Docker使用 linuxserver/letsencrypt 生成SSL证书最全解析及实践

ゝ一纸荒年。 2022-05-12 02:08 226阅读 0赞

本文使用http和dns两种校验方式对docker下linuxserver/letsencrypt 项目进行了实践,生成SpringBoot可用证书，并使用nginx的htpasswd来对网站进行密码保护,并测试使用fail2ban防止htpasswd被暴力破解.全文基于linuxserver/letsencrypt 官方文档及其他官方资料并根据作者实践进行详细解析和记录.

### 文章目录 ###

*   *  一 介绍
     *   *  linuxserver/letsencrypt
         *  1 使用
         *  2 参数
     *  二 实践
     *   *  使用\*\*http\*\*方式验证
         *  使用\*\*dns\*\*方式验证
         *   *  第一步 完成域名服务器配置
             *  第二步 完成域名服务器API-KEY相关配置并启动
     *  三 设置
     *   *  1. 安全和密码保护
         *  2. 站点配置和反向代理
         *   *  1. 默认配置文件
             *  2. 拒绝搜索引擎抓取
             *  3. 使用预设的配置文件
         *  3. 证书相关
         *   *  1. 证书种类
             *  2. 在其他容器中使用证书
             *  3. 在SpringBoot 下使用
         *  4. fail2ban
         *   *  1. 文件结构
             *  2. 使用说明
             *  3. 默认配置
             *  4. 测试

## 一 介绍 ##

### linuxserver/letsencrypt ###

这个容器设置了一个Nginx服务器,支持php的反向代理和一个内置的letsencrypt客户端,可以自动化生成或更新SSL服务器证书.它还包含用于防御入侵的fail2ban.

### 1 使用 ###

docker create \
      --cap-add=NET_ADMIN \
      --name=letsencrypt \
      -v <path to data>:/config \
      -e PGID=<gid> -e PUID=<uid>  \
      -e EMAIL=<email> \
      -e URL=<url> \
      -e SUBDOMAINS=<subdomains> \
      -e VALIDATION=<method> \
      -p 80:80 -p 443:443 \
      -e TZ=<timezone> \
      linuxserver/letsencrypt

### 2 参数 ###

*  `--cap-add=NET_ADMIN` cap-add即Add Linux capabilities 添加linux内核能力,这里具体添加的能力是`允许执行网络管理任务`,这是因为fail2ban需要修改iptables
 *  `-p 80 -p 443` \- 端口
 *  `-v /config` \- 包括webroot在内的所有配置文件都保存在此处
 *  `-e URL` \- 顶级域名 (完全拥有则如:“[customdomain.com][]” , 动态dns则如"[customsubdomain.ddnsprovider.com][]" )
 *  `-e SUBDOMAINS` \- 证书覆盖的子域名 (逗号分隔，无空格) .如 `www,ftp,cloud`.对于通配符证书, 请将此明确地设置为`通配符` (通配符证书只允许通过**dns**方式验证)
 *  `-e VALIDATION` \- letsencrypt验证方法，选项是**http**，**tls-sni**或者**dns**  
    不同校验方式的区别:
    
     *  **http**校验  
        需要使用到80端口,故宿主机80端口应该转发到容器的80端口.
     *  **tls-sni**校验  
        需要使用到443端口,故宿主机443端口应该转发到容器的443端口.  
        注意:由于安全漏洞，letsencrypt禁用了tls-sni验证,使用该方式会报错:**Client with the currently selected authenticator does not support any combination of challenges that will satisfy the CA.**
     *  **dns**验证  
        需要设置**DNSPLUGIN**变量(不是所有的DNS服务商都支持),并且需要在`/config/dns-conf` 文件夹下输入凭据到相应的ini文件里,但无法通过端口验证时可使用这种方法验证
 *  `-e PGID` 设置 GroupID
 *  `-e PUID` 设置 UserID  
    通过指定用户ID和所属群的ID来避免数据卷挂载(**-v**)时容器和宿主机直接可能产生的权限问题.最好让挂载的数据卷目录的拥有者和指定的用户统一.  
    另外,需要注意,不能指定root用户(即PGID=0,PUID=0),否则会一直报错(但不影响使用)

