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# 基于 Nginx 与 TongsuoSSL 的国密 SSL 网关方案
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## 1. 目标与范围
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本方案描述一个基于 Nginx 与 TongsuoSSL 的 SSL 网关程序，用于在网关入口侧支持国密算法套件，并将业务流量安全、稳定地转发到后端服务。
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网关重点能力如下：
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- 支持国密 TLS/SSL 能力，包括 SM2、SM3、SM4 及国密相关密码套件。
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- 支持端口融合，在同一个监听端口上同时兼容国密套件和国际套件。
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- 可选支持 SDF 接口对接海光 CCP，SDF 动态库通过配置外置指定。
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- 复用 Nginx 的高性能网络模型、反向代理能力、负载均衡能力和配置体系。
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- 使用 TongsuoSSL 替换或增强 Nginx 原生 OpenSSL 依赖，为 TLS 握手、证书校验、加解密提供国密能力。
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- 对外提供统一 HTTPS/GMSSL 入口，对内按策略转发 HTTP、HTTPS 或其他上游协议。
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- 将证书、密钥、路由、上游、日志、监控等职责拆分为清晰模块，便于后续实现和运维。
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## 2. 总体架构
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整体架构采用“增强版 Nginx 网关 + TongsuoSSL 加密底座 + 配置与运维支撑模块”的形式。
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```mermaid
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flowchart LR
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Client["客户端<br/>浏览器、终端、SDK"] --> Listener["监听接入模块<br/>Nginx listen 与 server"]
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Listener --> TLS["国密 TLS 处理模块<br/>TongsuoSSL"]
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TLS --> Router["请求路由模块<br/>Nginx location、map 与 rewrite"]
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Router --> Proxy["反向代理模块<br/>proxy 与 upstream"]
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Proxy --> Upstream["后端业务服务"]
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Config["配置管理模块"] --> Listener
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Config --> TLS
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Config --> Router
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Config --> Proxy
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Cert["证书密钥管理模块"] --> TLS
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SDF["SDF 适配模块<br/>海光 CCP 动态库"] --> TLS
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SDF --> Cert
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%% 日志模块从各组件收集数据（箭头指向 Log）
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Listener --> Log["日志审计模块"]
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TLS --> Log
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Router --> Log
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Proxy --> Log
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%% 监控模块从各组件收集数据（箭头指向 Monitor）
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Listener --> Monitor["监控告警模块"]
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TLS --> Monitor
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Proxy --> Monitor
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```
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核心关系说明：
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- Nginx 是网关主进程与流量调度核心，负责监听端口、解析请求、路由匹配、负载均衡和反向代理。
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- TongsuoSSL 是 TLS/SSL 能力提供方，嵌入 Nginx SSL 模块调用链中，负责国密握手、国际 TLS 握手、密码套件协商、证书链校验和数据加解密。
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- 配置管理模块以 Nginx 配置为主，统一描述监听、端口融合、证书、密码套件、SDF 动态库、路由、上游和日志策略。
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- 证书密钥管理模块向 TLS 处理模块提供签名证书、加密证书、国际证书、私钥、CA 链和吊销信息。
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- 日志审计与监控告警模块不直接参与转发决策，主要消费各模块运行状态和请求结果。
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## 3. 模块职责
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### 3.1 监听接入模块
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职责：
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- 基于 Nginx `server` 与 `listen` 配置暴露网关入口端口。
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- 支持普通 HTTPS 入口、国密 SSL 入口以及同端口融合入口。
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- 负责连接接入、连接复用、超时控制、客户端 IP 透传和基础限流。
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- 在端口融合入口中不按端口区分算法体系，由国密 TLS 处理模块根据 ClientHello 能力完成协议和套件协商。
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- 将完成 TCP 接入后的连接交给国密 TLS 处理模块。
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输入：
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- 客户端 TCP 连接。
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- 监听端口、端口融合开关、协议类型、连接超时、并发限制等配置。
