Nginx 生产环境下的安全配置
Nginx简介
Nginx 是开源、高性能、高可靠的 Web 和反向代理服务器，而且支持热部署，几乎可以做到 7 * 24 小时不间断运行，即使运行几个月也不需要重新启动，还能在不间断服务的情况下对软件版本进行热更新。性能是 Nginx 最重要的考量，其占用内存少、并发能力强、能支持高达 5w 个并发连接数，最重要的是， Nginx 是免费的并可以商业化，配置使用也比较简单。
Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，在BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力在同类型的网页服务器中表现较好，中国大陆使用nginx网站用户有：百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等。
官网对各个模块参数配置的解释说明网址：https://www.nginx.cn/doc/index.html
Nginx能干什么
做虚拟主机
那什么是虚拟主机呢？也就是说，这个主机是不存在的，是虚拟出来的。而我们原来所说的服务器，实际上是一台真正的PC机。所以虚拟主机就是原本这个机器不存在，但我们可以使用软件vwin 出来，这个就叫做虚拟主机。
反向代理
原本我们需要访问A机器，但现在我们可以通过B机器，转发到A机器来实现访问，B机器就叫做代理。
负载均衡策略
首先我们来了解一下什么叫负载，举个例子，我们每个人背的 "东西"就是负载。而均衡则是指每个人背的东西一样多。
在程序中，如果有多台服务器来承载请求，那么每个服务器承载的请求个数是一样的，这就称为负载均衡。
轮询策略
轮询就是每个请求按时间顺序，逐一分配到不同的后端服务器，这是默认的负载均衡策略。如果后端服务器down掉，能自动剔除。
权重(weight)策略
weight代表权重，默认为 1，权重越高被分配的客户端就越多。指定轮询几率，weight权重大小和访问比率成正比，该策略常用于后端服务器性能不均衡的情况下。
IP_hash策略
ip_hash就是会对每个请求访问的ip进行hash运算，再根据结果进行分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器。
Nginx基本目录解析
Nginx安全配置
以上对Nginx做了基本的功能介绍，下面重点介绍一下，我们的站点部署在生产环境下，如何去做安全配置和优化。
Nginx常用命令
nginx -s reload # 向主进程发送信号，重新加载配置文件，热重启 nginx -s reopen # 重启 Nginx nginx -s stop # 快速关闭 nginx -s quit # 等待工作进程处理完成后关闭 nginx -T # 查看当前 Nginx 最终的配置 nginx -t # 检查配置是否有问题
nginx.conf配置文件结构
Nginx 的典型配置示例：
# main段配置信息 user nginx; # 运行用户，默认即是nginx，可以不进行设置 worker_processes auto; # Nginx 进程数，一般设置为和 CPU 核数一样 error_log /var/log/nginx/error.log warn; # Nginx 的错误日志存放目录 pid /var/run/nginx.pid; # Nginx 服务启动时的 pid 存放位置 # events段配置信息 events { use epoll; # 使用epoll的I/O模型(如果你不知道Nginx该使用哪种轮询方法，会自动选择一个最适合你操作系统的) worker_connections 1024; # 每个进程允许最大并发数 } # http段配置信息 # 配置使用最频繁的部分，代理、缓存、日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置都在这里设置 http { # 设置日志模式 log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ' '$status $body_bytes_sent "$http_referer" ' '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"'; access_log /var/log/nginx/access.log main; # Nginx访问日志存放位置 sendfile on; # 开启高效传输模式 tcp_nopush on; # 减少网络报文段的数量 tcp_nodelay on; keepalive_timeout 65; # 保持连接的时间，也叫超时时间，单位秒 types_hash_max_size 2048; include /etc/nginx/mime.types; # 文件扩展名与类型映射表 default_type application/octet-stream; # 默认文件类型 include /etc/nginx/conf.d/*.conf; # 加载子配置项 # server段配置信息 server { listen 80; # 配置监听的端口 server_name localhost; # 配置的域名 # location段配置信息 location / { root /usr/share/nginx/html; # 网站根目录 index index.html index.htm; # 默认首页文件 deny 172.168.22.11; # 禁止访问的ip地址，可以为all allow 172.168.33.44；# 允许访问的ip地址，可以为all } error_page 500 502 503 504 /50x.html; # 默认50x对应的访问页面 error_page 400 404 error.html; # 同上 } }
main 全局配置，对全局生效；
events 配置影响 Nginx 服务器与用户的网络连接；
http 配置代理，缓存，日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置；
server 配置虚拟主机的相关参数，一个 http 块中可以有多个 server 块；
location 用于配置匹配的 uri ；
upstream 配置后端服务器具体地址，负载均衡配置不可或缺的部分；
用一张图清晰的展示它的层级结构：
nginx.conf 配置文件的语法规则：
配置文件由指令与指令块构成
每条指令以 “;” 分号结尾，指令与参数间以空格符号分隔
指令块以 {} 大括号将多条指令组织在一起
include 语句允许组合多个配置文件以提升可维护性
通过 # 符号添加注释，提高可读性
通过 $ 符号使用变量
部分指令的参数支持正则表达式，例如常用的 location 指令
基础防护设置
nginx 版本信息隐藏
server_tokens off;
