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远程访问Mysql?教你为数据传输再加把安全锁!

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线上业务为了保证数据安全,一般只允许本地或者内网访问MySQL。但一些特殊情况下,需要通过外网访问MySQL。此时为了保证权限最小化开放,首先要做两方面措施:

一方面需要配置防火墙白名单

iptables -A INPUT -s 1.2.3.4 -p tcp -m tcp --dport 3306 -j ACCEPT

另一方面创建MySQL用户时限制访问IP

mysql> CREATE USER 'testuser'@'1.2.3.4' IDENTIFIED BY 'testpass';

那么,做到这一步就可以高枕无忧了吗?如果是的话,文章到此就可以结束了。但是很遗憾,实际上仍然存在安全隐患。MySQL的访问默认是明文的,与明文的HTTP的容易受到监听、劫持类似,暴露在外网的MySQL通信也有可能受到监听、中间人攻击等。下面以一个具体例子进行说明。

1 监听MySQL主从的明文通信

实现监听的方案有多种,我们采用了交换机端口镜像的方式进行旁路监听。

准备监听的机器为xxx.xxx.xxx.83,发起攻击的机器为xxx.xxx.xxx.109。

实施MySQL主从通信的监听时, 无论是监听主库还是从库效果都类似,这里测试监听主库的情况。

1.1 确定要监听的端口

如果不知道这两台机器对应交换机哪个端口,可以先登录交换机,ping然后通过arp缓存查看。

ping之后就能通过arp缓存确定端口

最后,确定xxx.xxx.xxx.83即镜像源端口为g0/15,xxx.xxx.xxx.109即镜像目标端口为g0/1。

1.2 配置端口镜像

登录交换机,开始没有配置镜像

<H3C>dis mir                                                        The monitor port has not been configured! <H3C>sys                        Password: ************                   Enter system view, return to user view with Ctrl+Z.

分别配置镜像目标和镜像源端口

[H3C]monitor-port g0/1 Succeed! the monitor port has been specified to be Trunk port  and the pvid changed. [H3C]mirroring-port g0/15 [H3C] [H3C]dis mir Monitor-port:         GigabitEthernet0/1  Mirroring-port:         GigabitEthernet0/15 [H3C]q <H3C>save This will save the configuration in the EEPROM memory Are you sure?[Y/N]y Now saving current configuration to EEPROM memory Please wait for a while... Current configuration saved to EEPROM memory successfully

1.3 监听明文的主从通信

在主动监听的机器xxx.xxx.xxx.109执行

tcpdump host xxx.xxx.xxx.83 -i eth0 -w hello.dump

xxx.xxx.xxx.83配置了MySQL主库,另外的一台外网机器xxx.xxx.xxx.104配置了MySQL从库。并且该主从并未配置SSL加密。测试中利用xxx.xxx.xxx.109成功监听到MySQL主从的通信。

下图为监听到的MySQL帐号登录,可以得到用户名和加密后的密码:

对于不复杂的MySQL密码,可以很容易通过cmd5等网站解密出明文:

下图为监听到的主从数据:

可以看到,在MySQL主从明文通信的情况下,可以实现有效的窃听。

这里采用的交换机端口镜像需要获得交换机权限,有一定的实施难度。但在外网通信中,实际的网络环境非常复杂且不受我们控制,明文通信仍然有潜在的安全风险。

2 服务器间安全访问

那么如何在服务器之间的外网通信中确保MySQL的安全访问呢?这里介绍几种常用方案。

2.1 加密隧道

加密隧道可以将客户端的网络数据进行加密,然后安全地传输到服务端后进行解密还原。以stunnel为例:

首先在客户端监听3306端口,并建立加密通信,连接到远程的1.2.4.5:8000

/usr/local/stunnel/etc/stunnelclient.conf
sslVersion = TLSv1 CAfile = /usr/local/stunnel/etc/ca-cert.pem cert = /usr/local/stunnel/etc/clientcert.pem key = /usr/local/stunnel/etc/clientkey.pem [mysql] accept = 127.0.0.1:3306 connect =1.2.4.5:8000

服务端监听8000端口,并将数据解密后转发到本机的3306端口
 

/usr/local/stunnel/etc/stunnelserver.conf
sslVersion = TLSv1 CAfile = /usr/local/stunnel/etc/ca-cert.pem cert = /usr/local/stunnel/etc/servercert.pem key = /usr/local/stunnel/etc/serverkey.pem [mysql]   accept=8000 connect=127.0.0.1:3306

这样,客户端访问本地3306端口实际会访问到远程1.2.4.5机器的3306端口,实现了通过加密隧道访问远程的MySQL。
优点:无需单独创建外网的MySQL帐号,对本地访问透明。
缺点:只能实现从客户端到服务端的加密访问,需要额外维护加密隧道服务。
.2 VPN
VPN可以将外网通信转化为虚拟的内网通信,直接解决外网访问的安全问题。以OPENVPN为例:
在其中一边的服务器搭建服务端,配置内网网段
 
 

/etc/openvpn/server.conf

port 1194 proto tcp-server dev tap  #证书相关 ca /etc/openvpn/ca-cert.pem cert /etc/openvpn/server.pem key /etc/openvpn/server.key dh /etc/openvpn/dh.pem  #指定Server端使用的地址 ifconfig 192.168.10.1 255.255.255.0 #指定客户端的IP client-config-dir /etc/openvpn/ccd

在另一边的服务器搭建客户端,发起VPN链接

/etc/openvpn/client.conf client dev tap proto tcp-client remote 1.2.3.4 1194 #证书相关 ca /etc/openvpn/ca-cert.pem cert /etc/openvpn/client1-cert.pem key /etc/openvpn/client1-key.pem