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输出：
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- 已接入的连接上下文。
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- 连接建立、关闭、异常等基础日志和指标。
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与其他模块关系：
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- 从配置管理模块读取监听端口和协议参数。
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- 将连接转交给国密 TLS 处理模块。
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- 向日志审计模块和监控告警模块输出连接级事件。
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### 3.2 国密 TLS 处理模块
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职责：
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- 通过 TongsuoSSL 提供国密 TLS/SSL 与标准 TLS 能力。
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- 完成协议版本协商、密码套件协商、密钥交换、证书选择、证书校验和会话密钥生成。
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- 支持 SM2 签名证书、SM2 加密证书、SM3 摘要算法、SM4 对称加密算法。
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- 支持同端口融合，根据客户端 `ClientHello` 中的协议版本、签名算法、密码套件和扩展字段选择国密或国际 TLS 处理路径。
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- 支持国际套件所需的 RSA 或 ECDSA 服务端证书，避免国密和国际客户端互相阻塞。
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- 支持单向认证和可选的双向认证。
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- 根据配置决定是否启用会话复用、会话缓存、OCSP/CRL 校验等能力。
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输入：
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- 监听接入模块传入的连接上下文。
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- 证书、私钥、CA 链、密码套件、协议版本、端口融合策略、SDF 开关等 TLS 配置。
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输出：
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- 已完成 TLS 握手的安全连接。
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- 握手失败原因、证书校验结果、协议类型、密码套件协商结果、SDF 使用结果等日志和指标。
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与其他模块关系：
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- 被 Nginx SSL 模块调用，底层依赖 TongsuoSSL API。
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- 从证书密钥管理模块加载国密证书和私钥。
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- 从配置管理模块读取协议版本、密码套件、端口融合、SDF 和认证策略。
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- 握手完成后将明文 HTTP 请求交给请求路由模块。
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### 3.3 国密协议版本与密码套件范围
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本方案首版明确支持以下国密协议与密码套件。实际可用范围需要以最终选定的 TongsuoSSL 与 Nginx 编译组合为准，启动前通过 `nginx -t` 和客户端握手测试确认。
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| 协议版本 | 密码套件名称 | 身份认证 | 密钥交换 | 摘要算法 | 对称加密 | 支持级别 | 说明 |
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| --------- | ----------------------- | ----------- | ---------------- | ---- | ------- | ---- | ----------------------- |
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| GMTLS 1.1 | `ECC-SM2-SM4-CBC-SM3` | SM2 | ECDHE 或 SM2 协商流程 | SM3 | SM4-CBC | 首版必选 | 常见国密双证书场景，兼容性优先 |
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| GMTLS 1.1 | `ECDHE-SM2-SM4-CBC-SM3` | SM2 | ECDHE | SM3 | SM4-CBC | 首版必选 | 适合需要前向安全的国密 TLS 场景 |
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| GMTLS 1.1 | `ECDHE-SM2-SM4-GCM-SM3` | SM2 | ECDHE | SM3 | SM4-GCM | 首版建议 | 优先选择 AEAD 模式，需确认客户端兼容性 |
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| TLS 1.3 | `TLS_SM4_GCM_SM3` | 证书算法可使用 SM2 | TLS 1.3 密钥协商 | SM3 | SM4-GCM | 兼容增强 | 适用于支持 RFC 8998 的客户端和服务端 |
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| TLS 1.3 | `TLS_SM4_CCM_SM3` | 证书算法可使用 SM2 | TLS 1.3 密钥协商 | SM3 | SM4-CCM | 兼容增强 | 适用于支持 RFC 8998 的客户端和服务端 |
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版本边界：
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- 国密专用双证书握手优先按 `GMTLS 1.1` 设计，证书侧使用签名证书和加密证书。
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- 标准 `TLS 1.3` 国密密码套件按 RFC 8998 设计，密码套件名称为 `TLS_SM4_GCM_SM3` 和 `TLS_SM4_CCM_SM3`。
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- 标准 `TLS 1.2` 本身没有 IETF 标准化的 `SM2 + SM3 + SM4` 密码套件；如需兼容，应按 TongsuoSSL 提供的国密扩展能力单独验证。
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- 标准 RSA、ECDSA、AES 类密码套件不属于本方案的国密重点范围，可作为兼容入口另行配置。
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配置原则：
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- 默认优先启用 `ECDHE-SM2-SM4-GCM-SM3` 或 `TLS_SM4_GCM_SM3`，在客户端不兼容时回退到 CBC 套件。
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- 对公网入口不建议启用弱算法、非国密目标算法或无前向安全的配置。
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- 每个监听入口应明确协议版本和密码套件，避免一个入口同时承担过多兼容逻辑。
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### 3.4 SDF 适配模块
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职责：
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- 可选对接海光 CCP 的 SDF 接口，为 SM2 私钥运算、随机数生成等能力提供硬件或密码卡支撑。
