史上最全 nginx 安装升级安全配置

背景

nginx 是常用的代理服务软件，代理层通常是比较靠近用户的，代理层的安全性至关重要，需要我们日常工作中对代理层做好安全相关配置和升级。

这里选择部署 openrestry，OpenResty 是以 Nginx 为核心的 Web 开发平台，可以解析执行 Lua 脚本，方便后期基于 nginx 做 web 开发或者自研 WAF。

1. 下载 openrestry

访问官网 https://openresty.org/cn/ 下载最新版本 openrestry

cd /root/
wget https://openresty.org/download/openresty-1.21.4.1.tar.gz

2. nginx 编译安全配置

tar xvf openresty-1.21.4.1.tar.gz
cd /root/openresty-1.21.4.1/bundle/nginx-1.21.4/

# - 1.隐藏版本
vim src/core/nginx.h
#define NGINX_VERSION      "6666"
#define NGINX_VER          "FW/" NGINX_VERSION ".6"

#define NGINX_VAR          "FW"

# - 2.修改头部
vim  src/http/ngx_http_header_filter_module.c
# 49 static u_char ngx_http_server_string[] = "Server: FW" CRLF;

# - 3.修改错误页响应头部(response header)
vim src/http/ngx_http_special_response.c
# 22 "<hr><center>FW</center>" CRLF
# ...
# 29 "<hr><center>FW</center>" CRLF
# ...
# 36 "<hr><center>FW</center>" CRLF

3. 增加三方模块

3.1 动态配置 upstream 的模块 `nginx_upstream_check_module`

检出 github 代码

cd /root
git clone https://github.com/yzprofile/ngx_http_dyups_module.git

3.2 增加 upstream 监控检查模块 `nginx_upstream_check_module`

检出 github 代码

git clone https://github.com/yaoweibin/nginx_upstream_check_module.git

3.3 增加 nginx 监控模块 `nginx-module-vts`

检出 github 代码

https://github.com/vozlt/nginx-module-vts.git

4. 编译安全 nginx

编译之前需要给 nginx 打补丁，因为 nginx-module-vts 模块监控需要

切到nginx源码目录
cd /root/openresty-1.21.4.1/bundle/nginx-1.21.4/
打补丁
patch -p1 < /root/nginx_upstream_check_module/check_1.20.1+.patch

编译安全 nginx

cd /root/openresty-1.21.4.1/

./configure --prefix=/apps/nginx --with-http_realip_module  --with-http_v2_module --with-http_image_filter_module --with-http_iconv_module  --with-stream_realip_module --with-stream --with-stream_ssl_module --with-stream_geoip_module --with-http_slice_module --with-http_sub_module --add-module=/root/ngx_http_dyups_module --add-module=/root/nginx_upstream_check_module --with-http_stub_status_module --with-http_geoip_module --with-http_gzip_static_module --add-module=/root/nginx-module-vts

make

make install

如果有报如下错，看下是否补丁没有打

/root/nginx-module-vts/src/ngx_http_vhost_traffic_status_display_json.c: In function ‘ngx_http_vhost_traffic_status_display_set_upstream_grou’:
/root/nginx-module-vts/src/ngx_http_vhost_traffic_status_display_json.c:604:61: error: ‘ngx_http_upstream_rr_peer_t’ {aka ‘struct ngx_http_upstream_rr_peer_s’} has no member named ‘check_index’; did you mean ‘checked’?
                 if (ngx_http_upstream_check_peer_down(peer->check_index)) {
                                                             ^~~~~~~~~~~
                                                             checked
make[2]: *** [objs/Makefile:3330: objs/addon/src/ngx_http_vhost_traffic_status_display_json.o] Error 1
make[2]: Leaving directory '/root/openresty-1.21.4.1/build/nginx-1.21.4'
make[1]: *** [Makefile:10: build] Error 2
make[1]: Leaving directory '/root/openresty-1.21.4.1/build/nginx-1.21.4'
make: *** [Makefile:9: all] Error 2
[root@localhost.localdomain openrest

