使用 Let’s Encrypt 免費申請泛域名 SSL 證書，并實現自動續期

使用 Let’s Encrypt 免費申請泛域名 SSL 證書，并實現自動續期

目錄

  • 使用 Let’s Encrypt 免費申請泛域名 SSL 證書，并實現自動續期
    • 🛠? 環境準備
    • 💡 什么是 Let’s Encrypt？
    • 🧠 Let’s Encrypt 證書頒發原理
      • 1.?域名驗證
      • 2.?證書生成
      • 3.?證書安裝
      • 4.?自動續期
    • 🛠? Certbot 的工作原理
    • 📦 安裝 Certbot
      • Linux 系統
      • 其他系統平臺
    • 🌐 單域名 SSL 證書
      • 🔒 申請單域名 SSL 證書
      • 🔄 單域名自動續期
    • 🌐 泛域名 SSL 證書
      • 🛡? 申請泛域名 SSL 證書
        • 使用 DNS 驗證申請泛域名證書
      • 🔄 泛域名設置自動續期
        • 1.?創建自動化 DNS 腳本
        • 2.?配置自動續期命令
        • 3.?配置 Crontab 定期續期任務
        • 4.?重載 Nginx 配置
        • 5.?驗證自動續期配置
        • 🔍 深入解讀
        • ? 配置完成后的效果
    • 📁 申請的 SSL 證書文件所在目錄
      • nginx配置證書示例
    • 🔍 驗證 HTTPS 配置
    • 🛡? 常見問題及解決方法
      • 1.?DNS 驗證失敗
      • 2.?Nginx 配置沖突
    • 🎉 總結
    • 🔗 參考鏈接

在如今的互聯網環境中，為網站配置 SSL 證書已成為安全的標配。本文將介紹如何使用?Let’s Encrypt?免費獲取泛域名 SSL 證書，并實現自動續期，為你的網站保駕護航。

🛠? 環境準備

在開始之前，確保你具備以下條件：

  • 一臺可以訪問互聯網的服務器（Linux 環境，如 Ubuntu/CentOS）。
  • Root?權限或?sudo?權限。
  • 一個已解析的域名（本文以?example.com?為例）。

💡 什么是 Let’s Encrypt？

Let’s Encrypt?是一個免費的、自動化的、開放的證書頒發機構（CA），提供免費 SSL 證書。它的目標是讓所有網站都能輕松實現 HTTPS 加密，保障用戶數據的安全。通過?Let’s Encrypt，你可以為你的主域名、子域名，甚至泛域名配置安全證書，而且過程完全自動化，不需要手動申請和管理證書，官方推薦使用?Certbot。

🧠 Let’s Encrypt 證書頒發原理

Let’s Encrypt 證書的頒發是通過?自動化的認證流程?完成的，以下是基本流程：

1.?域名驗證

在申請證書之前，Let’s Encrypt 必須驗證你對所申請域名的控制權。這是通過以下幾種方式進行的：

  • HTTP-01 驗證：Let’s Encrypt 向你請求創建一個特定的文件，并放在你網站的指定路徑下。它通過訪問該文件來驗證你是否控制該域名。
  • DNS-01 驗證：Let’s Encrypt 提供一條 DNS TXT 記錄，要求你將其添加到域名的 DNS 設置中。它通過檢查 DNS 記錄來驗證你對域名的控制權。

對于?泛域名證書，必須使用?DNS-01?驗證方式，因為 HTTP 驗證不能跨域名層級進行。

2.?證書生成

一旦驗證成功，Let’s Encrypt 會生成一個 SSL 證書，并將其發放給申請者。這個證書包含了公鑰和域名信息，任何人都可以通過該證書與網站進行安全通信。

3.?證書安裝

證書的安裝你可以選擇自己手動安裝，我自己是手動安裝的，因為我用的是docker版的nginx服務器。你也可以由?Certbot?自動完成，前提是你已經在服務器上安裝?Nginx?或?Apache?等服務器。Certbot 會將證書安裝到 Web 服務器（如 Nginx 或 Apache）上，并配置好相應的加密設置，自動安裝會更方便，動手配置更靈活，比如申請證書和 Web 服務器不在同一臺電腦上就需要手動。