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- SDF 动态库不内置到网关程序中，通过配置指定动态库路径、设备标识、应用标识、密钥索引和访问参数。
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- 网关启动或 reload 时按配置加载 SDF 动态库，并完成设备打开、会话创建和密钥可用性检查。
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- 当 SDF 模块内密钥已生成且可用时，优先使用 SDF 内部密钥完成私钥相关密码运算。
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- 当 SDF 模块内密钥未生成、密钥索引不存在或设备不可用时，按配置退化为使用外部私钥文件和证书。
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- SDF 退化只能影响私钥运算来源，不应改变客户端可见的证书链、路由规则和上游转发行为。
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输入：
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- SDF 开关、动态库路径、设备参数、密钥索引、超时和回退策略。
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- 外部证书、外部私钥和 CA 链配置。
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输出：
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- 可供国密 TLS 处理模块调用的私钥运算接口。
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- SDF 初始化状态、密钥命中状态、回退原因和错误信息。
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与其他模块关系：
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- 被国密 TLS 处理模块调用，用于完成握手中的 SM2 私钥相关运算。
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- 与证书密钥管理模块协作，决定当前入口使用 SDF 内部密钥还是外部私钥文件。
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- 从配置管理模块读取动态库路径、密钥索引和回退策略。
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- 向日志审计模块和监控告警模块输出 SDF 初始化、调用失败和回退事件。
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回退规则：
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| 场景 | 处理方式 | 日志级别 | 是否允许继续启动 |
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| --- | --- | --- | --- |
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| 未启用 SDF | 使用外部私钥文件和证书 | info | 是 |
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| SDF 动态库路径为空 | 使用外部私钥文件和证书 | warn | 是 |
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| SDF 动态库加载失败 | 使用外部私钥文件和证书 | error | 是，前提是外部私钥可用 |
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| SDF 设备打开失败 | 使用外部私钥文件和证书 | error | 是，前提是外部私钥可用 |
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| SDF 密钥索引不存在 | 使用外部私钥文件和证书 | warn | 是，前提是外部私钥可用 |
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| SDF 内部密钥可用 | 使用 SDF 内部密钥 | info | 是 |
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| SDF 不可用且外部私钥不可用 | 当前入口启动失败 | error | 否 |
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### 3.5 证书密钥管理模块
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职责：
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- 管理国密双证书体系，包括签名证书、加密证书及其私钥。
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- 管理国际 TLS 证书体系，包括 RSA 或 ECDSA 证书及其私钥。
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- 当启用 SDF 时，负责校验外部证书与 SDF 内部密钥的公钥匹配关系。
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- 管理 CA 根证书、中间证书、客户端认证 CA、CRL 文件等信任材料。
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- 支持证书文件加载、权限校验、格式校验和到期时间检查。
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- 为后续热更新或自动轮换预留清晰边界，但首版可采用文件配置方式。
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输入：
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- PEM 格式证书、私钥、CA 链和吊销列表文件。
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- 证书路径、密钥路径、SDF 密钥索引、客户端认证策略等配置。
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输出：
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- 可供 TongsuoSSL 使用的证书、私钥、SDF 密钥引用和信任链。
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- 证书加载失败、即将过期、校验失败等告警信息。
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与其他模块关系：
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- 向国密 TLS 处理模块提供证书、外部密钥材料或 SDF 密钥引用。
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- 从配置管理模块读取证书文件路径和认证策略。
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- 向日志审计模块记录证书加载和校验结果。
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- 向监控告警模块输出证书有效期和加载状态。
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### 3.6 请求路由模块
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职责：
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- 基于 Nginx `server_name`、`location`、`map`、`rewrite` 等能力完成请求匹配。
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- 根据域名、路径、Header、方法等条件选择后端上游。
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- 负责请求头规范化、必要的安全头处理和客户端信息透传。
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- 将路由后的请求交给反向代理模块。
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输入：
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- 国密 TLS 处理模块解密后的 HTTP 请求。
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- 路由规则、域名规则、Header 处理策略等配置。
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输出：
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- 已匹配上游的请求上下文。
