Nginx+LibreSSL：尝鲜测试

tl;dr: 用上 LibreSSL 已经第二个夜晚了 ... 依然运行良好

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7月11日，LibreSSL团队发布 LibreSSL 的可移植版本，这是第一个可在 OpenBSD, Linux, OSX, Solaris 和 FreeBSD 上运行的版本。 [1,2,5,8]

本文会介绍一些 Nginx 与 Libressl 一起使用实践经验。

本文所用软件的版本

  • nginx 1.6.0

  • libressl 2.0.0

在reddit-discussion [11]中有描述一些使用最新开发版本（1.7 分支）会出现的问题。

安装

直接从源码编译LibreSSL，构建过程的输出非常简洁，源码还附带测试用例及提供并行构建支持（见附录）。

 
 
    
  
  
  1. # 用于构建及安装 libressl 的选项 [7]  
    2. 
  
  
  2. $ ./configure --prefix=/usr LDFLAGS=-lrt && make check && sudo make install 
    3.

新安装的 LibreSSL 可替代openssl以相同的方式运行，但要注意：正如 sabotage-linux 的 spencerjohn 和 Gentoo 的 Hanno Böck 所说的那样，用libressl完全替代操作系统中的openssl会很麻烦。[3,4]

LibreSSL 会报告其版本为 LibreSSL 2.0， openssl命令的使用方法与openssl一样：

 
 
    
  
  
  1. $ which openssl  
    2. 
  
  
  2. /usr/bin/openssl  
    3. 
  
  
  3.    
    4. 
  
  
  4. $ openssl version  
    5. 
  
  
  5. LibreSSL 2.0 
    6. 
  
  
  6.    
    7. 
  
  
  7. $ openssl s_client -host www.openssl.org -port 443 
    8. 
  
  
  8. CONNECTED(00000003)  
    9. 
  
  
  9. depth=2 C = BE, O = GlobalSign nv-sa, OU = Root CA, CN = GlobalSign Root CA  
    10. 
  
  
  10. verify error:num=19:self signed certificate in certificate chain  
    11. 
  
  
  11. verify return:0 
    12. 
  
  
  12. ---  
    13. 
  
  
  13. Certificate chain  
    14. 
  
  
  14.  0 s:/C=GB/OU=Domain Control Validated/CN=*.openssl.org  
    15. 
  
  
  15.    i:/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/CN=GlobalSign Domain Validation CA - G2  
    16. 
  
  
  16.  1 s:/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/OU=Root CA/CN=GlobalSign Root CA  
    17. 
  
  
  17.    i:/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/OU=Root CA/CN=GlobalSign Root CA  
    18. 
  
  
  18.  2 s:/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/CN=GlobalSign Domain Validation CA - G2  
    19. 
  
  
  19.    i:/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/OU=Root CA/CN=GlobalSign Root CA  
    20. 
  
  
  20. ---  
    21. 
  
  
  21. Server certificate  
    22. 
  
  
  22. -----BEGIN CERTIFICATE-----  
    23. 
  
  
  23. ... skip  
    24. 
  
  
  24. -----END CERTIFICATE-----  
    25. 
  
  
  25. subject=/C=GB/OU=Domain Control Validated/CN=*.openssl.org  
    26. 
  
  
  26. issuer=/C=BE/O=GlobalSign nv-sa/CN=GlobalSign Domain Validation CA - G2  
    27. 
  
  
  27. ---  
    28. 
  
  
  28. No client certificate CA names sent  
    29. 
  
  
  29. ---  
    30. 
  
  
  30. SSL handshake has read 4136 bytes and written 707 bytes  
    31. 
  
  
  31. ---  
    32. 
  
  
  32. New, TLSv1/SSLv3, Cipher is DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384  
    33. 
  
  
  33. Server public key is 2048 bit  
    34. 
  
  
  34. Secure Renegotiation IS supported  
    35. 
  
  
  35. Compression: NONE  
    36. 
  
  
  36. Expansion: NONE  
    37. 
  
  
  37. SSL-Session:  
    38. 
  
  
  38.     Protocol  : TLSv1.2 
    39. 
  
  
  39.     Cipher    : DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384  
    40. 
  
  
  40.     TLS session ticket lifetime hint: 300 (seconds)  
    41. 
  
  
  41.     TLS session ticket: 
    42.

确认了 libressl 能够使用后，我便动手让 nginx 来使用 libressl 。尽管在仍然使用 openssl 0.9.x 的旧系统中，通常我都会静态构建 nginx+openssl 以使最新和最好的 tls 版本可用。第一次尝试，只使用 ./configure --with-openssl=/path/to/libressl 就大错特错了，因为 nginx 已经完全与 openssl 的构建过程融合了： 