4.?自動續期

Let’s Encrypt 的證書有效期為?90 天，因此需要定期續期。Certbot 自動進行續期驗證，確保你的網站不會因為證書過期而遭到用戶的安全警告。

🛠? Certbot 的工作原理

Certbot?是一個命令行工具，用于自動化整個 SSL 證書的管理流程。它可以做以下幾件事：

  • 申請證書：使用 ACME 協議從 Let’s Encrypt 獲取證書。
  • 驗證域名所有權：通過 HTTP-01 或 DNS-01 驗證確保你擁有該域名。
  • 安裝證書：將證書自動安裝到你的 Web 服務器，并配置相關的加密參數。
  • 續期證書：定期自動續期證書，避免證書過期。

Certbot 的核心工作是通過?ACME 協議（自動證書管理環境）與 Let’s Encrypt 通信。ACME 是一套標準協議，用于自動化證書申請、驗證和安裝的過程。Certbot 使用 ACME 協議與 Let’s Encrypt 進行通信，確保你的網站能夠通過安全的 HTTPS 連接。

📦 安裝 Certbot

Certbot?是由?Electronic Frontier Foundation (EFF)?提供的一個開源工具，用于自動化從 Let’s Encrypt 獲取和管理 SSL 證書。Certbot 會自動為你處理證書申請、安裝和續期等過程。

Linux 系統

推薦使用 Linux 的 snap 包管理工具安裝Certbot，支持snap后可以使用如下命令安裝Certbot

sudo snap install --classic certbot?#安裝Certbot
sudo?ln -s /snap/bin/certbot /usr/bin/certbot?#創建一個符號鏈接，確保可以執行certbot命令（相當于快捷方式）

其他系統平臺

參考Certbot官網

🌐 單域名 SSL 證書

🔒 申請單域名 SSL 證書

如果你只需要為單個域名（如?example.com?和?www.example.com）申請證書，可以使用以下命令：

sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

--nginx 需要服務器預先安裝nginx，certbot獲取到證書后會自動通過修改nginx的配置將證書安裝到nginx上。

根據提示輸入郵箱地址，并同意服務條款，Certbot 將自動完成證書申請和安裝。

🔄 單域名自動續期

Let’s Encrypt 證書的有效期為?90 天，為了避免證書過期，我們可以使用?Cron Job?設置自動續期。

首先，你可以手動測試續期是否正常：

sudo certbot renew --dry-run

如果沒有報錯，可以繼續配置自動續期任務：

sudo crontab -e

在打開的編輯器中添加以下行，表示每天凌晨 2 點執行自動續期任務：

0 2 * * * /usr/bin/certbot renew --quiet

--quiet?參數表示靜默模式，不會輸出非錯誤信息。

單域名的操作非常簡單，就說到這里！！！

🌐 泛域名 SSL 證書

🛡? 申請泛域名 SSL 證書

泛域名證書（Wildcard Certificate）可以為同一主域名下的所有子域名提供 HTTPS 支持。例如，*.example.com?可以覆蓋?blog.example.com、api.example.com?等子域名。

使用 DNS 驗證申請泛域名證書

Let’s Encrypt 要求通過?DNS-01?驗證來申請泛域名證書。運行以下命令：

sudo certbot certonly --manual --preferred-challenges dns -d *.example.com -d example.com

Certbot 會要求你在 DNS 中創建一個特定的?TXT 記錄?記錄以驗證域名的所有權。

_acme-challenge.example.com IN TXT "certbot給出的隨機字符串"

前往你的域名 DNS 管理頁面，添加該記錄后，返回命令行按下?Enter。
如圖：
?