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- 路由命中、未命中、重写结果等日志和指标。
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与其他模块关系：
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- 从配置管理模块读取路由规则。
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- 将请求转交给反向代理模块。
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- 向日志审计模块输出访问日志所需字段。
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### 3.7 反向代理与上游管理模块
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职责：
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- 使用 Nginx `proxy_pass` 与 `upstream` 能力转发请求到后端服务。
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- 支持轮询、权重、最少连接、健康检查等上游策略。
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- 支持对内 HTTP、HTTPS 或按需扩展其他协议。
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- 负责连接池、超时、重试、失败切换和响应返回。
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输入：
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- 请求路由模块传入的请求上下文。
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- 上游服务地址、负载均衡策略、超时、重试等配置。
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输出：
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- 后端服务响应。
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- 上游连接状态、请求耗时、错误码、重试次数等日志和指标。
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与其他模块关系：
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- 从配置管理模块读取上游列表和代理策略。
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- 将响应返回给客户端连接。
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- 向日志审计模块和监控告警模块输出转发结果。
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### 3.8 配置管理模块
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职责：
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- 以 Nginx 配置文件为核心，统一管理网关运行参数。
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- 管理监听端口、SSL 参数、证书路径、路由规则、上游服务、日志格式和限流策略。
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- 支持配置语法检查、灰度发布和 reload 生效。
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- 通过模板或配置生成工具降低手工配置错误，但首版可先使用静态配置文件。
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输入：
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- 运维或部署系统提供的配置文件。
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- 环境变量、模板参数或外部配置中心数据。
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输出：
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- Nginx 可加载的完整配置。
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- 配置检查结果和 reload 结果。
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与其他模块关系：
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- 为监听接入、国密 TLS、证书密钥、请求路由、反向代理、日志监控提供配置来源。
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- 不直接处理业务流量，只影响各运行模块的行为。
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### 3.9 日志审计模块
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职责：
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- 记录访问日志、错误日志、TLS 握手日志和安全审计日志。
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- 记录客户端 IP、域名、路径、状态码、响应时间、上游地址、密码套件、证书校验结果等关键信息。
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- 支持与日志采集系统对接，例如 Filebeat、Fluent Bit 或本地日志轮转工具。
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- 为问题排查、合规审计和安全分析提供数据来源。
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输入：
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- 各模块产生的运行事件、请求结果和异常信息。
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输出：
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- 标准访问日志、错误日志、安全审计日志。
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- 可被外部采集系统消费的结构化或半结构化日志。
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与其他模块关系：
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- 被监听接入、国密 TLS、请求路由、反向代理、证书密钥等模块调用或间接写入。
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- 向运维平台、安全平台提供审计数据。
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### 3.10 监控告警模块
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职责：
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- 采集网关运行指标、TLS 握手指标、证书状态和上游服务状态。
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- 关注 QPS、连接数、握手成功率、握手耗时、4xx/5xx、上游耗时、证书剩余有效期等指标。
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- 支持通过 Nginx stub_status、日志采集、Exporter 或外部探针方式接入监控系统。
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- 根据阈值产生告警，辅助定位证书过期、握手失败、后端异常和容量不足等问题。
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输入：
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- Nginx 运行状态、日志、证书检查结果、上游探测结果。
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输出：
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- 指标数据、健康状态和告警事件。
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与其他模块关系：
