Split View: [DevOps] Nginx TLS 설정 완전 가이드: PEM/Key 적용과 보안 최적화

-----BEGIN CERTIFICATE-----
MIIFazCCA1OgAwIBAgIRAIIQz7DSQONZRGPgu2OCiwAwDQYJKoZIhvcNAQELBQAw
TzELMAkGA1UEBhMCVVMxKTAnBgNVBAoTIEludGVybmV0IFNlY3VyaXR5IFJlc2Vh
... (Base64 인코딩된 데이터)
-----END CERTIFICATE-----

-----BEGIN PRIVATE KEY-----
MIIEvQIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCBKcwggSjAgEAAoIBAQC7o4qne60TB3pO
... (Base64 인코딩된 데이터)
-----END PRIVATE KEY-----

/etc/letsencrypt/live/example.com/
  fullchain.pem  = 서버 인증서 + 중간 CA 인증서
  privkey.pem    = 개인키
  chain.pem      = 중간 CA 인증서만
  cert.pem       = 서버 인증서만

Nginx에서 사용하는 파일:
  ssl_certificate     -> fullchain.pem
  ssl_certificate_key -> privkey.pem

server {
    listen 443 ssl;
    server_name example.com;

    ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

    root /var/www/html;
    index index.html;

    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;

    # ACME 챌린지용 (Let's Encrypt 갱신)
    location /.well-known/acme-challenge/ {
        root /var/www/certbot;
    }

    # 나머지 모든 요청을 HTTPS로 리다이렉트
    location / {
        return 301 https://$host$request_uri;
    }
}

# /etc/nginx/conf.d/ssl-params.conf
# 공통 SSL 파라미터 (모든 서버 블록에서 include)

ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
ssl_prefer_server_ciphers off;

# DH 파라미터
ssl_dhparam /etc/nginx/ssl/dhparam.pem;

# HSTS
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload" always;

# OCSP Stapling
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;
ssl_trusted_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/chain.pem;
resolver 8.8.8.8 8.8.4.4 valid=300s;
resolver_timeout 5s;

# SSL 세션 캐싱
ssl_session_cache shared:SSL:10m;
ssl_session_timeout 1d;
ssl_session_tickets off;

# 보안 헤더
add_header X-Frame-Options DENY always;
add_header X-Content-Type-Options nosniff always;
add_header X-XSS-Protection "1; mode=block" always;
add_header Referrer-Policy "strict-origin-when-cross-origin" always;

# /etc/nginx/sites-available/example.com
server {
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;

    location /.well-known/acme-challenge/ {
        root /var/www/certbot;
    }

    location / {
        return 301 https://$host$request_uri;
    }
}

server {
    listen 443 ssl http2;
    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/nginx/conf.d/ssl-params.conf;

    root /var/www/html;
    index index.html;

    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }

    # 정적 파일 캐싱
    location ~* \.(js|css|png|jpg|jpeg|gif|ico|svg|woff2)$ {
        expires 30d;
        add_header Cache-Control "public, immutable";
    }
}

# TLS 1.2와 1.3만 허용 (권장)
ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;

# TLS 1.3만 허용 (최신 클라이언트만 지원)
ssl_protocols TLSv1.3;

ssl_protocols TLSv1.3;
# TLS 1.3은 별도 cipher 설정 불필요 (프로토콜에 내장)
ssl_prefer_server_ciphers off;

ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
ssl_prefer_server_ciphers off;

ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2 TLSv1.3;
ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA:ECDHE-RSA-AES128-SHA:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA;
ssl_prefer_server_ciphers on;

ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384 의 의미:

ECDHE  = 키 교환 알고리즘 (Elliptic Curve Diffie-Hellman Ephemeral)
         → Forward Secrecy 제공
RSA    = 인증 알고리즘 (서버 인증서 서명)
AES256 = 대칭 암호화 (256비트 AES)
GCM    = 암호화 모드 (Galois/Counter Mode, AEAD)
SHA384 = 해시 함수 (무결성 검증)

# TLS 1.2: on으로 설정하면 서버가 선호하는 cipher를 우선 사용
# TLS 1.3: 클라이언트가 결정 (이 설정 무시됨)
# Mozilla Intermediate에서는 off 권장
ssl_prefer_server_ciphers off;

# DH 파라미터 생성 (2048비트 이상 권장)
openssl dhparam -out /etc/nginx/ssl/dhparam.pem 2048

# 더 강력한 4096비트 (생성 시간이 오래 걸림)
openssl dhparam -out /etc/nginx/ssl/dhparam.pem 4096

ssl_dhparam /etc/nginx/ssl/dhparam.pem;

# max-age: HSTS 유지 기간 (초 단위, 63072000 = 2년)
# includeSubDomains: 모든 서브도메인에도 적용
# preload: 브라우저 Preload List 등록 의사 표시
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload" always;