大概等幾十秒鐘，確保 DNS 記錄在全網傳播開來，Certbot 可以查詢到。
Certbot 在執行驗證時會發起 DNS 查詢，如果能找到所需的 TXT 記錄并驗證其值，認證就會成功，然后就會頒發證書。證書頒發后，這條?TXT 記錄?就可以刪除了。

這個是手動添加刪除 DNS 對應的 TXT 記錄，這里只是演示Certbot頒發證書的過程，實際情況下最好采用自動化腳本添加和刪除 DNS 的 TXT 解析記錄。

🔄 泛域名設置自動續期

Let’s Encrypt 頒發的 SSL 證書有效期為?90 天，為了避免證書過期導致網站 HTTPS 中斷，自動續期?是必須要配置的。對于?泛域名證書，由于使用了?DNS-01 驗證，因此我們也需要使用相應的自動化腳本來管理 DNS TXT 記錄，從而實現自動續期。由于我購買的是騰訊云域名，這里我們以?騰訊云DNSPod?的 API 為例，來配置自動續期。

1.?創建自動化 DNS 腳本

首先，我們需要編寫兩個腳本用于處理?DNS-01?驗證的 DNS 記錄添加和刪除。假設你已經安裝了?騰訊云 CLI 工具 (tccli)，，以下是?dnspod.sh?腳本的內容：
tccli安裝和使用參考?騰訊云 CLI 工具

#!/bin/bash
RECORD_FILE="/tmp/_acme-challenge.${CERTBOT_DOMAIN}_${CERTBOT_VALIDATION}"
if !?command -v tccli >/dev/null;?then
echo?"TCCLI is required: https://cloud.tencent.com/document/product/440" 1>&2
exit 1
fi
if [?"$1" =?"clean" ];?then
# 刪除 DNS TXT 記錄
RECORD_ID=$(cat?${RECORD_FILE})
if [ -n?"${RECORD_ID}" ];?then
tccli dnspod DeleteRecord --cli-unfold-argument \
--Domain?${CERTBOT_DOMAIN} \
--RecordId?${RECORD_ID} \
>/dev/null
fi
rm -f?${RECORD_FILE}
else
# 創建 DNS TXT 記錄
RECORD_ID=$(
tccli dnspod CreateRecord --cli-unfold-argument \
--Domain?${CERTBOT_DOMAIN} \
--SubDomain _acme-challenge \
--RecordType TXT \
--RecordLine 默認 \
--Value?${CERTBOT_VALIDATION} \
--TTL 600 \
| grep?"RecordId" | grep -Eo?"[0-9]+"
)
echo?${RECORD_ID} >?${RECORD_FILE}
sleep 20?# 等待 DNS 記錄傳播
fi

腳本中涉及到一些環境變量比如CERTBOT_DOMAIN、CERTBOT_VALIDATION等等，這是由certbot自動將相關的環境變量傳遞給這些腳本的。

參考：Certbot DNS驗證前后的鉤子

2.?配置自動續期命令

我們使用?certbot?的?--manual-auth-hook?和?--manual-cleanup-hook?參數，調用?dnspod.sh?腳本來自動添加和清理 DNS 記錄：

certbot renew --manual --preferred-challenges=dns \
--manual-auth-hook?"/path/to/dnspod.sh" \
--manual-cleanup-hook?"/path/to/dnspod.sh clean" \
--deploy-hook?"/path/to/renew_and_reload_nginx.sh"
  • --manual-auth-hook：在驗證開始時調用，用于創建 DNS TXT 記錄。
  • --manual-cleanup-hook：在驗證結束后調用，用于清理 DNS TXT 記錄。
  • --deploy-hook：在證書更新成功后調用，用于重啟并加載 Nginx 最新配置。
3.?配置 Crontab 定期續期任務

