使用 Certbot 申請和自動續簽 Let’s Encrypt 的免費 SSL 證書

一. Let’s Encrypt 介紹

Let’s Encrypt 是當前最常用的免費 HTTPS 證書生成工具之一。該服務由非營利組織提供，致力于為全球范圍內的網站提供便捷的自動化證書頒發服務。雖然 Let’s Encrypt 證書的有效期只有90天，但是可以自動續期，這使得 Let’s Encrypt 更加易于使用和部署。

在使用 Let’s Encrypt 生成證書時，可以使用 Certbot 工具來執行此任務。下面是一個示例命令，用于生成證書：

首先確保你有一個合法可用的域名，example.com替換為你的域名

sudo certbot certonly \    --email example@qq.com \--server https://acme-v02.api.letsencrypt.org/directory \--agree-tos \--manual \--preferred-challenges=dns  \-d example.com \-d www.example.com
  • certbot: Certbot 工具名稱，certonly: Certbot 工具的插件，用于生成 SSL/TLS 證書。
  • –email example@qq.com: Let’s Encrypt 要求在生成 SSL 證書時提供有效的聯系電子郵件地址。
  • –server https://acme-v02.api.letsencrypt.org/directory： Certbot 生成證書的 ACME 服務器。這里使用 Let’s Encrypt v2 API 端點。
  • –agree-tos：同意 Let’s Encrypt 的服務條款。
  • –manual：指定使用手動模式生成證書。這意味著您需要在命令提示符下手動操作來驗證您擁有該域名。
  • –preferred-challenges=dns：指定 Certbot 使用 DNS 驗證方式進行證書頒發。這表示您需要將一個特定的 TXT 記錄添加到 DNS 進行驗證。
  • -d ‘example.com’：指定您想要為其生成 SSL 證書的域名。你可以通過添加多個 -d 選項來同時為多個域名生成證書。

請注意，由于 --manual 選項需要手動操作，因此它可能比其他選項耗費更多時間。另外，使用 DNS 驗證時需要在 DNS 服務商處添加 TXT 記錄以實現驗證，這在某些情況下可能會比較困難，也需要等待 DNS 緩存刷新。在選擇選項時，請根據您的需求和特定情況來作出最合適的選擇。

我們可以把 --manual --preferred-challenges=dns 替換成–preferred-challenges http-01并配置 Nginx 服務器的相應設置，使用 HTTP 驗證方式生成證書。

二. 生成證書的詳細流程

在 Linux 上使用 Certbot 來獲取并自動續期 Let’s Encrypt 的 SSL 證書是一個很好的選擇，因為 Certbot 是由 Electronic Frontier Foundation (EFF) 支持的官方客戶端。下面是詳細的步驟：

1. 安裝 Certbot

首先，你需要在你的 Linux 系統上安裝 Certbot。安裝方法取決于你使用的 Linux 發行版。以下是一些常見的 Linux 發行版的安裝指令：

對于 Ubuntu/Debian 系統：

sudo apt updatesudo apt install certbot

對于 CentOS/RHEL 系統：

sudo yum install epel-releasesudo yum install certbot

對于 Fedora 系統：

sudo dnf install certbot

2. 使用以下命令生成證書：

sudo certbot certonly \
--email example@qq.com \
--server https://acme-v02.api.letsencrypt.org/directory \
--agree-tos \
--manual \
--preferred-challenges=dns  \
-d example.com \
-d *.example.com

請將 example@qq.com 替換為您自己的電子郵件地址，并使用您要生成證書的域名把 example.com 和 www.example.com替換成你自己的。

這里輸入它并等待幾分鐘以允許記錄傳播并進行驗證。一旦您添加了DNS記錄，該命令將在 /etc/letsencrypt 目錄中生成通配符證書。

注意： Certbot將提示您為該域名添加DNS TXT記錄。請使用您的DNS提供商或托管服務提供商的管理面板或API添加記錄, 你國內買的域名就在公有云廠商控制臺域名管理上配置，自己登錄界面多找找，我是在注冊域名服務商這里添加的DNS TXT記錄
在這里插入圖片描述

在這里插入圖片描述

如果成功的話，它會生成兩個文件：
/etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem
/etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem

3. 手動續期

Certbot 是申請的Let’s Encrypt的免費證書，有效期 3 個月，到期之后我們可以再次續期，達到永久免費的效果。

你只需要在到期前，再手動執行生成證書的命令，也就是以上步驟2，就ok啦。

4. 自動續期

4.1 方法1：使用DNS插件

如果你的 DNS 提供商支持 API 訪問，最好的解決方案是使用 Certbot 的 DNS 插件，這些插件可以自動處理 DNS 記錄的更改。例如，如果你使用的是 Cloudflare，你可以安裝和使用 Certbot 的 Cloudflare 插件：

