如何讓瀏覽器強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)HTTPS訪問

來源：運(yùn)維之美　瀏覽：990次　時(shí)間：2017-06-05

在網(wǎng)站全站HTTPS后,，如果用戶手動(dòng)敲入網(wǎng)站的HTTP地址,，或者從其它地方點(diǎn)擊了網(wǎng)站的HTTP鏈接，通常依賴于服務(wù)端301/302跳轉(zhuǎn)才能使用HTTPS服務(wù),。而第一次的HTTP請求就有可能被劫持,，導(dǎo)致請求無法到達(dá)服務(wù)器,，從而構(gòu)成HTTPS降級劫持。這個(gè)問題目前可以通過HSTS(HTTP Strict Transport Security,，RFC6797)來解決,。

HSTS簡介

HSTS(HTTP Strict Transport Security)是國際互聯(lián)網(wǎng)工程組織IETF發(fā)布的一種互聯(lián)網(wǎng)安全策略機(jī)制,。采用HSTS策略的網(wǎng)站將保證瀏覽器始終連接到該網(wǎng)站的HTTPS加密版本，不需要用戶手動(dòng)在URL地址欄中輸入加密地址,，以減少會(huì)話劫持風(fēng)險(xiǎn),。

HSTS響應(yīng)頭格式

Strict-Transport-Security: max-age=expireTime [; includeSubDomains] [; preload]

max-age,，單位是秒,，用來告訴瀏覽器在指定時(shí)間內(nèi)，這個(gè)網(wǎng)站必須通過HTTPS協(xié)議來訪問,。也就是對于這個(gè)網(wǎng)站的HTTP地址,，瀏覽器需要先在本地替換為HTTPS之后再發(fā)送請求。
includeSubDomains,，可選參數(shù),，如果指定這個(gè)參數(shù)，表明這個(gè)網(wǎng)站所有子域名也必須通過HTTPS協(xié)議來訪問,。
preload,，可選參數(shù)，一個(gè)瀏覽器內(nèi)置的使用HTTPS的域名列表,。

HSTS Preload List

雖然HSTS可以很好的解決HTTPS降級攻擊,，但是對于HSTS生效前的首次HTTP請求,，依然無法避免被劫持。瀏覽器廠商們?yōu)榱私鉀Q這個(gè)問題,，提出了HSTS Preload List方案：內(nèi)置一份可以定期更新的列表,，對于列表中的域名，即使用戶之前沒有訪問過,，也會(huì)使用HTTPS協(xié)議,。

目前這個(gè)Preload List由Google Chrome維護(hù)，Chrome,、Firefox,、Safari、IE 11和Microsoft Edge都在使用,。如果要想把自己的域名加進(jìn)這個(gè)列表,，首先需要滿足以下條件：

擁有合法的證書(如果使用SHA-1證書，過期時(shí)間必須早于2016年),；
將所有HTTP流量重定向到HTTPS,；
確保所有子域名都啟用了HTTPS；
輸出HSTS響應(yīng)頭：
max-age不能低于18周(10886400秒),；
必須指定includeSubdomains參數(shù),；
必須指定preload參數(shù)；

即便滿足了上述所有條件,，也不一定能進(jìn)入HSTS Preload List，更多信息可以查看：https://hstspreload.org/,。

通過Chrome的chrome://net-internals/#hsts工具,，可以查詢某個(gè)網(wǎng)站是否在Preload List之中，還可以手動(dòng)把某個(gè)域名加到本機(jī)Preload List,。

HSTS缺點(diǎn)

HSTS并不是HTTP會(huì)話劫持的完美解決方案。用戶首次訪問某網(wǎng)站是不受HSTS保護(hù)的,。這是因?yàn)槭状卧L問時(shí),，瀏覽器還未收到HSTS,，所以仍有可能通過明文HTTP來訪問。

如果用戶通過HTTP訪問HSTS保護(hù)的網(wǎng)站時(shí),，以下幾種情況存在降級劫持可能：

以前從未訪問過該網(wǎng)站
最近重新安裝了其操作系統(tǒng)
最近重新安裝了其瀏覽器
切換到新的瀏覽器
切換到一個(gè)新的設(shè)備,，如：移動(dòng)電話
刪除瀏覽器的緩存
最近沒訪問過該站并且max-age過期了

解決這個(gè)問題目前有兩種方案：

方案一：在瀏覽器預(yù)置HSTS域名列表,，就是上面提到的HSTS Preload List方案,。該域名列表被分發(fā)和硬編碼到主流的Web瀏覽器?？蛻舳嗽L問此列表中的域名將主動(dòng)的使用HTTPS,，并拒絕使用HTTP訪問該站點(diǎn),。