隐藏Nginx后端服务X-Powered-By头
在http下配置proxy_hide_header项；
增加或修改为
proxy_hide_header X-Powered-By;
proxy_hide_header Server;
proxy_buffers和client_body_buffer_size的区别
client_body_buffer_size
处理客户端请求体buffer大小。用来处理POST提交数据，上传文件等。
client_body_buffer_size
需要足够大以容纳如果需要上传POST数据。
proxy_buffers
处理后端响应，一般是代理服务器请求后端服务的response。
如果这个buffer不够大，会引起磁盘IO，response的body内容会先写入临时目录中。
黑白名单设置
如果网站被恶意灌水或 CC 攻 击，可从网站日志中分析特征 IP，将其 IP 或 IP 段进行屏蔽。
#语法
#allow address | CIDR | all;
#deny address | CIDR | all;
#模块：http/server/location
#参数说明：
#allow：允许访问。
#deny：禁止访问。
#address：具体的ip地址。
#CIDR：ip加掩码形式地址。
#all：所有ip地址。
白名单：
# 只允许192.168.1.0/24网段的主机访问，拒绝其他所有
location /path/ {
allow 192.168.1.0/24;
deny all;
}
黑名单：
location /path/ {
deny 192.168.1.0/24;
allow all;
}
更多的时候客户端请求会经过层层代理，我们需要通过$http_x_forwarded_for来进行限制，可以这样写
set $allow false;
if ($http_x_forwarded_for = "211.144.204.2") { set $allow true; }
if ($http_x_forwarded_for ~ "108.2.66.[89]") { set $allow true; }
if ($allow = false) { return 404; }
屏蔽非常见蜘蛛（爬虫）
分析网站日志发现，一些奇怪的 UA 总是频繁的来访问，而这些 UA 对网站毫无意义，反而给服务器增加压力，可以直接将其屏蔽。
if ($http_user_agent ~(SemrushBot|python|MJ12bot|AhrefsBot|AhrefsBot|hubspot|opensiteexplorer|leiki|webmeup)) { return 444; }
上面规则报错 444 状态码而不是 403。444 状态码在 nginx 的中有特殊含义，nginx 的 444 状态是直接由服务器中断连接，不会向客户端再返回任何消息。比返回 403 更加暴力。
禁止某个目录执行脚本
网站目录，通常存放的都是静态文件，如果因程序验证不严谨被上传木马程序，导致网站被黑。以下规则请根据自身情况改为您自己的目录，需要禁止的脚本后缀也可以自行添加。
#uploads|templets|data 这些目录禁止执行 PHP location ~* ^/(uploads|templets|data)/.*.(php|php5)$ { return 444; }
防止文件被下载
比如将网站数据库导出到站点根目录进行备份，很有可能也会被别人下载，从而导致数据丢失的风险。以下规则可以防止一些常规的文件被下载，可根据实际情况增减。
location ~ .(zip|rar|sql|bak|gz|7z)$ {
return 444;
}
防止XSS攻击：server
在通常的请求响应中，浏览器会根据Content-Type来分辨响应的类型，但当响应类型未指定或错误指定时，浏览会尝试启用MIME-sniffing来猜测资源的响应类型，这是非常危险的,例如一个.jpg的图片文件被恶意嵌入了可执行的js代码，在开启资源类型猜测的情况下，浏览器将执行嵌入的js代码，可能会有意想不到的后果。
add_header X-Frame-Options "SAMEORIGIN";
add_header X-XSS-Protection "1; mode=block";
add_header X-Content-Type-Options "nosniff";
* X-Frame-Options： 响应头表示是否允许浏览器加载frame等属性，有三个配置
DENY：禁止任何网页被嵌入;
SAMEORIGIN: 只允许本网站的嵌套;
ALLOW-FROM: 允许指定地址的嵌套;
* 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
* X-Content-Type-Options： 响应头用来指定浏览器对未指定或错误指定Content-Type资源真正类型的猜测行为，nosniff 表示不允许任何猜测;
其他请求头的安全配置：server
定义页面可以加载哪些资源，上边的配置会限制所有的外部资源，都只能从当前域名加载，其中default-src定义针对所有类型资源的默认加载策略，self允许来自相同来源的内容
add_header Content-Security-Policy "default-src 'self'";
add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains";
会告诉浏览器用HTTPS协议代替HTTP来访问目标站点，上边的配置表示当用户第一次访问后，会返回一个包含了Strict-Transport-Security响应头的字段，这个字段会告诉浏览器，在接下来的31536000秒内，当前网站的所有请求都使用https协议访问，参数includeSubDomains是可选的，表示所有子域名也将采用同样的规则
缓冲区溢出攻击
通过将数据写入缓冲区（http、server、location）并超出缓冲区边界和重写内存片段来实现的，限制缓冲区大小可有效防止
client_body_buffer_size 1K; client_header_buffer_size 1k; client_max_body_size 1k; large_client_header_buffers 2 1k; * client_body_buffer_size： 默认8k或16k，表示客户端请求body占用缓冲区大小。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： 表示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： 表示客户端请求的最大可接受body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，通常在上传文件到服务器时会受到限制 * large_client_header_buffers 表示一些比较大的请求头使用的缓冲区数量和大小，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，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)，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)