解决办法：

yum install patch

cd /root/openresty-1.21.4.1/bundle/nginx-1.21.4/

patch -p1 < /root/nginx_upstream_check_module/check_1.20.1+.patch

启动 nginx

启动：
 /apps/nginx/nginx/sbin/nginx -c /apps/nginx/nginx/conf/nginx.conf
 
 reload：
  /apps/nginx/nginx/sbin/nginx -s reload -c /apps/nginx/nginx/conf/nginx.conf

5. nginx 升级

在工作中我们会遇到 nginx 漏洞比如 openssl 漏洞因而需要升级 nginx 版本，或者因为 nginx 某些特性我们需要升级 nginx。升级有两种方式（这里主要聊的是部署在虚机里的，容器重新打个镜像即可）：一是开新虚机直接升级 nginx 版本，然后把 nginx 配置 copy 过来启动，验证没问题后挂载到 LB 上，逐步替换老的 nginx；二是通过在原来的机器上升级，这里主要谈谈第二种方式。升级步骤：

前提: 
1. 有多台nginx，且从LB上摘掉一台不影响服务
2. pid路径： /data/data/nginx/conf/nginx.pid;
3. conf目录路径独立： /data/data/nginx/conf/


升级步骤：
1. 从LB上摘除要升级的nginx，观察nginx日志确保没有流量后做下一步动作
2. configure 时指定新的./configure --prefix=/apps/nginx_new 目录
3. 安装完后把nginx_new 目录下的conf 做软连指向/data/data/nginx/conf/
4. nginx reload ：  /apps/nginx_new/nginx/sbin/nginx -s reload -c /data/data/nginx/conf//nginx.conf
5. 验证升级后的nginx，如果没有问题然后挂载到LB上，继续重复上述步骤完成其他nginx升级

6. nginx 安全配置

6.1 信息泄露，关闭 nginx 版本号显示

http{
server_tokens off
....

6.2 禁用不需要的 Nginx 模块

自动安装的 Nginx 会内置很多模块，并不是所有的模块都需要，对于非必须的模块可以禁用，如 autoindex module ，下面展示如何禁用

# ./configure --without-http_autoindex_module
# make
# make install

6.3 控制资源和限制

为了防止对 Nginx 进行潜在的 DOS 攻击，可以为所有客户端设置缓冲区大小限制，配置如下：

## Start: Size Limits & Buffer Overflows ##
client_body_buffer_size  1K;
client_header_buffer_size 1k;
client_max_body_size 1k;
large_client_header_buffers 2 1k;
## END: Size Limits & Buffer Overflows ##

client_body_buffer_size 1k;：（默认 8k 或 16k）这个指令可以指定连接请求实体的缓冲区大小。如果连接请求超过缓存区指定的值，那么这些请求实体的整体或部分将尝试写入一个临时文件。 client_header_buffer_size 1k;：指定客户端请求头部的缓冲区大小。绝大多数情况下一个请求头不会大于 1k，不过如果有来自于 wap 客户端的较大的 cookie 它可能会大于 1k，Nginx 将分配给它一个更大的缓冲区，这个值可以在 large_client_header_buffers 里面设置。 client_max_body_size 1k;：指令指定允许客户端连接的最大请求实体大小，它出现在请求头部的 Content-Length 字段。如果请求大于指定的值，客户端将收到一个”Request Entity Too Large” （413）错误。记住，浏览器并不知道怎样显示这个错误。 large_client_header_buffers 2 1k;：指定客户端一些比较大的请求头使用的缓冲区数量和大小。请求字段不能大于一个缓冲区大小，如果客户端发送一个比较大的头，nginx 将返回”Request URI too large” (414)。同样，请求的头部最长字段不能大于一个缓冲区，否则服务器将返回”Bad request” (400)。缓冲区只在需求时分开。默认一个缓冲区大小为操作系统中分页文件大小，通常是 4k 或 8k，如果一个连接请求最终将状态转换为 keep-alive，它所占用的缓冲区将被释放。