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- 从监听接入、国密 TLS、反向代理、证书密钥模块获取运行状态。
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- 与日志审计模块互补，日志用于追踪明细，监控用于观察趋势和触发告警。
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## 4. 请求处理流程
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```mermaid
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sequenceDiagram
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participant C as 客户端
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participant N as Nginx监听接入
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participant T as TongsuoSSL国密TLS
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participant R as 请求路由
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participant P as 反向代理
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participant U as 后端服务
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C->>N: 建立TCP连接
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N->>T: 发起TLS或国密握手
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T->>T: 协商协议版本与国密密码套件
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T->>T: 加载并校验证书链
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T-->>C: 握手完成
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C->>T: 发送加密HTTP请求
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T->>R: 解密后转交HTTP请求
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R->>R: 匹配server、location与upstream
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R->>P: 传递路由结果
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P->>U: 转发请求
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U-->>P: 返回响应
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P-->>T: 返回明文响应
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T-->>C: 加密响应并返回
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```
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流程说明：
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1. 客户端连接网关监听端口。
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2. Nginx 接收 TCP 连接并进入 SSL 握手流程。
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3. TongsuoSSL 负责国密协议与密码套件协商。
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4. 握手成功后，TongsuoSSL 解密 HTTP 请求。
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5. Nginx 按配置执行域名、路径和请求规则匹配。
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6. 反向代理模块将请求转发到目标上游。
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7. 后端响应经网关返回客户端，出口侧继续由 TLS 模块加密。
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## 5. 部署形态
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建议首版采用静态编译或明确绑定 TongsuoSSL 的 Nginx 构建方式：
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```text
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Nginx 主程序
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├── Nginx core/event/http 模块
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├── Nginx ssl/http_ssl 模块
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├── TongsuoSSL 库
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├── 网关配置文件
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├── 国密证书与私钥文件
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└── 日志与监控采集组件
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```
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模块部署关系：
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- Nginx 与 TongsuoSSL 位于同一运行实例中，TongsuoSSL 作为 Nginx SSL 能力的底层库。
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- 配置文件、证书文件和日志目录通过部署系统挂载或复制到实例内。
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- 监控采集组件可与网关同机部署，也可由外部监控系统远程采集。
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- 后端服务与网关之间可处于同一内网，是否启用内侧 TLS 根据安全要求决定。
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## 6. 端口融合策略
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端口融合指同一个 `listen` 端口同时支持国密密码套件和国际密码套件，避免为不同客户端分别暴露不同端口。
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设计原则：
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- 同一端口同时配置国密套件和国际套件，由 TLS 握手阶段根据客户端能力自动协商。
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- 国密客户端优先协商 `GMTLS 1.1` 或 `TLS 1.3` 国密套件，国际客户端协商标准 RSA、ECDSA、AES 或 CHACHA20 套件。
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- 服务端需要同时准备国密证书和国际证书，TLS 处理模块根据握手上下文选择匹配证书。
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- 对不支持国密的普通客户端，不应因为启用国密套件导致握手失败。
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- 对只支持国密的客户端，不应因为同时配置国际套件导致降级到非国密算法。
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同端口融合关系如下：
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```mermaid
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flowchart LR