方案二：將HSTS信息加入到域名系統(tǒng)記錄中。但這需要保證DNS的安全性,，也就是需要部署域名系統(tǒng)安全擴(kuò)展,。

其它可能存在的問題

由于HSTS會(huì)在一定時(shí)間后失效(有效期由max-age指定),，所以瀏覽器是否強(qiáng)制HSTS策略取決于當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間。大部分操作系統(tǒng)經(jīng)常通過網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議更新系統(tǒng)時(shí)間,，如Ubuntu每次連接網(wǎng)絡(luò)時(shí),，OS X Lion每隔9分鐘會(huì)自動(dòng)連接時(shí)間服務(wù)器。攻擊者可以通過偽造NTP信息,，設(shè)置錯(cuò)誤時(shí)間來繞過HSTS,。

解決方法是認(rèn)證NTP信息,，或者禁止NTP大幅度增減時(shí)間。比如：Windows 8每7天更新一次時(shí)間,，并且要求每次NTP設(shè)置的時(shí)間與當(dāng)前時(shí)間不得超過15小時(shí)。

支持HSTS瀏覽器

目前主流瀏覽器都已經(jīng)支持HSTS特性,，具體可參考下面列表：

Google Chrome 4及以上版本
Firefox 4及以上版本
Opera 12及以上版本
Safari從OS X Mavericks起
Internet Explorer及以上版本

HSTS部署

服務(wù)器開啟HSTS的方法是：當(dāng)客戶端通過HTTPS發(fā)出請求時(shí),，在服務(wù)器返回的超文本傳輸協(xié)議響應(yīng)頭中包含Strict-Transport-Security字段,。非加密傳輸時(shí)設(shè)置的HSTS字段無效。

最佳的部署方案是部署在離用戶最近的位置,，例如：架構(gòu)有前端反向代理和后端Web服務(wù)器，在前端代理處配置HSTS是最好的,，否則就需要在Web服務(wù)器層配置HSTS,。如果Web服務(wù)器不明確支持HSTS，可以通過增加響應(yīng)頭的機(jī)制,。如果其他方法都失敗了,，可以在應(yīng)用程序?qū)釉黾親STS。

HSTS啟用比較簡單，只需在相應(yīng)頭中加上如下信息：

Strict-Transport-Security: max-age=63072000; includeSubdomains;preload;

Strict-Transport-Security是Header字段名,，max-age代表HSTS在客戶端的生效時(shí)間。 includeSubdomains表示對所有子域名生效,。preload是使用瀏覽器內(nèi)置的域名列表,。

HSTS策略只能在HTTPS響應(yīng)中進(jìn)行設(shè)置,，網(wǎng)站必須使用默認(rèn)的443端口,；必須使用域名，不能是IP,。因此需要把HTTP重定向到HTTPS,，如果明文響應(yīng)中允許設(shè)置HSTS頭,，中間人攻擊者就可以通過在普通站點(diǎn)中注入HSTS信息來執(zhí)行DoS攻擊,。

Apache上啟用HSTS

$ vim /etc/apache2/sites-available/hi-linux.conf

# 開啟HSTS需要啟用headers模塊
LoadModule headers_module /usr/lib/apache2/modules/mod_headers.so

<VirtualHost *:80>
  ServerName www.hi-linux.com
  ServerAlias hi-linux.com
...
 #將所有訪問者重定向到HTTPS,解決HSTS首次訪問問題,。
  RedirectPermanent / https://www.hi-linux.com/
</VirtualHost>

<VirtualHost 0.0.0.0:443>
...
# 啟用HTTP嚴(yán)格傳輸安全
  Header always set Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubdomains; preload"
...
</VirtualHost>

重啟Apache服務(wù)

$ service apche2 restart

Nginx上啟用HSTS

$ vim /etc/nginx/conf.d/hi-linux.conf

server {
   listen 443 ssl;
   server_name www.hi-linux.com;
   add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubdomains; preload";
...
}

server {
   listen 80;
   server_name www.hi-linux.com;
   return 301 https://www.hi-linux.com$request_uri;
...
}

重啟Nginx服務(wù)

$ service nginx restart

IIS啟用HSTS

要在IIS上啟用HSTS需要用到第三方模塊,，具體可參考：https://hstsiis.codeplex.com/

測試設(shè)置是否成功

設(shè)置完成了后，可以用curl命令驗(yàn)證下是否設(shè)置成功,。如果出來的結(jié)果中含有Strict-Transport-Security的字段,，那么說明設(shè)置成功了。

$ curl -I https://www.hi-linux.com
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx
Date: Sat, 27 May 2017 03:52:19 GMT
Content-Type: text/html; charset=utf-8
...
Strict-Transport-Security: max-age=63072000; includeSubDomains; preload
X-Frame-Options: deny
X-XSS-Protection: 1; mode=block
X-Content-Type-Options: nosniff
...

對于HSTS以及HSTS Preload List,，建議是只要不能確保永遠(yuǎn)提供HTTPS服務(wù),，就不要啟用。因?yàn)橐坏〩STS生效,，之前的老用戶在max-age過期前都會(huì)重定向到HTTPS,，造成網(wǎng)站不能正確訪問,。唯一的辦法是換新域名。