  • 可使用名为./config的脚本来替代./configure(容易解决)

  • openssl 会收集在 .openssl/lib 下的 objects(.obj) 文件和其他文件来链接进二进制文件和库文件，而 libressl 将这些文件分开存放在 crypto/.libs 和 ssl/.libs。

尝试通过手工建立目录层次（.openssl/lib）及根据 libressl 成功构建后出现的错误提示（见下面的错误信息）来复制文件以解决这些问题；在编译 libressl 时，我看到一个类似可以通过使用 LDFLAGS=-lrt 选项来解决问题的错误提示，但在尝试编译nginx并链接到已静态编译过的libressl库时仍然无法修复这个问题（但我依然继续）：

 
 
    
  
  
  1.   ...  
    2. 
  
  
  2.    
    3. 
  
  
  3.   objs/addon/nginx-upstream-fair/ngx_http_upstream_fair_module.o \  
    4. 
  
  
  4.   objs/addon/src/ngx_http_headers_more_filter_module.o \  
    5. 
  
  
  5.   objs/addon/src/ngx_http_headers_more_headers_out.o \  
    6. 
  
  
  6.   objs/addon/src/ngx_http_headers_more_headers_in.o \  
    7. 
  
  
  7.   objs/addon/src/ngx_http_headers_more_util.o \  
    8. 
  
  
  8.   objs/addon/src/ngx_http_encrypted_session_module.o \  
    9. 
  
  
  9.   objs/addon/src/ngx_http_encrypted_session_cipher.o \  
    10. 
  
  
  10.   objs/ngx_modules.o \  
    11. 
  
  
  11.   -Wl,-E -lpthread -lcrypt -L/usr/lib -lm -llua5.1 -lpcre /data/builds/froggstack/nginx_modules/openssl/.openssl/lib/libssl.a /data/builds/froggstack/nginx_modules/openssl/.openssl/lib/libcrypto.a -ldl -lz  
    12. 
  
  
  12. /data/builds/froggstack/nginx_modules/openssl/.openssl/lib/libcrypto.a(libcompat_la-getentropy_linux.o): In function `getentropy_fallback':  
    13. 
  
  
  13. /data/builds/froggstack/nginx_modules/openssl/crypto/compat/getentropy_linux.c:324: undefined reference to `clock_gettime'  
    14. 
  
  
  14. /data/builds/froggstack/nginx_modules/openssl/crypto/compat/getentropy_linux.c:395: undefined reference to `clock_gettime'  
    15. 
  
  
  15. collect2: error: ld returned 1 exit status  
    16. 
  
  
  16. make[1]: *** [objs/nginx] Error 1 
    17. 
  
  
  17. make[1]: Leaving directory `/data/builds/froggstack/src_nginx/nginx-1.6.0'  
    18. 
  
  
  18. make: *** [build] Error 2 
    19.

下一个尝试是在安装了 libressl 的前提下通过链接到 libressl 的动态库来构建 nginx，最终成功了（完整的nginx ./configure 选项参数见附录）。 运行 nginx-libressl -t 测试成功，并将 /usr/bin/nginx 替换成新的二进制可执行文件和运行 /etc/init.d/nginx restart，更新后的 nginx + libressl 上线了。任何配置文件和 nginx 的 ssl 配置都不需要修改，非常好！

测试

感兴趣并想测试的朋友可以访问： www.mare-system.de，网站从2014-07-12开始运行在 libressl 上。如你发现任何不兼容的问题，请通过 atsecurity@mare-system.de 给我留言。

在各种 Linux 和 Android 的浏览器上测试都没有发现问题；甚至在一台已被遗忘的装有2007年10月发布并已过时的附带 OpenSSL 0.9.8g 19 的 debian 5 上使用像 w3m 这样的控制台浏览器上浏览也没有问题。

在 ssllabs.com 上测试的得分为 A+，成绩与之前的配置一样；在使用了 libressl 后，唯一给出的提示是加密算法 ChaCha20-Poly1305 还处于实验阶段。

做了一个小小的性能测试，结果显示没有什么大问题；LibreSSL 与平均水平相比慢了 4%。原因可能是 openssl 是静态链接到 nginx 的，而 libressl 则是动态链接到 nginx 的，所以会产生更多的资源开销。

纯数字的测试结果：

 
 
    
  
  
  1. | Parallel Requests | OpenSSL-RPS | LibreSSL-RPS   
    2. 
  