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ClientHello["ClientHello<br/>协议版本、签名算法、密码套件"] --> Selector["TLS 能力选择<br/>TongsuoSSL"]
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Selector --> GM["国密路径<br/>GMTLS 1.1 或 TLS 1.3 SM 套件"]
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Selector --> INTL["国际路径<br/>标准 TLS 套件"]
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GM --> GMCert["国密证书<br/>SM2 签名证书与加密证书"]
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INTL --> IntlCert["国际证书<br/>RSA 或 ECDSA 证书"]
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GMCert --> Router["统一请求路由"]
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||
IntlCert --> Router
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```
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注意事项：
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- 端口融合属于 TLS 握手层能力，路由模块不应依赖“国密或国际”来决定默认业务路由。
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- 如果业务必须区分国密和国际来源，应通过独立 Header、变量或日志字段显式标记，避免隐式依赖端口。
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- 若客户端兼容性复杂，可保留独立国密端口和独立国际端口作为排障入口。
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## 7. 配置边界
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首版建议将配置划分为以下文件或片段：
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```text
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conf/
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├── nginx.conf # 主配置，定义 worker、日志、全局参数
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├── conf.d/
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│ ├── gateway.conf # 网关 server、SSL、端口融合和路由配置
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||
│ ├── sdf.conf # 可选 SDF 动态库、设备和密钥索引配置
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||
│ └── upstream.conf # 后端 upstream 配置
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||
├── certs/
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||
│ ├── sign.crt # 国密签名证书
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||
│ ├── sign.key # 国密签名私钥
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||
│ ├── enc.crt # 国密加密证书
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||
│ ├── enc.key # 国密加密私钥
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||
│ ├── intl.crt # 国际 TLS 证书
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||
│ ├── intl.key # 国际 TLS 私钥
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||
│ └── ca.crt # CA 证书链
|
||
└── logs/
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||
├── access.log
|
||
├── error.log
|
||
└── ssl_audit.log
|
||
```
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||
职责边界：
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||
- `nginx.conf` 只放全局配置，不承载业务路由细节。
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||
- `gateway.conf` 定义入口、端口融合、SSL 参数、server_name、location 和代理规则。
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||
- `sdf.conf` 定义 SDF 开关、动态库路径、设备参数、密钥索引和回退策略。
|
||
- `upstream.conf` 定义后端服务池和负载均衡策略。
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||
- `certs/` 只保存证书和密钥材料，权限应独立控制。
|
||
- `logs/` 只作为本地日志落地点，由外部系统负责采集和归档。
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||
## 8. 安全职责划分
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| 安全事项 | 责任模块 | 说明 |
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| 国密密码套件支持 | 国密 TLS 处理模块 | 由 TongsuoSSL 提供底层算法与协议支持 |
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| 端口融合协商 | 监听接入模块、国密 TLS 处理模块 | 同一端口根据 ClientHello 协商国密或国际套件 |
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| SDF 密钥运算 | SDF 适配模块、证书密钥管理模块 | 可选调用海光 CCP SDF 动态库，失败时按策略回退 |
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| 服务端证书加载 | 证书密钥管理模块 | 提供签名证书、加密证书和私钥 |
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| 客户端证书认证 | 国密 TLS 处理模块、证书密钥管理模块 | 可按入口启用双向认证 |
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| 后端访问控制 | 请求路由模块、反向代理模块 | 通过路由规则和网络策略限制上游访问 |
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| 敏感信息保护 | 配置管理模块、证书密钥管理模块 | 限制私钥文件权限，避免日志泄露密钥 |
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| 安全审计 | 日志审计模块 | 记录握手失败、证书异常和访问异常 |
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| 证书过期告警 | 监控告警模块 | 采集证书剩余有效期并触发告警 |
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## 9. 实施阶段建议
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### 阶段一：基础可用版本
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目标：验证 Nginx 与 TongsuoSSL 能够完成国密 TLS 接入和基础反向代理。
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主要工作：
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- 构建绑定 TongsuoSSL 的 Nginx。
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- 配置同端口国密与国际套件融合入口。