#宿主机root用户环境下使用例子(非官方,仅供参考)
    
    #创建要挂载的目录,此时该目录属root用户和root组
    mkdir /opt/letsencrypt
    #创建docker用户(默认会顺带新建同名Group)
    useradd dockeruser
    #修改文件夹归属(R代表递归操作,文件夹下的也一并修改)
    chown -R dockeruser:dockeruser /opt/letsencrypt
    #查看dockeruser的用户id和群id
    id dockeruser

*  `-e TZ` \- 时区 如 **America/New\_York**  
    注,上海时区为**Asia/Shanghai**

*可选设置:*

*  `-e DNSPLUGIN` \- 如果 `VALIDATION` 设置为 `dns`则此项必选. 选项有 `cloudflare`, `cloudxns`, `digitalocean`, `dnsimple`, `dnsmadeeasy`, `google`, `luadns`, `nsone`, `rfc2136` and `route53`. 还需要在`/config/dns-conf` 文件夹下输入凭据到相应的ini文件里,这里推荐使用**cloudflare**,免费而且好用.
    
     *  使用Cloudflare服务的话应确保设置为**dns only**而非**dns + proxy**(事实上Cloudflare的proxy已经提供免费自动SSL服务了,也就没有本文的必要)
     *  Google dns插件的使用对象是企业付费产品"Google Cloud DNS"而非"Google Domains DNS"
 *  `-e EMAIL` \- 您的证书注册和通知的电子邮件地址
 *  `-e DHLEVEL` \- dhparams位值（默认值= 2048，可设置为1024或4096）
 *  `-p 80` \- `VALIDATION`设置为`http`而不是`dns`或`tls-sni`时需要**80**端口进行转发
 *  `-e ONLY_SUBDOMAINS` \- 仅为子域名获取证书(主域名可能托管在另外一台计算机且无法验证)时请将此项设置为`true`
 *  `-e EXTRA_DOMAINS` \- 额外的完全限定域名（逗号分隔，无空格）如`extradomain.com,subdomain.anotherdomain.org`
 *  `-e STAGING` \- 设置为 `true`可以提高速率限制,但证书不会通过浏览器的安全测试,仅用于测试.
 *  `-e HTTPVAL` \- 已弃用, 请用`VALIDATION` 代替

## 二 实践 ##

### 使用**http**方式验证 ###

首先,你应该先保证要获取证书的域名(子域名)能正确地访问到主机,注意域名需要备案  
这里我映射的宿主机目录为\*\*/opt/letsencrypt1\*\*,PGID和PUID有上文提到的方式获得,配置的域名为**[my.com][]**和**[www.my.com][]**(实际上我配置的是另外一个我自己真正拥有的域名,这里不贴出来)  
注意使用http方式验证的话开发80端口就可以了,这里443端口也进行映射是为了证书获取成功后可以通过使用https登录该容器提供的默认首页进行确认

docker run -d \
    --cap-add=NET_ADMIN \
    --name=letsencrypt \
    -v /opt/letsencrypt1:/config \
    -e PGID=1002 -e PUID=1001  \
    -e URL=my.com \
    -e SUBDOMAINS=www \
    -e VALIDATION=http \
    -p 80:80 -p 443:443 \
    -e TZ=Asia/Shanghai \
    linuxserver/letsencrypt

容器会在后台运行,这个时候应该提供如下指令查看日志输出(CTRL+z退出)

docker logs -f letsencrypt

![日志输出][70]  
最后我卡在`Cleaning up challenges`这一步,这是因为我域名没有备案,无法通过域名访问到我所在的主机,这个时候打开域名链接被重定向到云主机提供商的**网页禁止访问**,**Let’s encrypt**没办法通过域名访问到本机,所以验证失败(事实上它也没有说失败,只是一直停在那里)  
![网页禁止访问][70 1]  
毋庸置疑,我是因为原因一被禁止访问的.