編輯?Crontab?文件，添加以下行，實現每 10 天凌晨 2 點自動嘗試續期證書：

0 2 */10 * * root certbot renew --manual --preferred-challenges=dns \
--manual-auth-hook?"/path/to/dnspod.sh" \
--manual-cleanup-hook?"/path/to/dnspod.sh clean" \
--deploy-hook?"/path/to/renew_and_reload_nginx.sh" >> /var/log/certbot-renew.log 2>&1
4.?重載 Nginx 配置

以下是?renew_and_reload_nginx.sh?的內容，用于在證書續期后重啟 Nginx 服務（假設使用 Docker 運行 Nginx）：

#!/bin/bash
# 停止 nginx 服務
docker compose -f /path/to/compose.yml stop nginx
# 重新啟動 nginx 服務
docker compose -f /path/to/compose.yml up -d nginx
5.?驗證自動續期配置

在完成配置后，可以運行以下命令來測試續期流程，確保一切正常：

certbot renew --manual --preferred-challenges=dns --manual-auth-hook?"/path/to/dnspod.sh" --manual-cleanup-hook?"/path/to/dnspod.sh clean" --deploy-hook?"/path/to/renew_and_reload_nginx.sh" --dry-run

如果沒有錯誤提示，說明自動續期配置成功。

加上--dry-run表示使用Let's Encrypt的測試服務器。防止多次使用真實服務器頻繁頒發證書達到速率限制

🔍 深入解讀

  1. DNS 驗證和自動化挑戰：

    • 泛域名證書使用?DNS-01 驗證，即要求在 DNS 中添加?_acme-challenge?的 TXT 記錄。這種方式可以驗證你對整個域名的控制權。
    • 使用 API 自動管理 DNS 記錄，可以避免手動添加和刪除 TXT 記錄的繁瑣操作，適合生產環境中的自動化需求。

  2. Crontab 定時任務：

    • 由于 Let’s Encrypt 證書有效期為 90 天，我們配置 Crontab 每 10 天嘗試續期一次，以確保在證書到期前完成續期。
    • 任務執行日志會被重定向到?/var/log/certbot-renew.log，便于后續檢查和調試。

  3. Nginx 重載：

    • 證書續期后，需要重新加載 Nginx 配置，以使新的證書生效。通過?docker compose?管理的 Nginx 服務，可以使用?up -d?命令實現無中斷重啟。
? 配置完成后的效果

完成上述配置后，你的服務器將能夠自動管理泛域名 SSL 證書，定期續期并自動應用新的證書配置。這將大大降低證書管理的工作量，同時保證網站的 HTTPS 加密連接始終有效。

你可以隨時使用以下命令檢查現有證書的狀態：

sudo certbot certificates

如果證書信息顯示正確，并且?expiry date?在未來日期，說明配置成功。

通過自動化腳本和 Certbot 工具的結合，你已經為你的泛域名 SSL 證書實現了從申請、安裝到續期的全流程自動化，讓你的網站可以輕松保持 HTTPS 安全連接。

📁 申請的 SSL 證書文件所在目錄

當使用?Certbot?成功申請到 SSL 證書后，證書文件將默認保存在以下目錄中：

/etc/letsencrypt/live/your-domain-name/

具體包含以下幾個文件：

  • cert.pem：這是你的?SSL 證書?文件。
  • privkey.pem：這是你的?私鑰?文件，務必妥善保管，切勿泄露。
  • chain.pem：這是?中間證書鏈?文件，用于驗證證書的完整性。
  • fullchain.pem：這是?完整證書鏈?文件，通常用于 Nginx 或 Apache 的 SSL 配置中。

例如，如果你的域名是?example.com，則目錄路徑為：

/etc/letsencrypt/live/example.com/

你可以使用以下命令查看證書詳細信息：

sudo certbot certificates

輸出示例：

Certificate Name: example.com
Domains: example.com www.example.com
Expiry Date: 2024-02-10 14:30:00+00:00 (VALID: 75 days)
Certificate Path: /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem
Private Key Path: /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem

