天之傲 发表于 2024-1-10 21:14:50

MySQL运维实战(2.4) SSL认证在MySQL中的应用

作者:俊达
引言

MySQL支持使用TLS协议进行通信,该协议在数据库通信中具有关键作用。首先,TLS能够加密客户端与服务端之间的通信数据,涵盖了客户端发送至服务端的SQL请求以及服务端返回给客户端的数据,从而确保敏感信息的保密性和完整性。除此之外,TLS还允许客户端验证服务端的身份,确保安全连接。同时,TLS还使得服务端能够验证客户端的身份,实现双向认证,从而进一步增强了通信安全性和互信性。这些TLS功能在MySQL通信中发挥着重要作用,为数据传输提供了必要的保护和验证机制。
1 Server端开启SSL

服务端默认已经开启SSL,可以通过如下命令查看是否支持SSL:
参数have_ssl为 YES
| have_openssl| YES             |
| have_ssl      | YES             |
| ssl_ca      | ca.pem          |
| ssl_capath    |               |
| ssl_cert      | server-cert.pem |
| ssl_cipher    |               |
| ssl_crl       |               |
| ssl_crlpath   |               |
| ssl_key       | server-key.pem|参数说明:
参数说明have_openssl和have_ssl一样have_sslYES: 启用SSLDISABLED: 已经编译了SSL功能,但是没有开启ssl_caCA文件,默认是ca.pemssl_capathCA文件路径,默认为空。mysqld会从datadir查找ca.pemssl_cert服务端证书,默认server-cert.pem.ssl_cipherSSL加密方式,默认为空ssl_crlcertificate revocation lists文件,默认为空ssl_crlpathcertificate revocation lists文件路径,默认为空ssl_key服务端证书私钥,默认server-key.pem.server端启用SSL,需要ca.pem, server-cert.pem, server-key.pem 3个文件。
客户端需要有ca.pem, client-cert.pem, client-key.pem 3个文件。
2 客户端SSL

使用mysql客户端连接到服务端时,默认会使用加密通信,
登陆后输入 \s, 或者show status like 'ssl_cipher',如果看Cipher信息,说明连接已经开启加密通信
# mysql -uroot -h127.0.0.1 -P3306 -phello
Server version: 5.7.32 MySQL Community Server (GPL)
...
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql> \s
--------------
mysqlVer 14.14 Distrib 5.7.32, for Linux (x86_64) usingEditLine wrapper

Connection id:                23
Current database:
Current user:                root@localhost
SSL:                        Cipher in use is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
Current pager:                stdout
Using outfile:                ''
Using delimiter:        ;
Server version:                5.7.32 MySQL Community Server (GPL)
Protocol version:        10
Connection:                127.0.0.1 via TCP/IP
Server characterset:        latin1


mysql> show status like 'ssl_cipher';
+---------------+-----------------------------+
| Variable_name | Value                     |
+---------------+-----------------------------+
| Ssl_cipher    | ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256 |2.1 客户端禁用ssl通信

mysql客户端登陆时加上 --ssl-mode=disabled禁用TLS通信
mysql -uroot -h127.0.0.1 -P3306 -phello --ssl-mode=disabled

mysql> \s
--------------
mysqlVer 14.14 Distrib 5.7.32, for Linux (x86_64) usingEditLine wrapper

Connection id:                25
Current database:
Current user:                root@localhost
SSL:                        Not in use
Current pager:                stdout


mysql> show status like 'ssl_cipher';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| Ssl_cipher    |       |
+---------------+-------+2.2客户端要求验证服务端证书

客户端可以要求验证服务端的证书。
mysql客户端将ssl-mode参数设置为verify_ca或verify_identity, 同时需要提供用来签名的ca证书。
verify_ca的作用,是为了让服务端证明,他的证书是客户端参数中的指定的ca签名的。其他服务器无法冒充。
mysql -uroot -h127.0.0.1 -P3306 -phello --ssl-mode=verify_ca --ssl-ca=ca.pem

show status like 'ssl_cipher';
+---------------+-----------------------------+
| Variable_name | Value                     |
+---------------+-----------------------------+
| Ssl_cipher    | ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256 |如果证书验证不通过,客户端连接会报错。服务端日志中也能看到相关报错信息。
### client
root@box1 mysql]# mysql -uroot -h127.0.0.1 -P3306 -phello --ssl-mode=verify_ca --ssl-ca=/data/mysql01/data/ca.pem
mysql: Using a password on the command line interface can be insecure.
ERROR 2026 (HY000): SSL connection error: error:00000001:lib(0):func(0):reason(1)

