Https连接

Https通过加密传输和身份认证保证了http协议传输过程的安全性，然而这并不意味着你开启了https网站就绝对安全了。大部分用户都很少直接在地址栏输入https://，而是直接输入网址。此时浏览器默认发起http请求，再由服务端进行30x重定向(通常是301永久重定向)到https。如下图：

SSL剥离攻击

用户第一次发起的是http请求，存在被中间人劫持的风险。黑客可以用下图的方式劫持用户请求，阻止浏览器与服务器创建HTTPS连接。

1.用户向服务器发起http请求；

2.黑客劫持了这个http请求；

3.黑客向服务器发起相同的https请求，服务器返回数据；

4.黑客把返回的数据作为http请求的响应返回给用户；

5.用户拿到响应数据，其实所有通信内容(包括密码等敏感数据)已经被黑客知道了；

这种典型的中间人攻击方式被称为“SSL剥离攻击”，由Moxie Marlinspike在2009年黑帽大会上发表的《New Tricks For Defeating SSL In Practice》演讲中公开。

HSTS原理及实践

想要尽可能避免SSL剥离攻击，就得让浏览器一开始就发起https请求，而不是默认发起http请求。这个安全策略机制就是“HTTP Strict Transport Security”(HTTP严格传输安全)，缩写HSTS。网站一旦启用HSTS策略，浏览器会强制使用HTTPS网站进行通信，以减少会话劫持风险。

服务器开启HSTS的方法很简单。当浏览器发起Https请求的时候，在响应头中增加Strict-Transport-Security字段。你可以在框架层添加，也可以nginx配置增加一行：

add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000";

浏览器收到这个字段后，在后续一段时间内向这个域名发起的任何请求，都必须采用https来发起连接。本博客已经开启HSTS，您可以打开浏览器的控制台查看响应头作为例子。HSTS Header的语法如下：

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

• max-age：必选参数，代表着HSTS Header的过期时间，以秒为单位，比如设置1年，就是31536000。

• includeSubDomains：可选参数，如果包含它，则当前域名及其子域名均开启HSTS保护。

• preload：可选参数，表示申请将自己的域名加入浏览器内置列表，下文再详细介绍。

需要特别注意：

• 在http请求的响应里带Strict-Transport-Security不会生效。

• 标记了HSTS的网站，如果服务器的TLS证书无效，用户不能选择忽略浏览器的警告继续访问网站。这还可以避免伪造证书的风险。

保护首次请求

HSTS只能在第二次请求的时候生效，不能保护首次请求，因为首次访问的时候浏览器还未收到HSTS。解决这个问题当前有两个方案，一个是把HSTS信息加入到DNS记录中，但这需要保证DNS的安全，目前应用并不广泛；另一个是把HSTS信息加入到浏览器中，即浏览器的Preload List。

Google Chromium维护的HSTS Preload List项目，是目前业界的事实标准，Chrome/FireFox/Safari/IE都在使用。一旦加入这个列表，以后浏览器直接输入你的网站域名，首次请求就默认走https协议。

加入Preload List的方式很简单，访问https://hstspreload.org/，输入你的网站域名即可。添加的域名需要满足以下要求：

• 根域名和所有子域名均使用https协议并具备有效的证书；

• 对http请求提供重定向；

• 根域名的HTTP响应头中，加入HSTS Header，必须包含includeSubDomains和preload参数，过期时间最短不少于18周(10886400秒)。

总结

SSL剥离攻击可以劫持用户发起的http请求，让服务端的https配置形同虚设。因此需要开启HSTS，强制客户端使用https连接，保障网站的安全。

参考文献

1. https://tools.ietf.org/html/rfc6797