同时需要修改几个超时时间的配置： client_body_timeout 10; client_header_timeout 10; keepalive_timeout 5 5; send_timeout 10; * client_body_timeout： 表示读取请求body的超时时间，如果连接超过这个时间而客户端没有任何响应，Nginx将返回"Request time out" (408)错误 * client_header_timeout： 表示读取客户端请求头的超时时间，如果连接超过这个时间而客户端没有任何响应，Nginx将返回"Request time out" (408)错误 * keepalive_timeout： 参数的第一个值表示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，可选的第二个参数参数表示Response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Response头中发送Keep-Alive信息 * send_timeout： 表示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
防盗链：server、location
location /images/ {
valid_referers none blocked www.ops-coffee.cn ops-coffee.cn;
if ($invalid_referer) {
return 403;
}
}
valid_referers： 验证referer，
none：允许referer为空
blocked：允许不带协议的请求
除了以上两类外仅允许referer为www.ops-coffee.cn或ops-coffee.cn时访问images下的图片资源，否则返回403
给不符合referer规则的请求重定向到一个默认的图片
location /images/ {
valid_referers blocked www.ops-coffee.cn ops-coffee.cn
if ($invalid_referer) {
rewrite ^/images/.*.(gif|jpg|jpeg|png)$ /static/qrcode.jpg last;
}
}
一、限制访问方法
禁止不安全的HTTP方法
默认情况下，Nginx支持多种HTTP方法，包括GET、POST、OPTIONS等。然而，某些HTTP方法可能存在安全风险，例如TRACE方法可以被用于跨站脚本(XSS)攻击。我们可以使用Nginx的"limit_except"指令来限制某些HTTP方法的访问。
示例代码：
location / {
limit_except GET POST {
deny all;
}
}
关闭不必要的目录列表
如果Nginx的目录没有默认的index文件，会自动展示目录下的文件列表，这可能会暴露敏感信息。我们可以通过禁止自动目录列表的方式来阻止此行为。
示例代码：
location / {
autoindex off; }
添加账号认证：http、server、location
server {
location / {
auth_basic "please input user&passwd";
auth_basic_user_file key/auth.key;
}
}
二、防止恶意请求和攻击
防止恶意请求
恶意请求包括大量的请求、大文件上传、恶意脚本等等，这会导致服务器负载过高。我们可以通过设置请求限制，来防止这种情况发生。
示例代码：
http {
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=req_limit:10m rate=1r/s;
server {
location / {
limit_req zone=req_limit burst=5 nodelay;
# 其他配置
}
}
}
上述代码中，我们使用"limit_req_zone"指令来定义请求限制区域，设置限制的大小和速率（每秒最多允许1个请求）。然后，在相应的"server"配置中使用"limit_req"指令来应用该限制区域。
限制请求方法：server、location
if ($request_method !~ ^(GET|POST)$ ) {
return 405;
}
$request_method能够获取到请求nginx的method
配置只允许GETPOST方法访问，其他的method返回405
拒绝User-Agent：server、location
if ($http_user_agent ~* LWP::Simple|BBBike|wget|curl) {
return 444;
}
可能有一些不法者会利用wget/curl等工具扫描我们的网站，我们可以通过禁止相应的user-agent来简单的防范
Nginx的444状态比较特殊，如果返回444那么客户端将不会收到服务端返回的信息，就像是网站无法连接一样
防止常见攻击
Nginx默认提供了一些防止常见攻击的配置选项，例如：
防止缓冲区溢出攻击：proxy_buffer_size和proxy_buffers配置选项
防止HTTP请求头过大攻击：large_client_header_buffers配置选项
防止URI长度过大攻击：large_client_header_buffers配置选项
防止恶意请求：client_max_body_size配置选项
防止DDoS攻击：limit_conn和limit_req配置选项
三、使用HTTPS保证数据传输安全
HTTPS协议可以保证数据传输的机密性和完整性，防止数据被窃取或篡改。使用HTTPS可以防止中间人攻击、数据劫持等安全问题。我们可以使用Nginx提供的SSL模块来配置HTTPS。
示例代码：
server {
listen 443 ssl;
server_name example.com;
ssl_certificate /path/to/certificate.crt;
ssl_certificate_key /path/to/private.key;
location / {
# 其他配置
}
}上述代码中，我们使用listen 443 ssl指令来监听443端口，并使用ssl_certificate和ssl_certificate_key配置选项指定SSL证书路径。
审核编辑：黄飞
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