既然http(80端口)方式验证走不通,tls-sni本来就不行,那就只能用dns验证了

### 使用**dns**方式验证 ###

这里以CloudFlare为例

#### 第一步 完成域名服务器配置 ####

首先要有一个cloudflare账号  
然后在域名提供商那里将域名的dns服务器改成cloudflare提供的dns服务器  
然后在cloudflare那里添加对应的解析记录  
注意解析记录的Status那里的图标应该是灰色的,表示**DNS only,如果亮了的话表示DNS and HTTP proay(CDN)**,要使用let’s encrypt的dns校验的话就不要再开http代理和CDN了.开了代理的话cloudflare会免费给你提供(及自动维护更新)SSL证书,就可以直接https访问了,不需要本文再干嘛了,而且还有免费CDN,可谓十分良心

![Cloudflare][]

#### 第二步 完成域名服务器API-KEY相关配置并启动 ####

这一步先正常启动,会启动失败,但会生成所有的配置文件,再根据相应的ini文件里的提示去域名服务器提供商那里找到相对应的凭证,修改ini文件,重新启动容器

启动如下,这次我映射到宿主机目录\*\*/opt/letsencrypt2**下,把VALIDATION改为**dns\*\*,增加DNSPLUGIN配置为**cloudflare**

docker run -d \
    --cap-add=NET_ADMIN \
    --name=letsencrypt \
    -v /opt/letsencrypt2:/config \
    -e PGID=1002 -e PUID=1001  \
    -e URL=my.com \
    -e SUBDOMAINS=www \
    -e VALIDATION=dns \
    -e DNSPLUGIN=cloudflare \
    -p 80:80 -p 443:443 \
    -e TZ=Asia/Shanghai \
    linuxserver/letsencrypt

使用**docker logs -f letsencrypt**查看  
这次是在**Cleaning up challenges**之后报错…错误提示也很明确,是**Unknown X-Auth-Key or X-Auth-Email**的问题,配置是在\*\*/config/dns-conf/cloudflare.ini\*\*这个文件里面

Cleaning up challenges
    Error determining zone_id: 9103 Unknown X-Auth-Key or X-Auth-Email. Please confirm that you have supplied valid Cloudflare API credentials. (Did you enter the correct email address?)
    IMPORTANT NOTES:
     - Your account credentials have been saved in your Certbot
       configuration directory at /etc/letsencrypt. You should make a
       secure backup of this folder now. This configuration directory will
       also contain certificates and private keys obtained by Certbot so
       making regular backups of this folder is ideal.
    ERROR: Cert does not exist! Please see the validation error above. Make sure you entered correct credentials into the /config/dns-conf/cloudflare.ini file.

打开\*\*/config/dns-conf/cloudflare.ini\*\*可以看到

# Instructions: https://github.com/certbot/certbot/blob/master/certbot-dns-cloudflare/certbot_dns_cloudflare/__init__.py#L20
    # Replace with your values
    dns_cloudflare_email = cloudflare@example.com
    dns_cloudflare_api_key = 0123456789abcdef0123456789abcdef01234567

感兴趣的可以到介绍的页面去查看相关信息,也可以直接到对应域名解析服务提供商那里去看  
cloudflare查看的地址是https://dash.cloudflare.com/profile,最上面是email,最下面是API Keys

![Email][]

![API Keys][]  
将对应内容替换到\*\*/config/dns-conf/cloudflare.ini**里面(即宿主机的**/opt/letsencrypt2/dns-conf/cloudflare.ini\*\*里面)

然后使用**docker rm -f letsencrypt**强制删掉原容器  
再重新运行上面的**docker run**就可以成功启动了  
查看日志如下  
![成功启动日志][70 2]

最终会停在**Server ready**这一行(如果用root用户的uid和gid的话现在会一直报错,但仍可使用),这个时候就可以用https打开了(内置的nginx只监听443端口,所以不能用http打开),显示如下界面即为正常

![https登录][https]

## 三 设置 ##

### 1. 安全和密码保护 ###

可以使用**nginx**的**htpasswd**来对网站进行密码保护,**htpasswd**的相关用法可见[htpasswd命令][htpasswd]

