Let’s Encrypt und Puppet

lets-encrypt-logoIch habe früher fast alle meine Zertifikate von CAcert bezogen. Ich habe sie regelmäßig aktualisiert und für das deployen habe ich ein Puppet Modul, dass die Zertifikate verteilt.

Nach und nach bin ich auf Let’s Encrypt Zertifikate umgestiegen. Da ein hoher Grad an Automatisierung bei Let’s Encrypt immer wieder propagiert wird dachte ich mir, dass sollte auch mit Puppet dann kein zu großes Problem sein. Hier die Lösung, die bei mir nun in Betrieb ist:

Als erstes habe ich das Puppet Modul bzed/letsencrypt installiert. Das Modul benötigt eine PuppetDB. Über exported resources  transportiert es die CSRs auf den puppetmaster, macht dort die gesamte Abwicklung und transferiert dann die Ergebnisse wieder zurück auf den Node. Das funktioniert auch sehr gut.

Auf dem Puppetmaster habe ich die Klasse eingebunden und einige wenige Einstellungen gesetzt (hiera). Bei dem Hook handelt sich m übrigen um einen letsencrypt.sh Hook:

---
classes:
  - letsencrypt

letsencrypt::challengetype: 'http-01'
letsencrypt::hook_source: 'puppet:///modules/helper/%{::fqdn}/le_hook.sh'

Auf den Nodes habe ich die Klasse eingebunden und die Domains definiert für die ein Zertifikat bezogen werden soll:

---
classes:
- letsencrypt

letsencrypt::domains:
- 'foo.example.net'
- 'bar.example.net'
- 'baz.example.net'

PL_logo_vertical_RGB_lgIn meinem recht simplen Szenario ist es so, dass ich einen Gate-Server habe, hinter dem sich alle anderen Maschinen „verstecken“. Dort läuft ein Apache Server als Proxy, der Anfragen über HTTP nach hinten weiterreicht. Die Konfiguration von Apache erfolgt ebenfalls über Puppet. Eine Authentifizierung über DNS für ACME klappt bei mir leider nicht, weswegen ich HTTP nehmen muss. Das habe ich so gelöst, dass ich für die Apache vhosts einfach über ProxyPassMatch den .well-known/acme-challenge/ auf einen Apache Vhost auf dem Puppetmaster weiterreiche. Auf dem Gate-Server sieht das für einen Vhost wie folgt aus:

apache::vhost:
  'proxy-foo.example.net':
    servername: 'foo.example.net'
    serveradmin: 'webmaster@example.net'
    port: '80'
    docroot: '/var/www/empty'
    proxy_dest: 'http://10.20.30.1'
    proxy_pass_match:
      -
        path: '^/.well-known/acme-challenge/(.*)$'
        url: 'http://10.20.30.2/$1'
        params:
          retry: '0'
    headers:
      - 'unset X-Powered-By'
    proxy_preserve_host: true

Auf dem Puppetmaster wiederum läuft ein Vhost, der einfach alle Domains als ServerAlias eingetragen hat.

Nun kommt noch der Hook für letsencrypt.sh ins Spiel den ich oben bereits erwähnt habe. Das Skript schreibt die ACME-Challenge in eine Textdatei in den DocRoot und löscht sie nach dem Erfolg wieder:

#!/bin/bash
 
#
# http-01 hook
#
 
CHALLENGEDIR="/var/www/example.net/letsencrypt"
 
done="no"
if [[ "$1" = "deploy_challenge" ]]; then
    echo "${4}" > "${CHALLENGEDIR}/${3}"
    chmod 644 "${CHALLENGEDIR}/${3}"
    done="yes"
fi
 
if [[ "$1" = "clean_challenge" ]]; then
    rm "${CHALLENGEDIR}/${3}"
    done="yes"
fi
 
if [[ "${1}" = "deploy_cert" ]]; then
    # do nothing for now
    done="yes"
fi
 
if [[ ! "${done}" = "yes" ]]; then
    echo Unkown hook "${1}"
    exit 1
fi
 
exit 0

Voila! Es braucht ein paar Durchläufe bis alles über die Puppetdb jeweils transportiert wurde, aber alles läuft vollautomatisch ab. Sehr cool!