你还需要控制超时来提高服务器性能并与客户端断开连接，配置如下：

## Start: Timeouts ##
client_body_timeout   10;
client_header_timeout 10;
keepalive_timeout     5 5;
send_timeout          10;
## End: Timeouts ##

client_body_timeout 10;：指令指定读取请求实体的超时时间。这里的超时是指一个请求实体没有进入读取步骤，如果连接超过这个时间而客户端没有任何响应，Nginx 将返回一个”Request time out” （408）错误。 client_header_timeout 10;：指令指定读取客户端请求头标题的超时时间。这里的超时是指一个请求头没有进入读取步骤，如果连接超过这个时间而客户端没有任何响应，Nginx 将返回一个”Request time out” （408）错误。 keepalive_timeout 5 5; ：参数的第一个值指定了客户端与服务器长连接的超时时间，超过这个时间，服务器将关闭连接。参数的第二个值（可选）指定了应答头中 Keep-Alive: timeout=time 的 time 值，这个值可以使一些浏览器知道什么时候关闭连接，以便服务器不用重复关闭，如果不指定这个参数，nginx 不会在应答头中发送 Keep-Alive 信息。（但这并不是指怎样将一个连接 “Keep-Alive”）参数的这两个值可以不相同。 send_timeout 10;：指定了发送给客户端应答后的超时时间，Timeout 是指没有进入完整 established 状态，只完成了两次握手，如果超过这个时间客户端没有任何响应，nginx 将关闭连接。

6.4 禁用所有不需要的 HTTP 方法

禁用所有不需要的 HTTP 方法，下面设置意思是只允许 GET、HEAD、POST 方法，过滤掉 DELETE 和 TRACE 等方法。

location / {
limit_except GET HEAD POST { deny all; }
}

另一种方法是在 server 块设置，不过这样是全局设置的，要注意评估影响

if ($request_method !~ ^(GET|HEAD|POST)$ ) {
    return 444; }

6.5 防止 Host 头攻击

添加一个默认 server，当 host 头被修改匹配不到 server 时会跳到该默认 server，该默认 server 直接返回 403 错误。

server {
       listen 80 default;

       server_name _;

       location / {
            return 403;
       }
}

6.6 配置 SSL 和 cipher suites

Nginx 默认允许使用不安全的旧 SSL 协议，ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2，建议做如下修改：

ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;

此外要指定 cipher suites ，可以确保在 TLSv1 握手时，使用服务端的配置项，以增强安全性。

ssl_prefer_server_ciphers on

6.7 防止图片盗链

图片或 HTML 盗链的意思是有人直接用你网站的图片地址来显示在他的网站上。最终的结果，你需要支付额外的宽带费用。这通常是在论坛和博客。我强烈建议您封锁，并阻止盗链行为。

location /images/ {
  valid_referers none blocked www.example.com example.com;
   if ($invalid_referer) {
     return   403;
   }
}

例如：重定向并显示指定图片。

valid_referers blocked www.example.com example.com;
if ($invalid_referer) {
rewrite ^/images/uploads.*.(gif|jpg|jpeg|png)$ http://www.examples.com/banned.jpg last
}

6.8 目录限制

你可以对指定的目录设置访问权限。所有的网站目录应该一一的配置，只允许必须的目录访问权限。

你可以通过 IP 地址来限制访问目录

location /docs/ {
  ## block one workstation
  deny    192.168.1.1;
 
  ## allow anyone in 192.168.1.0/24
  allow   192.168.1.0/24;
 
  ## drop rest of the world
  deny    all;
}

还可以通过密码保护目录首先创建密码文件并增加 “user” 用户

mkdir /app/nginx/nginx/conf/.htpasswd/
htpasswd -c /app/nginx/nginx/conf/.htpasswd/passwd user

编辑 nginx.conf, 加入需要保护的目录

location ~ /(personal-images/.*|delta/.*) {
  auth_basic  "Restricted";
  auth_basic_user_file   /usr/local/nginx/conf/.htpasswd/passwd;
}

一旦密码文件已经生成，你也可以用以下的命令来增加允许访问的用户

htpasswd -s /usr/local/nginx/conf/.htpasswd/passwd userName

6.9 拒绝一些 User-Agents

拒绝一些 User-Agents 你可以很容易地阻止 User-Agents，如扫描器，机器人以及滥用你服务器的垃圾邮件发送者。

## Block download agents ##
if ($http_user_agent ~* LWP::Simple|BBBike|wget) {
return 403;
}
##

6.10 nginx 去外网 IP

nginx 如果有漏洞，可能存在远程执行的行为，通过 ip 下载攻击工具到 nginx 机器，把 nginx 机器做跳板做攻击。通过 LB 代理 nginx，流量先经过 LB 再到 nginx，不要把 nginx 直接通过外网 ip 对外。