  1. 安裝插件:

    sudo apt-get install python3-certbot-dns-cloudflare

  2. 配置 DNS API：
    創建一個 API 令牌并保存到一個安全的配置文件中，比如 cloudflare.ini，并設置適當的權限：
    如果使用全局 API 密鑰：

    dns_cloudflare_email = your-email@example.comdns_cloudflare_api_key = your-api-key

    如果使用 API 令牌：

    dns_cloudflare_api_token = your-api-token

  3. 確保文件權限正確：

    chmod 600 cloudflare.ini

  4. 修改續期命令：
    使用 DNS 插件重新獲取證書，并設置自動續期：

    certbot renew --dns-cloudflare --dns-cloudflare-credentials /path/to/cloudflare.ini

    驗證：

4.2 方法2：提供認證鉤子腳本

如果你沒有使用支持 API 的 DNS 提供商，或者你更愿意繼續使用手動模式，你需要創建一個腳本來自動處理 DNS 記錄的驗證。以下是一個來自cloudflare DNS提供商簡單的示例：

  1. 創建認證腳本（例如 auth-hook.sh）：
#!/bin/bash
# Cloudflare API 設置
API_TOKEN="your_cloudflare_api_token"
ZONE_ID="your_zone_id"  # Cloudflare Zone ID
DNS_RECORD_NAME="_acme-challenge.$CERTBOT_DOMAIN."
# 創建或更新 DNS TXT 記錄
RESPONSE=$(curl -s -X POST "https://api.cloudflare.com/client/v4/zones/$ZONE_ID/dns_records" \-H "Authorization: Bearer $API_TOKEN" \-H "Content-Type: application/json" \--data '{"type":"TXT","name":"'"$DNS_RECORD_NAME"'","content":"'"$CERTBOT_VALIDATION"'","ttl":120}')
# 檢查 Cloudflare API 是否成功響應
SUCCESS=$(echo $RESPONSE | jq .success)
if [[ $SUCCESS != "true" ]]; then
echo "Failed to update DNS records."
echo "API Response: $RESPONSE"
exit 1
fi
# 休眠以等待 DNS 更改傳播
sleep 30

腳本說明
腳本使用 Cloudflare 的 API 接口創建一個 TXT 記錄，用于 Let’s Encrypt 的 DNS-01 驗證。
-使用 curl 發送 HTTP POST 請求到 Cloudflare 的 API 端點，以添加 DNS 記錄。
-使用 jq 解析 JSON 響應以檢查操作是否成功。
-在驗證之前等待 30 秒，以確保 DNS 更改已足夠傳播。

  1. 設置腳本權限
    給腳本文件設置執行權限：

    chmod +x auth-hook.sh

  2. 使用腳本續訂證書
    在 Certbot 命令中指定這個腳本作為認證鉤子：

    certbot certonly --manual --preferred-challenges=dns \--manual-auth-hook /path/to/auth-hook.sh -d "example.com" -d "*.example.com"


以上都可以在命令后加上 --dry-run 后綴進行測試，測試完成后刪除 --dry-run

4.3 使用crontab 進行調度

我這邊nginx用的是docker環境，需要把生成的證書同步到容器內。

  1. 編輯腳本 automatic_certificate_renewal.sh
#!/bin/bash
# 更新證書
# 方法1
/usr/bin/certbot renew --dns-cloudflare --dns-cloudflare-credentials /opt/cmd/cloudflare/cloudflare.ini
# 方法2
# /usr/bin/certbot certonly --manual --preferred-challenges=dns --manual-auth-hook /opt/cmd/cloudflare/auth-hook.sh -d "byteromance.com" -d "*.byteromance.com"
# 覆蓋證書文件
cp /etc/letsencrypt/live/byteromance.com/privkey.pem /data/wordpress/wp_nginx/certs
cp /etc/letsencrypt/live/byteromance.com/fullchain.pem /data/wordpress/wp_nginx/certs
docker restart wp_nginx
  1. 設置crontab調度
 0 0 1 * * bash /opt/cmd/automatic_certificate_renewal.sh > /opt/cmd/log/cert/logfile_$(date "+\%Y\%m\%d").log 2>&1

三. 配置HTTPS

在生成證書后，使用以下方法之一來配置您的HTTPS，這里不作詳細的介紹。

  1. 對于Apache服務器：

    # 在您的虛擬主機文件中添加以下行：
SSLEngine on SSLCertificateFile /etc/letsencrypt/live/example.com/cert.pem                      
SSLCertificateKeyFile /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem 
SSLCertificateChainFile /etc/letsencrypt/live/example.com/chain.pem

  2. 對于NGINX服務器：

    # 在您的虛擬主機文件中添加以下行：
ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem; 
ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

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