*  添加第一个密码访问用户(`-c`参数表示创建一个加密文件,如果原来有的话则把原来的删掉)

docker exec -it letsencrypt htpasswd -c /config/nginx/.htpasswd <username>

*  继续添加密码访问用户(把`-c`去掉即可)

docker exec -it letsencrypt htpasswd /config/nginx/.htpasswd <username>

如下为添加两个用户(lin和shen)  
![这里写图片描述][70 3]  
查看用户信息文件(/opt/letsencrypt2是我映射到容器/config的目录)  
![用户信息][70 4]  
然后,还需要在nginx的配置文件(默认为\*\*/config/nginx/site-confs/default\*\*)里面开启**auth\_basic**  
如

location / { 
    		try_files $uri $uri/ /index.html /index.php?$args =404;
    		# 将下列两行放到location{}里面,**Restricted**是网站要求输入账号密码时的提示语,后面是指定的用户密码文件路径
    		auth_basic "Restricted";
    		auth_basic_user_file /config/nginx/.htpasswd;
    	}

最后要使用**docker restart letsencrypt**重新启动容器使配置生效  
登录网站,提示如下(我用的是firefox,不同浏览器可能显示不一样)  
![登录提示][70 5]

### 2. 站点配置和反向代理 ###

#### 1. 默认配置文件 ####

默认的站点配置文件位于\*\*/config/nginx/site-confs/default\*\*,可直接修改此文件完成配置,也可将其他的conf文件添加到此目录.但如果将此**default**文件删除的话,容器启动时对其重新创建.

#### 2. 拒绝搜索引擎抓取 ####

如果不希望网站被搜索引擎抓取,可以将以下命令添加到\*\*/config/nginx**文件夹下的**ssl.conf\*\*文件中

add_header X-Robots-Tag "noindex, nofollow, nosnippet, noarchive";

#### 3. 使用预设的配置文件 ####

本容器已经为热门应用添加了预设的反向代理配置文件,具体可以查看\*\*/config/nginx/proxy\_confs**文件夹下的**\_readme\*\*文件  
**/config/nginx/proxy\_confs**文件夹下的预设反向代理配置文件有两大类:

1.  **.subfolder.conf** : 这类型的配置文件将允许通过**[https://yourdomain.com/servicename][https_yourdomain.com_servicename]**的方式访问配置文件对应的服务
2.  **.subdomain.conf** : 这类型的配置文件将允许通过**[https://servicename.yourdomain.com][https_servicename.yourdomain.com]**的方式访问配置文件对应的服务

启用预设的配置文件:

*  第一步: 确保在默认站点配置文件(**default**文件)的**server**项内包含以下命令:

include /config/nginx/proxy-confs/*.subfolder.conf;
    include /config/nginx/proxy-confs/*.subdomain.conf;

*  第二步: 重命名conf文件并删除结尾的\*\*.sample\*\*
 *  第三步: 重启**letsencrypt**容器

### 3. 证书相关 ###

#### 1. 证书种类 ####

*  **cert.pem**，**chain.pem**，**fullchain.pem**和**privkey.pem**，其通过letsencrypt生成并由nginx的和其它各种应用使用
 *  **privkey.pfx**，Microsoft支持的格式，常用于Embnet Server等dotnet应用程序（无密码）
 *  **priv-fullchain-bundle.pem**，一个捆绑私钥和全链的pem证书，由ZNC等应用程序使用

#### 2. 在其他容器中使用证书 ####

证书在容器中的存放在\*\*/config/etc/letsencrypt**文件夹下,又因为**/config**文件夹被映射到宿主机,故如果需要在其他容器中使用,可以再把宿主机对应目录下的**etc/letsencrypt\*\*文件夹映射到需要用到证书的容器

#### 3. 在SpringBoot 下使用 ####

1.  将pem证书转为为jks格式，在此过程需要输入密码。这里使用的是网上的 SSL证书格式转换工具（[https://www.chinassl.net/ssltools/convert-ssl.html）][https_www.chinassl.net_ssltools_convert-ssl.html]  
    ![证书转换][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FsaW55dWE_size_16_color_FFFFFF_t_70]
2.  在SpringBoot 里面配置。有了JKS证书和密码后配置就很简单了，这里不贴出来。

### 4. fail2ban ###

fail2ban是一款实用软件，可以监视你的系统日志，然后匹配日志的错误信息（正则式匹配）执行相应的屏蔽动作。  
多用于防止暴力破解和CC攻击.