6.11 配置合理响应头

为了进一步加强 Nginx web 的性能，可以添加几个不同的响应头 X-Frame-Options 可以使用 X-Frame-Options HTTP 响应头指示是否应允许浏览器在 \<frame\> 或 \<iframe\> 中呈现页面。这样可以防止点击劫持攻击。配置文件中添加：

add_header X-Frame-Options "SAMEORIGIN";

Strict-Transport-Security HTTP Strict Transport Security，简称为 HSTS。它允许一个 HTTPS 网站，要求浏览器总是通过 HTTPS 来访问它，同时会拒绝来自 HTTP 的请求，操作如下：

add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubdomains; preload";

CSP Content Security Policy (CSP) 保护你的网站避免被使用如 XSS，SQL 注入等手段进行攻击，操作如下：

add_header Content-Security-Policy "default-src 'self' http: https: data: blob: 'unsafe-inline'" always;

服务用户提供的内容时，包含 X-Content-Type-Options: nosniff 头选项，配合 Content-Type: 头选项，来禁用某些浏览器的 content-type 探测.

add_header X-Content-Type-Options nosniff;

X-XSS-Protection：表示启用 XSS 过滤（禁用过滤为 X-XSS-Protection: 0），mode=block 表示若检查到 XSS 攻击则停止渲染页面

add_header X-XSS-Protection "1; mode=block";

6.12 全站 https

将所有 http 跳转至 https

server {
  listen 80 default_server;
  listen [::]:80 default_server;
  server_name .example.com;
  return 301 https://$host$request_uri;
}

6.13 控制并发连接数

可以通过 ngx_http_limit_conn_module 模块限制一个 IP 的并发连接数

http {
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=limit1:10m;

    server {
        listen 80;
        server_name example.com;
           
        root /apps/project/webapp;
        index index.html;
        location / {
            limit_conn limit 10;
        }
        access_log /data/log/nginx/nginx_access.log main;
    }
}

limit_conn_zone：设定保存各个键 (例如 $binary_remote_addr) 状态的共享内存空间的参数，zone = 空间名字：大小大小的计算与变量有关，例如 $binary_remote_addr 变量的大小对于记录 IPV4 地址是固定的 4 bytes，而记录 IPV6 地址时固定的 16 bytes，存储状态在 32 位平台中占用 32 或者 64 bytes，在 64 位平台中占用 64 bytes。1m 的共享内存空间可以保存大约 3.2 万个 32 位的状态，1.6 万个 64 位的状态 limit_conn：指定一块已经设定的共享内存空间 (例如 name 为 limit1 的空间)，以及每个给定键值的最大连接数

上边的例子表示同一 IP 同一时间只允许 10 个连接

当有多个 limit_conn 指令被配置时，所有的连接数限制都会生效

http {
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=limit1:10m;
    limit_conn_zone $server_name zone=limit2:10m;
    
    server {
        listen 80;
        server_name example.com;
        
        root /data/project/webapp;
        index index.html;
        
        location / {
            limit_conn limit1 10;
            limit_conn limit2 2000;
        }
    }
}

上边的配置不仅会限制单一 IP 来源的连接数为 10，同时也会限制单一虚拟服务器的总连接数为 2000

6.14 连接权限控制

实际上 nginx 的最大连接数是 worker_processes 乘以 worker_connections 的总数。

也就是说，下面的这个配置，就是 4X65535，一般来说，我们会强调 worker_processes 设置成和核数相等，worker_connections 并没有要求。但是同时这个设置其实给了攻击者空间，攻击者是可以同时发起这么多个连接，把你服务器搞跨。所以，我们应该更合理的配置这两个参数。

user  www;
worker_processes  4;
error_log  /data/log/nginx/nginx_error.log  crit;
pid        /data/data/nginx/conf/nginx.pid;
events {
    use epoll;
    worker_connections 65535;
}

不过，也不是完全没有办法限制，在 nginx0.7 开始，出了两个新的模块：

HttpLimitReqModul：    限制单个 IP 每秒请求数
HttpLimitZoneModule：     限制单个 IP 的连接数

这两个模块，要先在 http 层定义，然后在 location, server, http 上下文中作限制，他们用的是限制单 ip 访问的漏桶算法，也就是说超过定义的限制会报 503 错误，这样爆发的 cc 攻击就全部被限制住了。当然，有些时候可能是某个公司同一个 ip 有几十人一起访问网站，这是有可能被误伤的，做好 503 报错回调是很有必要的。