### server
# tail -1 /var/log/mysqld.log
2021-03-31T23:34:20.461350Z 28 Bad handshake3 服务端要求验证客户端使用SSL登录

虽然服务端开启了SSL,但是默认情况下用户可以选择启用或不启用加密通信。
服务端可以强制要求客户端使用加密通信,也可以要求客户端证明自己的身份。
这可以在创建用户的时候指定。
CREATE USER 'user_1'@'%'identified by 'hello' require ssl;
CREATE USER 'user_2'@'%'identified by 'hello' require x509;
CREATE USER 'user_3'@'%'identified by 'hello' require cipher 'ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384';
CREATE USER 'user_4'@'%'identified by 'hello' require cipher 'ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384';
CREATE USER 'user_5'@'%'identified by 'hello' require issuer 'www.dtstack.com' ;
CREATE USER 'user_6'@'%'identified by 'hello' require subject '/CN=client.dtstack.com';上面创建的用户中,
user_1必须开启SSL加密才能连接到服务器
user_2需要使用x509证书格式
user_3需要使用cipher ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384
user_4需要使用cipher ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384
user_5需要使用www.dtstack.com签发的证书
user_6需要使用subject为client.dtstack.com的证书
4测试用户信息

select user,host, ssl_type, ssl_cipher, x509_issuer, x509_subject from mysql.user where user like 'user%';
+--------+------+-----------+-------------------------------+-----------------+------------------------+
| user   | host | ssl_type| ssl_cipher                  | x509_issuer   | x509_subject         |
+--------+------+-----------+-------------------------------+-----------------+------------------------+
| user_1 | %    | ANY       |                               |               |                        |
| user_2 | %    | X509      |                               |               |                        |
| user_3 | %    | SPECIFIED | ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384   |               |                        |
| user_4 | %    | SPECIFIED | ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384 |               |                        |
| user_5 | %    | SPECIFIED |                               | www.dtstack.com | client.dtstack.com   |
| user_6 | %    | SPECIFIED |                               |               | /CN=client.dtstack.com |
+--------+------+-----------+-------------------------------+-----------------+------------------------+4.1强制SSL

user_1登陆,如果不开启ssl-mode,登陆报错。使用SSL才能登陆
# mysql -uuser_1 -phello -h127.0.0.1 --ssl-mode=disabled
mysql: Using a password on the command line interface can be insecure.
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'user_1'@'localhost' (using password: YES)

# mysql -uuser_1 -phello -h127.0.0.1
...
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql> \s
...
Current user:                user_1@localhost
SSL:                        Cipher in use is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA2564.2强制使用客户端证书

user_2需要x509证书才能登陆
# mysql -uuser_2 -phello -h127.0.0.1
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'user_2'@'localhost' (using password: YES)

# mysql -uuser_2 -phello -h127.0.0.1 --ssl-mode=required
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'user_2'@'localhost' (using password: YES)

# mysql -uuser_2 -phello -h127.0.0.1--ssl-cert=client-cert.pem --ssl-key=client-key.pem
...
Welcome to the MySQL monitor.Commands end with ; or \g.
mysql> \s
...
Current user:                user_2@localhost
SSL:                        Cipher in use is ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA2564.3 强制指定客户端cipher

user_3指定了cipher, 无法登陆。 可以从服务端alert.log查看登陆失败的原因。
# mysql -uuser_3 -pxhello -h127.0.0.1 --ssl-mode=required --ssl-cert=client-cert.pem --ssl-key=client-key.pem
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'user_3'@'localhost' (using password: YES)

### 服务端日志
# tail -1 /var/log/mysqld.log2021-04-01T00:07:44.216859Z 51 X509 ciphers mismatch: should be 'ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384' but is 'ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256'
2021-04-01T00:07:44.216915Z 51 Access denied for user 'user_3'@'localhost' (using password: YES)说明了cipher不满足要求。
my.cnf增加ssl_ciphper参数,重启服务
# tail -1 /etc/my.cnf
ssl_cipher=ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384
# service mysqld restart
Redirecting to /bin/systemctl restart mysqld.service-- 再次尝试登陆,可以看到SSL 使用的ciper变成了 ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384

# mysql -uuser_3 -phello -h127.0.0.1 --ssl-mode=required --ssl-cert=client-cert.pem --ssl-key=client-key.pem
...
mysql> \s

Current user:                user_3@localhost
SSL:                        Cipher in use is ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA3844.4验证客户端证书的subject 和 issuer

### client
# mysql -uuser_5 -phello -h127.0.0.1 --ssl-mode=required --ssl-cert=client-cert.pem --ssl-key=client-key.pem
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'user_5'@'localhost' (using password: YES)

### server
# tail -2 /var/log/mysqld.log
2021-04-01T01:17:21.692560Z 6 X509 issuer mismatch: should be 'www.dtstack.com' but is '/C=CN/ST=HZ/L=ZJ/O=lazybug CO/OU=freecity/CN=www.dtstack.com/emailAddress=junda@dtstack.com'
2021-04-01T01:17:21.692607Z 6 Access denied for user 'user_5'@'localhost' (using password: YES)