#### 1. 文件结构 ####

**/config/fail2ban**目录下主要有一个**jail.local**文件和**filter.d**,**action.d**这两个文件夹,另外还有一个**fail2ban.sqlite3**的数据库文件,这个不用管

*  **jail.local文件** : 负责fail2ban的主要配置,统管所有的jail的启用和禁用和监控规,日志路径等等
 *  **filter.d文件夹** : 存放各个jail的过滤器配置文件(如**nginx-http-auth.conf**文件等)
 *  **action.d文件夹** : 存放各种功能对应的配置文件(如**sendmail.conf**文件等)

#### 2. 使用说明 ####

*  该容器内置的fail2ban默认包括(并开启)3个jail
    
    1.  nginx-http-auth
    2.  nginx-badbots
    3.  nginx-botsearch
 *  可以通过修改文件\*\*/config/fail2ban/jail.local\*\*去启用或禁用其他jail
 *  要修改 **filter.d文件夹**或**action.d文件夹**下的配置文件时,不要直接编辑\*\*.conf**文件而应该创建一个同名的但以**.local**结尾的文件(如想要修改**nginx-http-auth.conf**的话就创建一个**nginx-http-auth.local\*\*).  
    这是因为当actions和fileter更新时,**.conf**文件会被覆写而使修改失效,而\*\*.local**文件是以追加到**.conf**文件后面的,不受**.conf**文件的变动的影响.  
    (根据对Dockerfile文件的分析,这些**.conf**文件应该是在构建docker镜像时下载的,所以更新镜像后即使复用原来的文件夹,**.conf\*\*文件也会被覆写)
 *  查看哪些jail是启用的

docker exec -it letsencrypt fail2ban-client status

*  查看特定jail的状态

docker exec -it letsencrypt fail2ban-client status <jail name>

*  设置特定jail对特定ip放行(注意:linuxserver/letsencrypt 给的教程是没有set的,会报指令错误,根据下面的fail2ban的官方命令我发现是要加set的)

docker exec -it letsencrypt fail2ban-client set <jail name> unbanip <IP>

*  命令列表:[https://www.fail2ban.org/wiki/index.php/Commands][https_www.fail2ban.org_wiki_index.php_Commands]

#### 3. 默认配置 ####

查看\*\*/config/fail2ban/jail.local\*\*文件,部分内容如下

[DEFAULT]
    # "bantime" is the number of seconds that a host is banned.
    bantime  = 600
    # A host is banned if it has generated "maxretry" during the last "findtime"
    # seconds.
    findtime  = 600
    # "maxretry" is the number of failures before a host get banned.
    maxretry = 5
    
    [nginx-http-auth]
    
    enabled  = true
    filter   = nginx-http-auth
    port     = http,https
    logpath  = /config/log/nginx/error.log

上方\*\*\[DEFAULT\]**的意思是 : 若在600秒内失败5次则禁止访问600秒  
而**\[nginx-http-auth\]**的内容是启用,使用**nginx-http-auth**过滤器,监听http和https端口并把日志写在**/config/log/nginx/error.log**文件里,为配置的选项则同**\[DEFAULT\]\*\*,更多配置信息请看官方指南:[http://www.fail2ban.org/wiki/index.php/MANUAL\_0\_8\#General\_settings][http_www.fail2ban.org_wiki_index.php_MANUAL_0_8_General_settings]

#### 4. 测试 ####

接下来当然是来测试一波啦  
先确保网页http密码保护打开,然后登陆,任意错误登陆(但用户名不能为空)5次后网页就开始提示找不到服务器了

这个时候可以查看一下jail的状态,如下  
![jail][]  
**Total banned**表示历史ban总记录,在**Banned IP list**中可以看到ip已经被封了  
接下来再把ip解禁,如下  
![ip解禁][ip]  
可以查看\*\*/config/log/fail2ban/fail2ban.log\*\*文件