Apache: OCSP Stapling aktivieren

Ab Apache Version 2.4 (in Debian Jessie enthalten) wird OCSP Stapling unterstützt. OCSP steht für Online Certificate Status Protocol. Damit kann die Gültigkeit eines Zertifikates abgefragt werden. Das ganze sieht in der Praxis dann so aus, dass wenn ein Nutzer eine Webseite über HTTPS aufruft, der Webbrowser dann eine im Zertifikat enthaltene OCSP Responder Adresse abfragt um festzustellen, ob das Zertifikat noch gültig ist. Das ist natürlich für die Sicherheit gut, hat aber zwei Nachteile:

  • Die OCSP Responder Server werden beim Verbindungsaufbau zusätzlich abgefragt, das führt je nach Auslastung und Verfügbarkeit des Responders zu einer Verzögerung
  • Der OCSP Responder Server bekommt mit, welche Webseite von welcher IP-Adresse aufgerufen wird

Ob die OCSP Responder letzteres nun loggen oder nicht ist nicht immer eindeutig zu klären, deswegen gehe ich davon aus, dass das im Zweifel so ist.

Abhilfe bringt OCSP Stapling. Dabei fragt der Webserver selbst regelmäßig den OCSP Responder für seine Zertifikate ab und behält diese Information in einem Zwischenspeicher. Beim Verbindungsaufbau sendet er dann die OCSP Antwort gleich mit. Da es sich hierbei um eine komplett signierte Kommunikation handelt, vom OCSP Responder über den Webserver bis hin zum Browser und der Browser die Signatur überprüft ist die Antwort verifiziert und der Browser muss keine Verbindung mehr zum OCSP Responder aufnehmen.

In Apache ist das ganze recht einfach eingerichtet. Ich habe einfach unter /etc/apache2/conf.d/ eine Datei OCSP_Stapling.conf angelegt mit dem folgenden Inhalt:

SSLUseStapling on
SSLStaplingCache 'shmcb:/tmp/stapling-cache(102400)'
SSLStaplingReturnResponderErrors off

Dabei ist wichtig, dass der SSLStaplingCache außerhalb eines vhosts definiert wird. Prüfen kann man das ganze dann bei dem von mir gern genommenen SSL Server Test von Qualys. Da sieht das dann bei Erfolg so aus:

screenshot-www ssllabs com 2015-08-30 14-35-20

Weitere Informationen zu dem Thema:

HTTP Public Key Pinning / HPKP -> Erklärung und Einrichtung

Ein Problem „by-Design“ ist, dass jede CA für jeden Webserver Zertifikate ausstellen kann. Kaufe ich mir bei der CA foo für die Domain www.example.org ein Zertifikat, bin ich nicht davor geschützt, dass die CA bar kein Zertifikat für die gleiche Domain ausstellt. Alles schon vorgekommen… Da Webbrowser von Haus aus hunderten Zertifizierungsstellen vertrauen ist das auch kein Problem theoretischer Natur mehr, und mit Superfish oder Privdog sogar brandaktuell.

Es gibt keine 100%tige Lösung für das Problem mit den CAs, aber eine, die einen deutlichen Gewinn an Sicherheit bringt, und das für jede HTTPS Verbindung. Das ganze heißt HTTP Public Key Pinning und ist einfach erklärt: Der Webserver sendet bei seiner Antwort in einem HTTP Header mindestens zwei Informationen: a) Pins von zwei Schlüsseln und b) die Information wie lange diese gültig sein sollen. Der Webbrowser merkt sich diese Informationen und verweigert die Kontaktaufname, wenn die Pin des gesendeten Zertifikates nicht mit einer Pin aus dem HTTP Header übereinstimmt. Eine Pin ist übrigens der base64 encodete SHA256-Hash Fingerprint eines public Keys eines Zertifikats [Update: Danke Puhh für die Korrektur].
Die empfohlene Gültigkeit der Informationen liegt bei 60 Tagen, Das erklärt auch warum es zwei Pins sein müssen. Verliert man nämlich einen Key, oder dieser wird wegen einer Sicherheitslücke unsicher (Gruß an Heartbleed), schließt man potentielle Leser im schlimmsten Fall 60 Tage lang von seiner Webseite aus. Um hier das Risiko zu verringern müssen immer zwei Pins angegeben werden wovon eine die eines Backup Keys ist.

In der Praxis sieht das wie folgt aus:

  • Zwei Keys generieren:
    openssl genrsa -out www.example.org.hpkp1.key 4096
    openssl genrsa -out www.example.org.hpkp2.key 4096
  • Mit dem ersten Key einen CSR erstellen:
    openssl req -new -sha256 -key www.example.org.hpkp1.key -out www.example.org.csr
  • Zertifikat mit dem CSR besorgen
  • Zertifikat im Apache vhost einbinden
  • HPKP Header generieren. Dafür kann zum Beispiel das Skript hpkp-gen genommen werden.
  • HPKP Header in Apache einrichten. Dafür muss zuerst das Modul Headers aktiviert sein:
    a2enmod headers

    und danach der generierte HPKP Header in den vhost eingetragen werden:

      ## Header rules
      ## as per http://httpd.apache.org/docs/2.2/mod/mod_headers.html#header
      Header always set Public-Key-Pins: 'max-age=5184000; pin-sha256="+sCGKoPvhK0bw4OcPAnWL7QYsM5wMe/mn1t8VYqY9mM="; pin-sha256="bumevWtKeyHRNs7ZXbyqVVVcbifEL8iDjAzPyQ60tBE="'
  • Monitoring anpassen. Dieses sollte meckern sobald das Zertifikat in weniger als 60 Tagen abläuft. Dann sollte man mit dem Backup Key einen neuen CSR erzeugen, ein neues Zertifikat hinterlegen, einen neuen Backup-Key erstellen und auch den HPKP Header in Apache anpassen und die Pins entsprechend durchrotieren.
  • SSLLabs Test machen. Dort sollte ganz unten im letzten Kasten und darin im vorletzten Abschnitt „Public Key Pinning (HPKP)“ in grün und mit yes stehen. HSTS+HPKP

HPKP bringt darüber hinaus noch etwas spannendes mit. Wenn der Webbrowser eine Verbindung ablehnt, weil der Pin des vom Webserver gesendeten Zertifikates nicht mit einer im HTTP Header angegebenen oder im Webbrowser gespeicherten Pin übereinstimmt, kann dieser eine bestimmte Stelle informieren. Diese Stelle kann im HPKP Header optional mit angegeben werden. Dafür wird dort noch eine report-uri=“http://www.example.org/hpkpReportUrl“ hinzugefügt. Der Header sieht dann zum Beispiel so aus:

Public-Key-Pins: 'max-age=5184000; pin-sha256="+sCGKoPvhK0bw4OcPAnWL7QYsM5wMe/mn1t8VYqY9mM="; pin-sha256="bumevWtKeyHRNs7ZXbyqVVVcbifEL8iDjAzPyQ60tBE="; report-uri="http://www.pregos.info/hpkp.php"'

Die Info wird im JSON Format übertragen und als POST gesendet.

Update
Hier das hpkp.php Skript:

<?php
 
/* script that can be used as a report-uri for HPKP.
   Will just send a mail to $hpkp_to with some info and json data
   Written by Hanno Böck, https://hboeck.de/
   License: CC0 / Public Domain
*/
 
$hpkp_to = "[insert email]";
$hpkp_log = "../hpkp.log";
 
$hpkp_info = "Host: ".$_SERVER['HTTP_HOST']."n";
$hpkp_info .= "Request URI: ".$_SERVER['REQUEST_URI']."n";
if ( array_key_exists('HTTP_REFERER', $_SERVER) ) {
$hpkp_info .= "Referrer: ".$_SERVER['HTTP_REFERER']."n";
}
$hpkp_info .= "Remote IP: ".$_SERVER['REMOTE_ADDR']."n";
$hpkp_info .= "User agent: ".$_SERVER['HTTP_USER_AGENT']."n";
$hpkp_info .= "CSP JSON POST data:nn";
$hpkp_info .= str_replace( ",", ",n", file_get_contents('php://input') );
$hpkp_info .= "nServer Info:nn";
$hpkp_info .= print_r($_SERVER, true);
 
 
mail($hpkp_to, "HPKP Warning from ".$_SERVER['HTTP_HOST'], $hpkp_info);
echo "ok";
 
if ($hpkp_log != "") {
	$f = fopen($hpkp_log, "a");
	fwrite($f, $hpkp_info);
	fclose($f);
}

Kostenlose HTTPS-Zertifikate von WoSign / China

Da Let’s encrypt noch nicht so weit ist, ich aber trotzdem immer mal wieder HTTPS Zertifikate haben möchte die von den bekannten Webbrowsern ohne Rückfrage akzeptiert werden hab ich mir schon mal das ein oder andere günstige gekauft. Den Großteil verwalte ich aber noch mit CAcert.

Für die Zertifikate zu bezahlen war mir aber schon immer ein Dorn im Auge. Schon früh hatte ich mir StartSSL angeschaut aber das war mir alles deutlich zu umständlich. Über Twitter wurde ich dann auf einen neuen chinesischen Anbieter hingewiesen:

https://twitter.com/hanno/status/566193681594855424

Lange Rede kurzer Sinn. Das ganze ist sehr simpel und funktioniert super:

  • Key + CSR erzeugen:
    openssl req -new -nodes -newkey rsa:4096 -sha256 -keyout host.example.net.key -out host.example.net.csr
  • URL öffnen: https://buy.wosign.com/free/
  • Formular ausfüllen, Domain bestätigen, Zertifikat beantragen, auf Email warten
  • Nach Erhalt der ZIP Datei mit Zertifikat und Intermediates die Bundle-Datei öffnen und den letzten Eintrag entfernen
  • Im Webserver einbinden und SSL Server Test machen um zu prüfen ob alles korrekt ist