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- 准备国密服务端证书、国际 TLS 服务端证书和 CA 证书。
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- 配置国密 SSL、国际 TLS 和端口融合所需密码套件。
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- 配置单个后端 upstream 并完成请求转发。
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- 输出访问日志和错误日志。
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验收标准：
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- 客户端可使用国密 TLS 或国际 TLS 在同一端口成功连接网关。
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- 网关可将请求转发到后端服务并返回响应。
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- 握手失败、证书错误、上游错误可在日志中定位。
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### 阶段二：生产增强版本
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目标：完善稳定性、安全性和运维能力。
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主要工作：
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- 增加多 upstream 与负载均衡策略。
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- 增加双向认证配置能力。
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- 增加证书有效期检查、SDF 初始化状态检查和告警。
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- 增加结构化访问日志和 TLS 审计字段。
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- 增加配置检查、reload 和回滚流程。
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验收标准：
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- 多后端转发策略符合配置预期。
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- 客户端证书校验策略可按入口控制。
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- 证书即将过期、SDF 不可用、上游异常、握手异常可触发监控告警。
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- 配置变更可通过检查后平滑 reload。
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### 阶段三：平台化版本
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目标：将网关能力沉淀为可持续运维的平台组件。
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主要工作：
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- 对接配置中心或配置生成工具。
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- 支持证书自动轮换、集中托管或 SDF 内部密钥生命周期管理。
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- 接入统一日志、监控和告警平台。
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- 形成标准部署包、启动脚本和运维手册。
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验收标准：
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- 网关实例可批量部署和一致化配置。
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- 证书轮换或 SDF 密钥切换流程不影响业务连续性。
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- 运维人员可通过统一平台观察运行状态并定位问题。
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## 10. 推荐版本与工作量预估
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### 10.1 推荐版本
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| 组件 | 推荐版本 | 备选版本 | 推荐理由 | 注意事项 |
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| Nginx | `1.30.3` | `1.31.2` | `1.30.x` 属于稳定分支，适合作为首版工程基线；`1.31.x` 更新但更偏主线验证 | 如需使用更新 HTTP 或 SSL 能力，可在专项测试后切换到 `1.31.2` |
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| TongsuoSSL | `8.4.0` | `8.3.3` | 当前可见稳定标签中 `8.4.0` 较新，适合作为国密、TLS 1.3 SM 套件和后续 SDF 适配基线 | 需要实测与 Nginx SSL 模块、端口融合、SDF 动态库加载的兼容性 |
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推荐组合：
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- 首选组合：`Nginx 1.30.3 + TongsuoSSL 8.4.0`。
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- 保守组合：`Nginx 1.30.3 + TongsuoSSL 8.3.3`，用于 `8.4.0` 与 SDF 或端口融合存在兼容问题时回退。
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- 验证组合：`Nginx 1.31.2 + TongsuoSSL 8.4.0`，仅建议在需要 Nginx 主线能力时进入兼容性测试。
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版本锁定原则：
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- 研发、测试和交付环境必须固定具体 tag 或源码提交号，不使用浮动分支。
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- 编译产物需要记录 Nginx 版本、TongsuoSSL 版本、编译参数、SDF 动态库版本和操作系统版本。
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- 升级任一组件时，需要重新执行国密握手、国际 TLS 握手、端口融合、SDF 回退和反向代理回归测试。
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### 10.2 开发工作量预估
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以下预估按 2 名后端或基础设施开发人员投入计算，默认已有可用的国密证书、国际证书、测试客户端和海光 CCP SDF 测试环境。如果 SDF 设备、证书或客户端环境需要额外准备，工期需要顺延。
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| 阶段 | 工作内容 | 预估人日 | 主要产出 |
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| 方案细化 | 明确协议范围、密码套件、端口融合策略、SDF 回退策略和配置格式 | 2-3 | 详细设计、配置样例、测试清单 |
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| 构建集成 | 编译 Nginx 与 TongsuoSSL，固化构建脚本和版本信息 | 3-5 | 可重复构建脚本、二进制包、版本说明 |
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| 国密 TLS 接入 | 配置 GMTLS 1.1、TLS 1.3 SM 套件、国密双证书和基础反向代理 | 4-6 | 国密入口、证书配置、代理配置 |
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| 端口融合 | 同端口支持国密和国际套件，完成证书选择、套件优先级和日志字段 | 5-8 | 融合入口配置、协商日志、兼容性说明 |