这个是600秒后自动解禁的
    2018-09-15 09:39:44,090 fail2ban.filter         [343]: INFO    [nginx-http-auth] Found 125.90.49.157 - 2018-09-15 09:39:44
    2018-09-15 09:39:48,295 fail2ban.filter         [343]: INFO    [nginx-http-auth] Found 125.90.49.157 - 2018-09-15 09:39:48
    2018-09-15 09:39:53,503 fail2ban.filter         [343]: INFO    [nginx-http-auth] Found 125.90.49.157 - 2018-09-15 09:39:53
    2018-09-15 09:39:56,709 fail2ban.filter         [343]: INFO    [nginx-http-auth] Found 125.90.49.157 - 2018-09-15 09:39:56
    2018-09-15 09:39:57,911 fail2ban.filter         [343]: INFO    [nginx-http-auth] Found 125.90.49.157 - 2018-09-15 09:39:57
    2018-09-15 09:39:58,107 fail2ban.actions        [343]: NOTICE  [nginx-http-auth] Ban 125.90.49.157
    2018-09-15 09:49:58,920 fail2ban.actions        [343]: NOTICE  [nginx-http-auth] Unban 125.90.49.157
    
    这个是使用命令解禁的
    2018-09-15 11:18:10,728 fail2ban.filter         [343]: INFO    [nginx-http-auth] Found 125.90.49.157 - 2018-09-15 11:18:10
    2018-09-15 11:18:12,738 fail2ban.filter         [343]: INFO    [nginx-http-auth] Found 125.90.49.157 - 2018-09-15 11:18:12
    2018-09-15 11:18:13,940 fail2ban.filter         [343]: INFO    [nginx-http-auth] Found 125.90.49.157 - 2018-09-15 11:18:13
    2018-09-15 11:18:14,542 fail2ban.filter         [343]: INFO    [nginx-http-auth] Found 125.90.49.157 - 2018-09-15 11:18:14
    2018-09-15 11:18:15,143 fail2ban.filter         [343]: INFO    [nginx-http-auth] Found 125.90.49.157 - 2018-09-15 11:18:14
    2018-09-15 11:18:15,620 fail2ban.actions        [343]: NOTICE  [nginx-http-auth] Ban 125.90.49.157
    2018-09-15 11:18:15,745 fail2ban.filter         [343]: INFO    [nginx-http-auth] Found 125.90.49.157 - 2018-09-15 11:18:15
    2018-09-15 11:18:35,942 fail2ban.actions        [343]: NOTICE  [nginx-http-auth] Unban 125.90.49.157

参考地址:  
github:[https://github.com/linuxserver/docker-letsencrypt][https_github.com_linuxserver_docker-letsencrypt]  
dockerhub:[https://hub.docker.com/r/linuxserver/letsencrypt/][https_hub.docker.com_r_linuxserver_letsencrypt]  
fail2ban配置:[http://www.fail2ban.org/wiki/index.php/MANUAL\_0\_8\#General\_settings][http_www.fail2ban.org_wiki_index.php_MANUAL_0_8_General_settings]

[customdomain.com]: http://customdomain.com
[customsubdomain.ddnsprovider.com]: http://customsubdomain.ddnsprovider.com
[my.com]: http://my.com
[www.my.com]: http://www.my.com
[70]: /images/20220512/b9dcf20ab13e49fa9169a581f4e81a85.png
[70 1]: /images/20220512/82636891bd604d198636215b92caf175.png
[Cloudflare]: /images/20220512/1869f2b27b4a4d6a8b6d9ddcd63260ff.png
[Email]: /images/20220512/664bc38ddb8945448aff31ae12cc9c7c.png
[API Keys]: /images/20220512/59c275b72c26496fa477b7633d4fcb0b.png
[70 2]: /images/20220512/169b29988b9e4588a5014e06ba3e2d8a.png
[https]: /images/20220512/2234a7018775415a8f73e1a2298c1012.png
[htpasswd]: http://man.linuxde.net/htpasswd
[70 3]: /images/20220512/9cc75540759744faaaa0fd0849a02eba.png
[70 4]: /images/20220512/ba12c52f2c9c4f19a5c237dc46014ce7.png
[70 5]: /images/20220512/bfabe1f6dc4a4427bd986b132ae72f83.png
[https_yourdomain.com_servicename]: https://yourdomain.com/servicename
[https_servicename.yourdomain.com]: https://servicename.yourdomain.com
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