### client
# mysql -uuser_6 -phello -h127.0.0.1 --ssl-mode=required --ssl-cert=client-cert.pem --ssl-key=client-key.pem
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'user_6'@'localhost' (using password: YES)

### server
# tail -2 /var/log/mysqld.log
2021-04-01T01:20:41.297093Z 8 X509 subject mismatch: should be '/CN=client.dtstack.com' but is '/C=XX/L=Default City/O=Default Company Ltd'
2021-04-01T01:20:41.297144Z 8 Access denied for user 'user_6'@'localhost' (using password: YES)重新生成client证书,指定subject
# openssl req -subj /CN=client.dtstack.com -newkey rsa:2048 -days 3600 \
      -nodes -keyout client-key.pem -out client-req.pem
      
writing new private key to 'client-key.pem'

# openssl rsa -in client-key.pem -out client-key.pem
writing RSA key

# openssl x509 -sha384 -req -in client-req.pem -days 3600 \
>         -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -set_serial 01 -out client-cert.pem
Signature ok
subject=/CN=client.dtstack.com
Getting CA Private Key使用新的证书,就可以登录的数据库了:
# mysql -uuser_6 -phello -h127.0.0.1 --ssl-mode=required --ssl-cert=client-cert.pem --ssl-key=client-key.pem
...
mysql> \s
Current user:                user_6@localhost
SSL:                        Cipher in use is ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384附录:SSL证书相关命令

生成证书的命令

# Create clean environment
rm -rf newcerts
mkdir newcerts && cd newcerts

# Create CA certificate
openssl genrsa 2048 > ca-key.pem
openssl req -new -x509 -nodes -days 3600 \
      -key ca-key.pem -out ca.pem

# Create server certificate, remove passphrase, and sign it
# server-cert.pem = public key, server-key.pem = private key
openssl req -newkey rsa:2048 -days 3600 \
      -nodes -keyout server-key.pem -out server-req.pem
openssl rsa -in server-key.pem -out server-key.pem
openssl x509-sha384 -req -in server-req.pem -days 3600 \
      -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -set_serial 01 -out server-cert.pem

# Create client certificate, remove passphrase, and sign it
# client-cert.pem = public key, client-key.pem = private key
openssl req -subj /client.dtstack.com -newkey rsa:2048 -days 3600 \
      -nodes -keyout client-key.pem -out client-req.pem
openssl rsa -in client-key.pem -out client-key.pem
openssl x509 -sha384 -req -in client-req.pem -days 3600 \
      -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -set_serial 01 -out client-cert.pem
      
openssl x509 -req -in client-req.pem -days 3600 \
      -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -set_serial 01 -out client-cert.pem查看证书信息

# openssl x509 -text -in server-cert.pem -noout
Certificate:
    Data:
      Version: 3 (0x2)
      Serial Number: 2 (0x2)
    Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
      Issuer: CN=MySQL_Server_5.7.32_Auto_Generated_CA_Certificate
      Validity
            Not Before: Mar 31 12:14:46 2021 GMT
            Not After : Mar 29 12:14:46 2031 GMT
      Subject: CN=MySQL_Server_5.7.32_Auto_Generated_Server_Certificate
      Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: rsaEncryption
                Public-Key: (2048 bit)
                Modulus:

# openssl x509 -text -in client-cert.pem -noout
Certificate:
    Data:
      Version: 1 (0x0)
      Serial Number: 1 (0x1)
    Signature Algorithm: sha384WithRSAEncryption
      Issuer: C=CN, ST=HZ, L=ZJ, O=lazybug CO, OU=freecity, CN=www.dtstack.com/emailAddress=junda@dtstack.com
      Validity
            Not Before: Apr1 01:34:53 2021 GMT
            Not After : Feb8 01:34:53 2031 GMT
      Subject: CN=client.dtstack.com
      Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: rsaEncryption
                Public-Key: (2048 b验证证书

使用openssl verify命令验证证书有效性。CAfile是用于创建证书的ca文件。
# openssl verify -CAfile ca.pem server-cert.pem client-cert.pem
server-cert.pem: OK
client-cert.pem: OK如果ca文件和证书文件不匹配,验证会报错
# openssl verify -CAfile /var/lib/backupca/ca.pem server-cert.pem client-cert.pem
server-cert.pem: C = CN, ST = ZJ, L = HZ, O = bugfree server, OU = land, CN = www.dtstack.com, emailAddress = server@dtstack.com
error 20 at 0 depth lookup:unable to get local issuer certificate
client-cert.pem: CN = client.dtstack.com
error 20 at 0 depth lookup:unable to get local issuer certificate
来源:https://www.cnblogs.com/yunchekeji/p/17956578
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