OCSP Stapling 없이:
Client → Server (TLS 핸드셰이크)
Client → CA OCSP Server (인증서 유효성 확인) ← 추가 지연

OCSP Stapling 있을 때:
Server → CA OCSP Server (주기적으로 OCSP 응답 갱신)
Client → Server (TLS 핸드셰이크 + OCSP 응답 포함) ← 빠름

ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;

# 중간 CA 인증서 (chain.pem)
ssl_trusted_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/chain.pem;

# OCSP 응답 서버의 DNS 해석용 리졸버
resolver 8.8.8.8 8.8.4.4 valid=300s;
resolver_timeout 5s;

# OCSP Stapling 동작 확인
openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com -status < /dev/null 2>/dev/null | grep -A 20 "OCSP Response"

# 정상 응답 예시:
# OCSP Response Status: successful (0x0)
# OCSP Response Data:
#     OCSP Response Status: successful (0x0)
#     Cert Status: good

# 공유 메모리 캐시 (여러 worker 프로세스 간 공유)
# 10MB 캐시 = 약 40,000 세션 저장
ssl_session_cache shared:SSL:10m;

# 세션 유효 기간
ssl_session_timeout 1d;

# 세션 티켓 비활성화 (Forward Secrecy 보장을 위해)
ssl_session_tickets off;

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com;

    # ... SSL 설정 ...
}

# Nginx 1.25.0+ (또는 nginx-quic)
server {
    listen 443 ssl;
    listen 443 quic reuseport;
    http2 on;
    http3 on;

    server_name example.com;

    ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

    # QUIC 광고 헤더
    add_header Alt-Svc 'h3=":443"; ma=86400' always;
}

일반 TLS:
Client ──── 서버 인증서 확인 ───> Server

Mutual TLS:
Client <─── 서버 인증서 확인 ───> Server
Client ──── 클라이언트 인증서 ──> Server (서버가 클라이언트 인증서 확인)

# 1. CA 개인키 생성
openssl genrsa -out ca.key 4096

# 2. CA 인증서 생성 (자체 서명)
openssl req -new -x509 -days 3650 -key ca.key -out ca.crt \
  -subj "/C=KR/ST=Seoul/O=MyOrg/CN=Internal CA"

# 3. 클라이언트 개인키 생성
openssl genrsa -out client.key 2048

# 4. 클라이언트 CSR 생성
openssl req -new -key client.key -out client.csr \
  -subj "/C=KR/ST=Seoul/O=MyOrg/CN=service-a"

# 5. CA로 클라이언트 인증서 서명
openssl x509 -req -days 365 -in client.csr \
  -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial \
  -out client.crt

# 6. PFX/PKCS12 번들 생성 (브라우저 임포트용)
openssl pkcs12 -export -out client.pfx \
  -inkey client.key -in client.crt -certfile ca.crt

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name api.example.com;

    ssl_certificate     /etc/nginx/ssl/server.fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/server.privkey.pem;

    # 클라이언트 인증서 검증
    ssl_client_certificate /etc/nginx/ssl/ca.crt;
    ssl_verify_client on;        # on: 필수, optional: 선택적
    ssl_verify_depth 2;          # 인증서 체인 검증 깊이

    # CRL (Certificate Revocation List) 설정
    # ssl_crl /etc/nginx/ssl/ca.crl;

    # 클라이언트 인증서 정보를 백엔드로 전달
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header X-SSL-Client-Cert $ssl_client_cert;
        proxy_set_header X-SSL-Client-S-DN $ssl_client_s_dn;
        proxy_set_header X-SSL-Client-Verify $ssl_client_verify;
        proxy_set_header X-SSL-Client-Serial $ssl_client_serial;
    }
}

# on: 클라이언트 인증서 필수 (없으면 400 에러)
ssl_verify_client on;

# optional: 인증서 선택적 (없어도 접속 가능, 인증서가 있으면 검증)
ssl_verify_client optional;

# optional_no_ca: 인증서 검증 없이 전달만 (백엔드에서 검증)
ssl_verify_client optional_no_ca;

# 클라이언트 인증서로 요청
curl --cert client.crt --key client.key \
  --cacert ca.crt \
  https://api.example.com/data

# 인증서 없이 요청 (ssl_verify_client on이면 실패)
curl --cacert ca.crt https://api.example.com/data
# 400 Bad Request - No required SSL certificate was sent

# 개인키 + 자체 서명 인증서 한 번에 생성
openssl req -x509 -newkey rsa:2048 -nodes \
  -keyout selfsigned.key \
  -out selfsigned.crt \
  -days 365 \
  -subj "/C=KR/ST=Seoul/O=Dev/CN=localhost"