  
  2. | 10                | 2341.75     | 2260.5  
    3. 
  
  
  3. | 20                | 2459.75     | 2418.25  
    4. 
  
  
  4. | 30                | 2472        | 2397  
    5. 
  
  
  5. | 40                | 2485        | 2384.5  
    6. 
  
  
  6. | 50                | 2445        | 2382.25  
    7. 
  
  
  7. | 60                | 2453.25     | 2390.75  
    8. 
  
  
  8. | 70                | 2426.25     | 2347.25  
    9. 
  
  
  9. | 80                | 2346.5      | 2227.5  
    10. 
  
  
  10. | 90                | 2325.5      | 2211  
    11. 
  
  
  11. | 100               | 2297.75     | 2318.25 
    12.

性能测试方式的一些说明可能在附录中找到。

#p#

结论

此法可行。

虽然不建议在这个阶段使用 LibreSSL 来代替 OpenSSL，但我只想测试其可行性。结果证明这是可行的。 从我的测试来看，没有任何功能上或性能的问题，而且只要你找到方法，构建 nginx + libressl 就容易了。依我所见，长期使用 LibreSSL 的好处是：

  • 干净的代码

  • 更少的漏洞

  • 更多人参与

在我撰写本文的时候，我收到新的 LibreSSL 版本发布的消息，新版本解决了一些新的问题。所以，再回头使用 OpenSSL 就显得有点不理智了:

做得好，LibreSSL 团队，再次感谢

参考

  1. 第一个可移植的 LibreSSL 版本发布

  2. LibreSSL - 下载

  3. libreSSL 的兼容性如何?

  4. 在 Gentoo 上使用 LibreSSL 

  5. LibreSSL 的 github 仓库

  6. Nginx + SSL + SPDY 指南

  7. 解决 LibreSSL 在 Redhat 上使用的问题

  8. LibreSSL - 主页

  9. SSL 报告: mare-system.de

  10. 第二个可移植的 LibreSSL 版本发布

  11. reddit-discussion

  12. Nginx + BoringSSL

附录
 

SSL 配置和使用的加密算法

 
 
    
  
  
  1. server {  
    2. 
  
  
  2.    
    3. 
  
  
  3.   listen 443 ssl spdy;  
    4. 
  
  
  4.   server_name www.mare-system.de;  
    5. 
  
  
  5.    
    6. 
  
  
  6.   ...  
    7. 
  
  
  7.    
    8. 
  
  
  8.   # ssl  
    9. 
  
  
  9.   ssl_session_cache shared:SSL:10m;  
    10. 
  
  
  10.   ssl_session_timeout 10m;  
    11. 
  
  
  11.    
    12. 
  
  
  12.   # older protos for browsercompatibility  
    13. 
  
  
  13.   ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;  
    14. 
  
  
  14.   ssl_prefer_server_ciphers on;  
    15. 
  
  
  15.    
    16. 
  
  
  16.   # suggestion from sslabs / including PFS  
    17. 
  
  
  17.   ssl_ciphers EECDH+ECDSA+AESGCM:EECDH+aRSA+AESGCM:EECDH+ECDSA+SHA384:EECDH+ECDSA+SHA256:EECDH+aRSA+SHA384:EECDH+aRSA+SHA256:EECDH+aRSA+RC4:EECDH:EDH+aRSA:RC4:!aNULL:!eNULL:!LOW:!3DES:!MD5:!EXP:!PSK:!SRP:!DSS;  
    18. 
  
  
  18.    
    19. 
  
  
  19.   # excluding subDomain on purpose  
    20. 
  
  
  20.   add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000";   
    21. 
  
  
  21.    
    22. 
  
  
  22.   ...  
    23. 
  
  
  23.    
    24. 
  
  
  24.   } 
    25.

Nginx 用于动态链接到 LibreSSL 的 Configure 选项

 
 
    
  
  
  1. nginx_libressl_opts = """    --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf   
    2. 
  
  
  2.   --sbin-path=/usr/sbin/nginx  
    3. 
  
  
  3.   --prefix=  
    4. 
  
  
  4.   --error-log-path=/var/log/nginx/error.log  
    5. 
  
  
  5.   --http-log-path=/var/log/nginx/access.log  
    6. 
  
  
  6.   --http-client-body-temp-path=/var/run/nginx/client_temp  
    7. 
  