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| SDF 适配 | 外置加载海光 CCP SDF 动态库，完成初始化、密钥索引检查、私钥运算调用和回退 | 8-12 | SDF 配置、适配代码或补丁、回退逻辑 |
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| 日志监控 | 增加协议类型、密码套件、SDF 状态、回退原因和上游状态观测 | 3-5 | 日志格式、指标清单、告警建议 |
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| 打包部署 | 启停脚本、配置模板、证书目录、日志目录和部署说明 | 3-4 | 部署包、目录规范、运维说明 |
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| 开发自测 | 开发侧握手、代理、reload、异常回退和基础性能自测 | 4-6 | 自测记录、问题修复 |
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开发合计：
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- 不含 SDF：约 `24-37` 人日，2 人并行约 `3-4` 周。
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- 含 SDF：约 `32-49` 人日，2 人并行约 `4-6` 周。
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### 10.3 测试工作量预估
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以下预估按 1-2 名测试人员投入计算，包含功能、兼容性、异常、稳定性和基础性能测试。
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| 测试类型 | 测试内容 | 预估人日 | 验证重点 |
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| 构建验证 | 版本号、编译参数、依赖库路径、启动和 reload | 1-2 | 产物可重复、配置检查通过 |
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| 国密功能测试 | GMTLS 1.1、TLS 1.3 SM 套件、国密双证书、单向和双向认证 | 4-6 | 握手成功、证书校验、套件正确 |
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| 国际 TLS 测试 | RSA、ECDSA、标准 TLS 1.2 和 TLS 1.3 客户端接入 | 2-4 | 国际客户端兼容性 |
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| 端口融合测试 | 同端口国密客户端和国际客户端混合接入 | 5-8 | 协商正确、互不影响、日志可区分 |
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| SDF 功能测试 | 动态库加载、设备打开、密钥索引命中、私钥运算 | 5-8 | SDF 路径可用、性能和错误处理正常 |
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| SDF 回退测试 | 未生成密钥、索引不存在、动态库缺失、设备不可用、外部私钥缺失 | 4-6 | 按规则回退或失败，日志清晰 |
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| 代理功能测试 | 路由、Header 透传、负载均衡、超时、重试和上游故障 | 3-5 | 代理行为符合配置 |
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| 安全测试 | 弱套件禁用、证书过期、错误证书、客户端证书异常 | 3-5 | 不接受非法连接，审计可追踪 |
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| 稳定性测试 | 长连接、并发连接、reload、日志轮转和异常恢复 | 5-8 | 长时间运行无明显异常 |
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| 基础性能测试 | 握手吞吐、请求吞吐、SDF 与外部私钥性能对比 | 4-6 | 形成容量基线 |
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测试合计：
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- 不含 SDF：约 `27-44` 人日，1-2 人约 `3-5` 周。
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- 含 SDF：约 `36-58` 人日，1-2 人约 `4-7` 周。
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### 10.4 总体周期建议
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| 范围 | 开发周期 | 测试周期 | 总周期建议 |
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| 基础国密网关，不含端口融合和 SDF | 2-3 周 | 2-3 周 | 4-6 周 |
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| 含端口融合，不含 SDF | 3-4 周 | 3-5 周 | 6-8 周 |
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| 含端口融合和海光 CCP SDF | 4-6 周 | 4-7 周 | 8-12 周 |
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主要风险：
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- 端口融合依赖客户端 `ClientHello` 能力，老旧国密客户端可能存在非标准行为。
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- SDF 适配依赖海光 CCP 动态库、设备驱动、密钥生命周期和接口行为，建议尽早取得真实测试环境。
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- TongsuoSSL 与 Nginx SSL 模块的接口兼容性需要以实际编译和握手测试为准。
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- 国密证书签发、双证书匹配和 SDF 内部密钥公钥匹配会影响联调进度。
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## 11. 后续设计重点
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后续进入实现前，需要进一步明确以下事项：
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- TongsuoSSL 与 Nginx 的具体版本组合。
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- 国密证书格式、双证书配置方式和证书签发来源。
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- 端口融合入口需要支持的客户端范围，以及国密与国际套件的优先级。
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- 海光 CCP SDF 动态库版本、SDF 接口兼容性、密钥索引规划和回退策略。
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- 后端协议是否必须加密，以及是否需要内侧双向认证。
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- 日志字段、审计留存周期和监控接入方式。
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- 部署环境是物理机、虚拟机、容器还是 Kubernetes。
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## 12. 成功标准
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本方案对应的网关程序实现完成后，应满足以下标准：
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- 客户端可通过同一端口使用国密 TLS 或国际 TLS 与网关建立安全连接。
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- 网关可基于域名、路径或 Header 将请求转发到指定后端。
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- 证书、SDF、路由、上游和日志配置边界清晰，便于维护。
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- TLS 握手、端口融合协商、SDF 状态、请求路由、上游代理、证书加载均可观测。
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- 常见异常场景可通过日志和监控定位，包括证书错误、SDF 回退、握手失败、路由未命中、上游不可用。
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