# SAN 설정 파일 생성
cat > san.cnf << 'SANEOF'
[req]
default_bits = 2048
prompt = no
default_md = sha256
distinguished_name = dn
req_extensions = v3_req

[dn]
C = KR
ST = Seoul
O = Dev
CN = localhost

[v3_req]
subjectAltName = @alt_names

[alt_names]
DNS.1 = localhost
DNS.2 = myapp.local
DNS.3 = *.myapp.local
IP.1 = 127.0.0.1
IP.2 = 192.168.1.100
SANEOF

# 자체 서명 인증서 생성
openssl req -x509 -newkey rsa:2048 -nodes \
  -keyout selfsigned.key \
  -out selfsigned.crt \
  -days 365 \
  -config san.cnf \
  -extensions v3_req

# ECDSA P-256 키 생성
openssl ecparam -genkey -name prime256v1 -out ecdsa.key

# 자체 서명 인증서
openssl req -x509 -new -key ecdsa.key \
  -out ecdsa.crt \
  -days 365 \
  -subj "/C=KR/ST=Seoul/O=Dev/CN=localhost"

# 인증서 변환
openssl x509 -in cert.pem -outform DER -out cert.der

# 개인키 변환
openssl rsa -in key.pem -outform DER -out key.der

openssl x509 -in cert.der -inform DER -outform PEM -out cert.pem

# PFX에서 인증서 추출
openssl pkcs12 -in certificate.pfx -clcerts -nokeys -out cert.pem

# PFX에서 개인키 추출
openssl pkcs12 -in certificate.pfx -nocerts -nodes -out key.pem

# PFX에서 CA 체인 추출
openssl pkcs12 -in certificate.pfx -cacerts -nokeys -out chain.pem

openssl pkcs12 -export \
  -out certificate.pfx \
  -inkey key.pem \
  -in cert.pem \
  -certfile chain.pem

# 인증서 전체 정보
openssl x509 -in cert.pem -text -noout

# 발급자 정보
openssl x509 -in cert.pem -issuer -noout

# 주체 정보
openssl x509 -in cert.pem -subject -noout

# 만료일
openssl x509 -in cert.pem -enddate -noout

# SAN (Subject Alternative Names)
openssl x509 -in cert.pem -noout -ext subjectAltName

# 시리얼 번호
openssl x509 -in cert.pem -serial -noout

# 서버 인증서 조회
openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com < /dev/null 2>/dev/null | \
  openssl x509 -text -noout

# 인증서 체인 확인
openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com -showcerts < /dev/null 2>/dev/null

# TLS 버전 및 cipher 확인
openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com < /dev/null 2>/dev/null | \
  grep -E "Protocol|Cipher"

# 인증서와 키의 modulus 비교 (같아야 매칭)
openssl x509 -noout -modulus -in cert.pem | openssl md5
openssl rsa -noout -modulus -in key.pem | openssl md5

# 두 값이 동일하면 인증서와 키가 매칭

https://www.ssllabs.com/ssltest/analyze.html?d=example.com

등급 기준:
A+  = 최상 (HSTS + 강력한 설정)
A   = 우수
B   = 양호 (개선 권장)
C   = 미흡 (보안 위험)
F   = 위험 (즉시 조치 필요)

# 설치
git clone --depth 1 https://github.com/drwetter/testssl.sh.git

# 전체 점검
./testssl.sh/testssl.sh example.com

# 특정 항목만 점검
./testssl.sh/testssl.sh --protocols example.com
./testssl.sh/testssl.sh --ciphers example.com
./testssl.sh/testssl.sh --headers example.com
./testssl.sh/testssl.sh --vulnerabilities example.com

# Nginx 설정 문법 검사
sudo nginx -t

# Nginx 설정 전체 출력
sudo nginx -T

# Gixy (Nginx 보안 분석 도구)
pip install gixy
gixy /etc/nginx/nginx.conf

# certbot 갱신 후 Nginx reload
sudo certbot renew --deploy-hook "systemctl reload nginx"

# 또는 renewal 설정 파일에 직접 추가
# /etc/letsencrypt/renewal/example.com.conf
# [renewalparams]
# ...
# renew_hook = systemctl reload nginx

version: '3.8'
services:
  nginx:
    image: nginx:latest
    ports:
      - '80:80'
      - '443:443'
    volumes:
      - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
      - ./certbot/conf:/etc/letsencrypt
      - ./certbot/www:/var/www/certbot
    restart: unless-stopped
    command: '/bin/sh -c ''while :; do sleep 6h & wait; nginx -s reload; done & nginx -g "daemon off;"'''

  certbot:
    image: certbot/certbot
    volumes:
      - ./certbot/conf:/etc/letsencrypt
      - ./certbot/www:/var/www/certbot
    entrypoint: "/bin/sh -c 'trap exit TERM; while :; do certbot renew; sleep 12h & wait; done'"