  
  7.   --http-proxy-temp-path=/var/run/nginx/proxy_temp  
    8. 
  
  
  8.   --http-fastcgi-temp-path=/var/run/nginx/fastcgi_temp  
    9. 
  
  
  9.   --with-file-aio  
    10. 
  
  
  10.   --with-http_gzip_static_module  
    11. 
  
  
  11.   --with-http_ssl_module  
    12. 
  
  
  12.   --with-http_spdy_module  
    13. 
  
  
  13.   --with-http_stub_status_module  
    14. 
  
  
  14.   --with-debug  
    15. 
  
  
  15.   --without-mail_pop3_module  
    16. 
  
  
  16.   --without-mail_smtp_module  
    17. 
  
  
  17.   --without-mail_imap_module  
    18. 
  
  
  18.   --without-http_uwsgi_module  
    19. 
  
  
  19.   --without-http_scgi_module  
    20. 
  
  
  20.   --without-http_ssi_module      
    21. 
  
  
  21.   --add-module=$nmd/nginx-openssl-version  
    22. 
  
  
  22.   --add-module=$nmd/naxsi  
    23. 
  
  
  23.   --add-module=$nmd/lua-nginx-module  
    24. 
  
  
  24.   --add-module=$nmd/ngx_devel_kit  
    25. 
  
  
  25.   --add-module=$nmd/echo-nginx-module  
    26. 
  
  
  26.   --add-module=$nmd/nginx-accesskey  
    27. 
  
  
  27.   --add-module=$nmd/ngx_http_log_request_speed  
    28. 
  
  
  28.   --add-module=$nmd/set-misc-nginx-module  
    29. 
  
  
  29.   --add-module=$nmd/nginx-sticky-module-ng  
    30. 
  
  
  30.   --add-module=$nmd/ngx_cache_purge  
    31. 
  
  
  31.   --add-module=$nmd/memc-nginx-module  
    32. 
  
  
  32.   --add-module=$nmd/nginx-upstream-fair  
    33. 
  
  
  33.   --add-module=$nmd/headers-more-nginx-module  
    34. 
  
  
  34.   --add-module=$nmd/encrypted-session-nginx-module 
    35.

LibreSSL - 构建时间和输出

 
 
    
  
  
  1. # libressl  
    2. 
  
  
  2. $ make check   
    3. 
  
  
  3.    
    4. 
  
  
  4. real  1m58.610s  
    5. 
  
  
  5. user  1m24.517s  
    6. 
  
  
  6. sys 0m11.477s  
    7. 
  
  
  7.    
    8. 
  
  
  8.    
    9. 
  
  
  9. $ make check -j4   
    10. 
  
  
  10.    
    11. 
  
  
  11. real  0m34.231s  
    12. 
  
  
  12. user  1m28.626s  
    13. 
  
  
  13. sys 0m11.357s  
    14. 
  
  
  14.    
    15. 
  
  
  15.    
    16. 
  
  
  16. # make check output   
    17. 
  
  
  17.    
    18. 
  
  
  18. $ make check   
    19. 
  
  
  19.    
    20. 
  
  
  20. ============================================================================  
    21. 
  
  
  21. Testsuite summary for libressl 2.0.0 
    22. 
  
  
  22. ============================================================================  
    23. 
  
  
  23. # TOTAL: 41 
    24. 
  
  
  24. # PASS:  41 
    25. 
  
  
  25. # SKIP:  0 
    26. 
  
  
  26. # XFAIL: 0 
    27. 
  
  
  27. # FAIL:  0 
    28. 
  
  
  28. # XPASS: 0 
    29. 
  
  
  29. # ERROR: 0 
    30. 
  
  
  30. ============================================================================ 
    31.

性能测试方法

  • 小服务器，双核，2GB内存，没有特别的调整

  • 从另一台服务器发起性能测试，使用 automake ab(abmeter)脚本

  • 打开 keepalive

  • url: / (由 nginx 缓存)

  • 测试了  10,20,30...100 个并发连接, 每次100.000 个请求

  • 每个配置测试 4 轮

  • 累积结果 / 4 -> 每次运行的值

  • OpenSSL Valhalla Rampage

  • https://www.ssllabs.com/ssltest/analyze.html?d=mare-system.de

英文原文：Nginx + LibreSSL - a first test

译文链接：http://www.oschina.net/translate/nginx-libressl-first-test

网页标题：Nginx+LibreSSL：尝鲜测试
本文链接：http://www.shufengxianlan.com/qtweb/news38/263638.html

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