这样,两边的服务器就建立起虚拟的内网,可以访问相互的MySQL或者其他服务。

优点:两边都可以相互访问,且不限于访问某个端口,特别适合异地机房间的内网互通。

缺点:需要额外维护VPN服务。

2.3 MySQL SSL

除了建立加密隧道、加密虚拟网络,还可以直接使用SSL进行MySQL的访问加密。

2.3.1 SSL证书的生成

首先检查MySQL是否支持SSL。

mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'have_ssl';       +---------------+----------+ | Variable_name | Value    | +---------------+----------+ | have_ssl      | DISABLED | +---------------+----------+ 1 row in set (0.00 sec)

如果输出如上,说明MySQL支持SSL但未启用。

SSL证书分多种类型,实际中要根据不同用途来使用服务端或客户端的证书。

[mysqld] # 服务端类型SSL证书,用于服务端,或者主从关系中的主库 ssl-ca=/home/mysql/certs/ca-cert.pem ssl-cert=/home/mysql/certs/server-cert.pem ssl-key=/home/mysql/certs/server-key.pem

[client] # 客户端类型SSL证书,用于客户端(如命令行工具),或者主从关系中的从库 ssl-ca=/home/mysql/certs/ca-cert.pem ssl-cert=/home/mysql/certs/client-cert.pem ssl-key=/home/mysql/certs/client-key.pem

此外,为了方便统一管理,在同一台机器可以使用同时支持服务端和客户端类型的单一SSL证书。只需要生成SSL证书时指定两种类型的用法或者直接不指定任一种用法。

配置完毕后,检查下SSL是否已启用

mysql> SHOW VARIABLES LIKE '%ssl%';  +---------------+-----------------------+ | Variable_name | Value                 | +---------------+-----------------------+ | have_openssl  | YES                   | | have_ssl      | YES                   | | ssl_ca        | /home/mysql/certs/ca-cert.pem  | | ssl_capath    |                       | | ssl_cert      | /home/mysql/certs/mysql-cert.pem | | ssl_cipher    |                       | | ssl_key       | /home/mysql/certs/mysql-key.pem | +---------------+-----------------------+ 5 rows in set (0.00 sec)

如果输出如上,说明SSL已正常启用。

2.3.2 require SSL与require X509

为了确保外网访问的MySQL用户使用了SSL加密,在生成用户时可以强制要求REQUIRE SSL或REQUIRE X509:

mysql> CREATE USER 'testuser'@'1.2.3.4' IDENTIFIED BY 'testpass' REQUIRE SSL; mysql> CREATE USER 'testuser'@'1.2.3.4' IDENTIFIED BY 'testpass' REQUIRE X509;

两者的区别在于,REQUIRE SSL只要求客户端使用指定ca证书对服务端证书进行验证,而REQUIRE X509还要求服务端对客户端证书进行验证。为了避免中间人攻击,确保更安全的通信,一般建议使用REQUIRE X509。

2.3.3 OpenSSL与yaSSL

MySQL可以使用自带的yaSSL库进行加密通信,也可以使用OpenSSL进行加密通信。具体使用哪种,需要在编译时指定WITH_SSL:STRING的参数:

bundled (use yassl), yes (prefer os library if present, otherwise use bundled), system (use os library), </path/to/custom/installation>

为了更好的安全性,可以使用系统自带的OpenSSL,并及时做好yum/apt更新。

如果考虑不同版本的兼容性,那么建议使用自带的yaSSL。

比如OpenSSL曾针对CVE-2015-4000的漏洞将DH key的最小值提高到768 bits,而一些旧版本MySQL的DH key使用了512 bits。因为MySQL的默认SSL加密算法是DHE-RSA-AES256-SHA,如果使用了OpenSSL的MySQL,在不同版本间的访问可能会出现ERROR 2026的错误提示。

2.3.4 监听基于SSL的主从通信

配置了SSL加密之后,我们再次尝试抓取MySQL主从通信。

发现无法获取到MySQL主从的登录帐号:

此外截取到的MySQL主从数据也是乱码:

可以看到,在MySQL主从经过SSL加密的情况下,无法实现有效窃听。

3 本地安全访问

3.1 SSH隧道

一般我们都需要SSH方式从本地访问远程服务器,这时可以建立SSH隧道来访问远程服务器的特定端口。

如使用SecureCRT的端口转发功能(Putty也类似),将本地3306端口转发到服务器的3306端口:

如果习惯使用navicat这类工具,可以使用自带的SSH隧道功能(注意旧版可能要将私钥转换成ppk格式):

3.2 phpmyadmin+HTTPS

如果习惯使用phpmyadmin的web方式访问MySQL,那么只需要将访问方式统一为HTTPS:

        server         {            listen       80;            server_name  phpmyadmin.example.com;            #使用HSTS强制把HTTP跳转到HTTPS            add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000 ";            ……        }          server         {            listen       443 ssl http2;            server_name  phpmyadmin.example.com;            #配置服务端SSL证书            ssl on;            ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/phpmyadmin.example.com/fullchain.pem;            ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/ phpmyadmin.example.com/privkey.pem;            ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;            ……        }

4 总结

MySQL的数据安全是一个非常大的课题,其中外网间的安全通信往往容易被忽略。而当前随着HTTPS /SMTPS/POP3S/IMAPS的逐步流行,各种基于TCP、UDP的加密通信方案也会越来越多地应用到线上业务中。本文针对服务器间/本地到服务器的一些访问MySQL的场景介绍了几种加密通信方案,希望能给到大家一些思路,并结合自己实际需要来使用MySQL的加密访问。

END

作者:运维军团
运维技术与开源架构交流

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