提示：為了避免證書路徑錯誤，建議在 Nginx 或 Apache 配置中直接使用?fullchain.pem?和?privkey.pem?兩個文件。

nginx配置證書示例

server {
listen?80;
server_name example.com www.example.com;
location / {
return?301 https://$host$request_uri;
}
}
server {
listen?443 ssl;
server_name example.com www.example.com;
ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;
location / {
proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
}
}

如果使用docker nginx，可以通過docker掛載卷使用證書，比如我就是這樣使用的：
compose.yml：

services:
nginx:
image:?nginx:latest
networks:
-?spy
ports:
-?"80:80"
-?"443:443"
environment:
-?TZ=Asia/Shanghai?# 設置為上海時區
volumes:
# 主配置
-?./nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:rw
# include配置
-?./nginx/conf.d/:/etc/nginx/conf.d/:rw
# 證書
-?/etc/letsencrypt/live/spystudy.cn/fullchain.pem:/etc/ssl/certs/spystudy.cn/fullchain.pem:rw
-?/etc/letsencrypt/live/spystudy.cn/privkey.pem:/etc/ssl/certs/spystudy.cn/private.pem:rw
# 日志
-?./nginx/logs/:/var/log/nginx/:rw

然后nginx配置文件：

server {
listen 443 ssl;
server_name spystudy.cn;
ssl_certificate /etc/ssl/certs/spystudy.cn/fullchain.pem;
ssl_certificate_key /etc/ssl/certs/spystudy.cn/private.pem;
return 301 https://www.spystudy.cn$request_uri;
}

🔍 驗證 HTTPS 配置

證書安裝完成后，可以通過訪問?https://example.com?檢查是否成功啟用了 HTTPS。你也可以使用以下命令查看證書狀態：

sudo certbot certificates

如果證書信息顯示正確，并且?expiry date?在未來日期，說明配置成功。

🛡? 常見問題及解決方法

1.?DNS 驗證失敗

檢查 DNS 記錄是否添加正確，并確保記錄已完全傳播，可以使用以下命令查看 DNS 解析狀態：

nslookup -q=txt _acme-challenge.example.com

2.?Nginx 配置沖突

如果 Certbot 無法自動修改 Nginx 配置文件，你可以手動更新 Nginx 配置文件（/etc/nginx/sites-available/default）：

server {
listen?80;
server_name example.com www.example.com;
location / {
return?301 https://$host$request_uri;
}
}
server {
listen?443 ssl;
server_name example.com www.example.com;
ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;
include /etc/letsencrypt/options-ssl-nginx.conf;
ssl_dhparam /etc/letsencrypt/ssl-dhparams.pem;
location / {
proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
}
}

保存并測試 Nginx 配置：

sudo nginx -t
sudo systemctl reload nginx

🎉 總結

通過本文的教程，你已經學會了如何使用?Let’s Encrypt?免費獲取 SSL 證書，包括?單域名?和?泛域名?的配置，并且實現了?自動續期。此外，你還了解了?Certbot?工具的作用及工作原理。現在，你可以輕松為你的網站配置 HTTPS，保障用戶的安全體驗，如果你在配置證書過程中遇到任何問題，歡迎在下方留言。

如果你覺得這篇文章對你有所幫助，歡迎分享給更多需要的朋友！

🔗 參考鏈接

  • Let’s Encrypt 官方網站
  • Certbot 官方文檔
  • ACME 協議介紹

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解決網絡傳輸中可能出現的“粘包”

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先理解核心問題&#xff1a;什么是“TCP粘包”&#xff1f; TCP 就像一條水管&#xff0c;數據通過水管從一端傳到另一端。但它有個特點&#xff1a;不會按“發送時的小包”來劃分&#xff0c;而是把數據當成連續的字節流。 比如&#xff1a; 你分兩次發數據&#xff1a;第一次…
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