你的MySQL伺服器開啟SSL了嗎?

  • 2019 年 10 月 4 日
  • 筆記

最近,準備升級一組MySQL到5.7版本,在安裝完MySQL5.7後,在其data目錄下發現多了很多.pem類型的文件,然後通過查閱相關資料,才知這些文件是MySQL5.7使用SSL加密連接的。本篇主要介紹MySQL5.7 SSL連接加密功能、如何使用?以及使用SSL的一些注意點。

我們知道,MySQL5.7之前版本,安全性做的並不夠好,比如安裝時生成的root空密碼帳號、存在任何用戶都能連接上的test庫等,導致資料庫存在較大的安全隱患。好在5.7版本對以上問題進行了一一修復。與此同時,MySQL 5.7版本還提供了更為簡單SSL安全訪問配置,且默認連接就採用SSL的加密方式,這讓資料庫的安全性提高一個層次。

一、SSL介紹

SSL(Secure Socket Layer:安全套接字層)利用數據加密、身份驗證和消息完整性驗證機制,為基於TCP等可靠連接的應用層協議提供安全性保證。

SSL協議提供的功能主要有:

           1、 數據傳輸的機密性:利用對稱密鑰演算法對傳輸的數據進行加密。            2.、身份驗證機制:基於證書利用數字簽名方法對伺服器和客戶端進行身份驗證,其中客戶端的身份驗證是可選的。            3、 消息完整性驗證:消息傳輸過程中使用MAC演算法來檢驗消息的完整性。

如果用戶的傳輸不是通過SSL的方式,那麼其在網路中數據都是以明文進行傳輸的,而這給別有用心的人帶來了可乘之機。所以,現在很多大型網站都開啟了SSL功能。同樣地,在我們資料庫方面,如果客戶端連接伺服器獲取數據不是使用SSL連接,那麼在傳輸過程中,數據就有可能被竊取。

二、MySQL5.7 SSL配置和啟用

1、安裝時啟動SSL 

在MySQL5.7安裝初始化階段,我們發現比之前版本多了一步操作,而這個操作就是安裝SSL的。

shell> bin/mysqld --initialize --user=mysql    # MySQL 5.7.6 and upshell> bin/mysql_ssl_rsa_setup                 # MySQL 5.7.6 and up

當運行完這個命令後,默認會在data_dir目錄下生成以下pem文件,這些文件就是用於啟用SSL功能的:

# ll rwrwrrwrrw#客戶端連接伺服器端需要提供的私鑰文件  -rw    #私鑰/公鑰對的私有成員  rwr     #私鑰/公鑰對的共有成員  rwr    #伺服器端證書文件  rw

 這時從資料庫伺服器本地進入MySQL命令行,你可以看到如下變數值:

root> mysql -h 10.126.xxx.xxx -udba -p        dba:(none) show global variables   Variable_name  Value            have_openssl   YES                         ssl_ca         ca.pem           ssl_capath                      ssl_cert       servercert.pem  ssl_cipher                      ssl_crl                         ssl_crlpath                     ssl_key        server.pem

dba:(none)> s ————– /usr/local/mysql/bin/mysql Ver 14.14 Distrib 5.7.18, for linux-glibc2.5 (x86_64) using EditLine wrapper

Connection id: 2973 Current database: Current user: [email protected] SSL: Cipher in use is DHE-RSA-AES256-SHA #表示該dba用戶是採用SSL連接到mysql伺服器上的,如果不是ssl,那麼會顯示「Not in use「 Current pager: more Using outfile: '' Using delimiter: ; Server version: 5.7.18-log MySQL Community Server (GPL) Protocol version: 10 Connection: 10.126.126.160 via TCP/IP Server characterset: utf8 Db characterset: utf8 Client characterset: utf8 Conn. characterset: utf8 TCP port: 3306 Uptime: 2 hours 35 min 48 sec

【注意】:如果用戶是採用本地localhost或者sock連接資料庫,那麼不會使用SSL方式了。

2、如果安裝MySQL57時沒有運行過mysql_ssl_rsa_setup,那麼如何開啟SSL呢?

1)、關閉MySQL服務2)、運行mysql_ssl_rsa_setup 命令3)、到data_dir目錄下修改.pem文件的所屬許可權用戶為mysql      chown -R mysql.mysql *.pem4)、啟動MySQL服務

3、強制某用戶必須使用SSL連接資料庫

#修改已存在用戶   ALTER USER 'dba'@'%' REQUIRE SSL;  #新建必須使用SSL用戶grant select on *.* to 'dba'@'%' identified by 'xxx' REQUIRE SSL;

對於上面強制使用ssl連接的用戶,如果不是使用ssl連接的就會報錯,像下面這樣:

[root]# /usr/local/mysql/bin/mysql -udba -p -h10.126.xxx.xxx --ssl=0Enter password:   ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'dba'@'10.126.xxx.xxx' (using password: YES)

三、未使用SSL和使用SSL安全性對比

【測試方式】在MySQL伺服器端通過tshark抓包的方式來模擬竊取數據。驗證、對比未使用SSL和使用SSL兩者在安全性上有什麼不同?

    1 未使用SSL情況:

在客戶端機器(10.126.126.161)上連接資料庫並進行insert操作,使用–ssl-mode=DISABLED關閉SSL

          同時在MySQL伺服器端(10.126.126.160)上用tshark進行抓包:

【結論】未使用SSL情況下,在資料庫伺服器端可以通過抓包的方式獲取數據,安全性不高。

    2 採用SSL情況:

在客戶端機器(10.126.126.161)上連接資料庫並進行insert操作,使用–ssl-mode=REQUIRED指定SSL

同時在MySQL伺服器端(10.126.126.160)上再次用tshark進行抓包:

【結論】沒有抓到該語句,採用SSL加密後,tshark抓不到數據,安全性高。

四、使用SSL前後性能對比(QPS)

伺服器配置:CPU:32核心       記憶體:128G      磁碟:SSD

為了盡量準確測試QPS,採用全記憶體查詢,因為我們線上熱點數據基本都在記憶體中;按照並發執行緒數分類:1執行緒、4執行緒、8執行緒、16執行緒、24執行緒、32執行緒、64執行緒;

具體數據如下:

從測試數據可以發現,開啟SSL後,資料庫QPS平均降低了23%左右,相對還是比較影響性能的。從SSL實現方式來看,建立連接時需要進行握手、加密、解密等操作。所以耗時基本都在建立連接階段,這對於使用短鏈接的應用程式可能產生更大的性能損耗,比如採用PHP開發。不過如果使用連接池或者長連接可能會好許多。

五、總結

1、MySQL5.7默認是開啟SSL連接,如果強制用戶使用SSL連接,那麼應用程式的配置也需要明確指定SSL相關參數,否則程式會報錯。

2、雖然SSL方式使得安全性提高了,但是相對地使得QPS也降低23%左右。所以要謹慎選擇:

      2.1、對於非常敏感核心的數據,或者QPS本來就不高的核心數據,可以採用SSL方式保障數據安全性;

      2.2、對於採用短鏈接、要求高性能的應用,或者不產生核心敏感數據的應用,性能和可用性才是首要,建議不要採用SSL方式;