先看 HttpLimitReqModul：

http {
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=test_req:10m rate=20r/s;
     …
     server {
         …
         location /download/ {
            limit_req zone=test_req burst=5 nodelay;
         }
     }
}

上面 http 层的就是定义，这是一个名为 test_req 的 limit_req_zone 空间，用来存储 session 数据，大小是 10M 内存，1M 大约可以存 16000 个 ip 回话，看你访问量有多少就设多少。以 $binary_remote_addr 为 key, 这个定义是客户端 IP，可以改成 $server_name 等其他，限制平均每秒的请求为 20 个，写成 20r/m 就是每分钟了，也是看你访问量。

下面 location 层就是应用这个限制了，对应上面的定义，对访问 download 文件夹的请求，限制每个 ip 每秒不超过 20 个请求，漏桶数 burst 为 5，brust 的意思就是，如果第 1,2,3,4 秒请求为 19 个，第 5 秒的请求为 25 个是被允许的。但是如果你第 1 秒就 25 个请求，第 2 秒超过 20 的请求返回 503 错误。nodelay，如果不设置该选项，第 1 秒 25 个请求时，5 个请求放到第 2 秒执行，设置 nodelay，25 个请求将在第 1 秒执行。

就这个限制定义而言，把每个 IP 限制了请求数，对于海量的 cc 请求攻击，效果明显，例如限制到 1r/s 每秒一次请求，那就更明显了，不过也正如开头所说，对于大公司多人统一 IP 同时访问，难免出现误伤，所以还是得多考虑。

然后再看 HttpLimitZoneModule：

http {
    limit_conn_zone test_zone $binary_remote_addr 10m;
    server {
        location /download/ {
            limit_conn test_zone 10;
            limit_rate 500k;
        }
    }
}

和上面的类似，上面 http 层就是总定义，这是一个名为 test_zone 的 limit_conn_zone 空间，大小也是 10M，key 还是客户端 IP 地址，不过这个没有限制次数，改下面定义去了。

下面 location 层就是真正定义了，因为 key 定义是客户端 ip，所以 limit_conn 就是一个 IP 限制了 10 个连接，如果是 $server_name，那就是一个域名 10 个连接。然后下面 limit_rate 就是限制一个连接的带宽，如果一个 ip 两个连接，就是 500x2k，这里是 10，那就是最多可以有 5000K 速度给到这个 ip 了。

6.15 定期升级

nginx 本身和 nginx 使用的三方类库，随着时间的发展和技术的迭代可能会存在重大漏洞，我们负责 nginx 相关服务的需要定期关注 nginx 版本更新和相关漏洞，选择性的升级。

posted @ 2022-11-09 17:16 youqc 阅读(651) 评论(0) 编辑收藏举报

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史上最全 nginx 安装升级安全配置

背景

1. 下载 openrestry

2. nginx 编译安全配置

3. 增加三方模块

3.1 动态配置 upstream 的模块 nginx_upstream_check_module

3.2 增加 upstream 监控检查模块 nginx_upstream_check_module

3.3 增加 nginx 监控模块 nginx-module-vts

4. 编译安全 nginx

5. nginx 升级

6. nginx 安全配置

6.1 信息泄露，关闭 nginx 版本号显示

6.2 禁用不需要的 Nginx 模块

6.3 控制资源和限制

6.4 禁用所有不需要的 HTTP 方法

6.5 防止 Host 头攻击

6.6 配置 SSL 和 cipher suites

6.7 防止图片盗链

6.8 目录限制

6.9 拒绝一些 User-Agents

6.10 nginx 去外网 IP

6.11 配置合理响应头

6.12 全站 https

6.13 控制并发连接数

6.14 连接权限控制

6.15 定期升级

公告

3.1 动态配置 upstream 的模块 `nginx_upstream_check_module`

3.2 增加 upstream 监控检查模块 `nginx_upstream_check_module`

3.3 增加 nginx 监控模块 `nginx-module-vts`