISRG 是来自于美国加利福尼亚州的一个公益组织。Let's Encrypt 得到了 Mozilla、Cisco、Akamai、Electronic Frontier Foundation 和 Chrome 等众多公司和机构的支持,发展十分迅猛。

申请 Let's Encrypt 证书不但免费,还非常简单,虽然每次只有 90 天的有效期,但可以通过脚本定期更新,配好之后一劳永逸。经过一段时间的观望,我也正式启用 Let's Encrypt 证书了,本文记录本站申请过程和遇到的问题。

我没有使用 Let's Encrypt 官网提供的工具来申请证书,而是用了 acme-tiny 这个更为小巧的开源工具。以下内容基本按照 acme-tiny 的说明文档写的,省略了一些我不需要的步骤。

ACME 全称是 Automated Certificate Management Environment,直译过来是自动化证书管理环境的意思,Let's Encrypt 的证书签发过程使用的就是 ACME 协议。有关 ACME 协议的更多资料可以在这个仓库找到。

创建帐号

首先创建一个目录,例如 ssl,用来存放各种临时文件和最后的证书文件。进入这个目录,创建一个 RSA 私钥用于 Let's Encrypt 识别你的身份:

openssl genrsa 4096 > account.key

创建 CSR 文件

接着就可以生成 CSR(Certificate Signing Request,证书签名请求)文件了。在这之前,还需要创建域名私钥(一定不要使用上面的账户私钥),根据证书不同类型,域名私钥也可以选择 RSA 和 ECC 两种不同类型。以下两种方式请根据实际情况二选一。

1)创建 RSA 私钥(兼容性好):

openssl genrsa 4096 > domain.key

2)创建 ECC 私钥(部分老旧操作系统、浏览器不支持。优点是证书体积小):

#secp256r1
openssl ecparam -genkey -name secp256r1 | openssl ec -out domain.key

#secp384r1
openssl ecparam -genkey -name secp384r1 | openssl ec -out domain.key

有关 ECC 证书的更多介绍,请点击这里

有了私钥文件,就可以生成 CSR 文件了。在 CSR 中推荐至少把域名带 www 和不带 www 的两种情况都加进去,其它子域可以根据需要添加(目前一张证书最多可以包含 100 个域名):

openssl req -new -sha256 -key domain.key -subj "/" -reqexts SAN -config <(cat /etc/ssl/openssl.cnf <(printf "[SAN]\nsubjectAltName=DNS:yoursite.com,DNS:www.yoursite.com")) > domain.csr

执行这一步时,如果提示找不到 /etc/ssl/openssl.cnf 文件,请看看 /usr/local/openssl/ssl/openssl.cnf 是否存在。如果还是不行,也可以使用交互方式创建 CSR(需要注意 Common Name 必须为你的域名):

openssl req -new -sha256 -key domain.key -out domain.csr

配置验证服务

我们知道,CA 在签发 DV(Domain Validation)证书时,需要验证域名所有权。传统 CA 的验证方式一般是往 admin@yoursite.com 发验证邮件,而 Let's Encrypt 是在你的服务器上生成一个随机验证文件,再通过创建 CSR 时指定的域名访问,如果可以访问则表明你对这个域名有控制权。

首先创建用于存放验证文件的目录,例如:

mkdir ~/www/challenges/

然后配置一个 HTTP 服务,以 Nginx 为例:

server {
    server_name www.yoursite.com yoursite.com;

    location ^~ /.well-known/acme-challenge/ {
        alias /home/xxx/www/challenges/;
        try_files $uri =404;
    }

    location / {
        rewrite ^/(.*)$ https://yoursite.com/$1 permanent;
    }
}

以上配置优先查找 ~/www/challenges/ 目录下的文件,如果找不到就重定向到 HTTPS 地址。这个验证服务以后更新证书还要用到,建议一直保留。

获取网站证书

先把 acme-tiny 脚本保存到之前的 ssl 目录:

wget https://raw.githubusercontent.com/diafygi/acme-tiny/master/acme_tiny.py

指定账户私钥、CSR 以及验证目录,执行脚本:

python acme_tiny.py --account-key ./account.key --csr ./domain.csr --acme-dir ~/www/challenges/ > ./signed.crt

如果一切正常,当前目录下就会生成一个 signed.crt,这就是申请好的证书文件。

如果你把域名 DNS 解析放在国内,这一步很可能会遇到类似这样的错误:

ValueError: Wrote file to /home/xxx/www/challenges/oJbvpIhkwkBGBAQUklWJXyC8VbWAdQqlgpwUJkgC1Vg, but couldn't download http://www.yoursite.com/.well-known/acme-challenge/oJbvpIhkwkBGBAQUklWJXyC8VbWAdQqlgpwUJkgC1Vg

这是因为你的域名很可能在国外无法解析,可以找台国外 VPS 验证下。我的域名最近从 DNSPod 换到了阿里云解析,最后又换到了 CloudXNS,就是因为最近前两家在国外都很不稳定。如果你也遇到了类似情况,可以暂时使用国外的 DNS 解析服务商,例如 dns.he.net。如