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ログイン用の証明書ベースの認証

TiDBは、ユーザーがTiDBにログインするための証明書ベースの認証方法をサポートしています。この方法では、TiDBはさまざまなユーザーに証明書を発行し、暗号化された接続を使用してデータを転送し、ユーザーがログインするときに証明書を検証します。このアプローチは、MySQLユーザーが一般的に使用する従来のパスワードベースの認証方法よりも安全であるため、ユーザー数の増加。

証明書ベースの認証を使用するには、次の操作を実行する必要がある場合があります。

  • セキュリティキーと証明書を作成する
  • TiDBとクライアントの証明書を構成する
  • ユーザーがログインしたときに検証されるユーザー証明書情報を構成します
  • 証明書の更新と置換

ドキュメントの残りの部分では、これらの操作を実行する方法を詳しく紹介します。

セキュリティキーと証明書を作成する

キーと証明書の作成にはOpenSSLを使用することをお勧めします。証明書の生成プロセスは、 TiDBクライアントとサーバー間のTLSを有効にするで説明したプロセスと同様です。次の段落では、証明書で検証する必要のある属性フィールドをさらに構成する方法を示します。

CAキーと証明書を生成する

  1. 次のコマンドを実行して、CAキーを生成します。

    sudo openssl genrsa 2048 > ca-key.pem

    上記のコマンドの出力：

    Generating RSA private key, 2048 bit long modulus (2 primes)
....................+++++
...............................................+++++
e is 65537 (0x010001)

  2. 次のコマンドを実行して、CAキーに対応する証明書を生成します。

    sudo openssl req -new -x509 -nodes -days 365000 -key ca-key.pem -out ca-cert.pem

  3. 詳細な証明書情報を入力します。例えば：

    Country Name (2 letter code) [AU]:US
State or Province Name (full name) [Some-State]:California
Locality Name (e.g. city) []:San Francisco
Organization Name (e.g. company) [Internet Widgits Pty Ltd]:PingCAP Inc.
Organizational Unit Name (e.g. section) []:TiDB
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:TiDB admin
Email Address []:s@pingcap.com

    ノート：

    上記の証明書の詳細では、 :の後のテキストが入力された情報です。

サーバーキーと証明書を生成する

  1. 次のコマンドを実行して、サーバーキーを生成します。

    sudo openssl req -newkey rsa:2048 -days 365000 -nodes -keyout server-key.pem -out server-req.pem

  2. 詳細な証明書情報を入力します。例えば：

    Country Name (2 letter code) [AU]:US
State or Province Name (full name) [Some-State]:California
Locality Name (e.g. city) []:San Francisco
Organization Name (e.g. company) [Internet Widgits Pty Ltd]:PingCAP Inc.
Organizational Unit Name (e.g. section) []:TiKV
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:TiKV Test Server
Email Address []:k@pingcap.com

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:
An optional company name []:

  3. 次のコマンドを実行して、サーバーのRSAキーを生成します。

    sudo openssl rsa -in server-key.pem -out server-key.pem

    上記のコマンドの出力：

    writing RSA key

  4. CA証明書の署名を使用して、署名されたサーバー証明書を生成します。

    sudo openssl x509 -req -in server-req.pem -days 365000 -CA ca-cert.pem -CAkey ca-key.pem -set_serial 01 -out server-cert.pem

    上記のコマンドの出力（例）：

    Signature ok
subject=C = US, ST = California, L = San Francisco, O = PingCAP Inc., OU = TiKV, CN = TiKV Test Server, emailAddress = k@pingcap.com
Getting CA Private Key

    ノート：

    ログインすると、TiDBは上記の出力のsubjectセクションの情報に一貫性があるかどうかを確認します。

クライアントキーと証明書を生成する

サーバーキーと証明書を生成した後、クライアントのキーと証明書を生成する必要があります。多くの場合、ユーザーごとに異なるキーと証明書を生成する必要があります。

  1. 次のコマンドを実行して、クライアントキーを生成します。

    sudo openssl req -newkey rsa:2048 -days 365000 -nodes -keyout client-key.pem -out client-req.pem

  2. 詳細な証明書情報を入力します。例えば：

    Country Name (2 letter code) [AU]:US
State or Province Name (full name) [Some-State]:California
Locality Name (e.g. city) []:San Francisco
Organization Name (e.g. company) [Internet Widgits Pty Ltd]:PingCAP Inc.
Organizational Unit Name (e.g. section) []:TiDB
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:tpch-user1
Email Address []:zz@pingcap.com

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:
An optional company name []:

  3. 次のコマンドを実行して、クライアントのRSAキーを生成します。

    sudo openssl rsa -in client-key.pem -out client-key.pem

    上記のコマンドの出力：

    writing RSA key

  4. CA証明書の署名を使用して、クライアント証明書を生成します。

    sudo openssl x509 -req -in client-req.pem -days 365000 -CA ca-cert.pem -CAkey ca-key.pem -set_serial 01 -out client-cert.pem

    上記のコマンドの出力（例）：

    Signature ok
subject=C = US, ST = California, L = San Francisco, O = PingCAP Inc., OU = TiDB, CN = tpch-user1, emailAddress = zz@pingcap.com
Getting CA Private Key

    ノート：

    上記の出力のsubjectセクションの情報は、 requireセクションのログイン検証用の証明書構成に使用されます。

証明書を確認する

次のコマンドを実行して、証明書を確認します。

openssl verify -CAfile ca-cert.pem server-cert.pem client-cert.pem

証明書が検証されると、次の結果が表示されます。

server-cert.pem: OK
client-cert.pem: OK

証明書を使用するようにTiDBとクライアントを構成する

証明書を生成した後、対応するサーバー証明書またはクライアント証明書を使用するようにTiDBサーバーとクライアントを構成する必要があります。

サーバー証明書を使用するようにTiDBを構成する

TiDB構成ファイルの[security]セクションを変更します。この手順では、CA証明書、サーバーキー、およびサーバー証明書が保存されているディレクトリを指定します。 path/to/server-cert.pemを独自のディレクトリにpath/to/ca-cert.pemことができpath/to/server-key.pem 。

[security]
ssl-cert ="path/to/server-cert.pem"
ssl-key ="path/to/server-key.pem"
ssl-ca="path/to/ca-cert.pem"

TiDBを起動し、ログを確認します。次の情報がログに表示されている場合、構成は成功しています。

[INFO] [server.go:264] ["secure connection is enabled"] ["client verification enabled"=true]

クライアント証明書を使用するようにクライアントを構成する

クライアントがログインにクライアントキーと証明書を使用するようにクライアントを構成します。

MySQLクライアントを例にとると、 ssl-cert 、およびssl-keyを指定することで、新しく作成されたクライアント証明書、クライアントキー、およびCAを使用できssl-ca 。

mysql -utest -h0.0.0.0 -P4000 --ssl-cert /path/to/client-cert.new.pem --ssl-key /path/to/client-key.new.pem --ssl-ca /path/to/ca-cert.pem

ノート：

/path/to/client-cert.new.pem 、および/path/to/client-key.new.pemは、CA証明書、クライアントキー、およびクライアント証明書のディレクトリ/path/to/ca-cert.pem 。それらを独自のディレクトリに置き換えることができます。

ログイン検証用のユーザー証明書情報を構成する

まず、クライアントを使用してTiDBに接続し、ログイン検証を構成します。次に、検証するユーザー証明書情報を取得して構成できます。

ユーザー証明書情報を取得する

ユーザー証明書情報は、X509証明書の属性を確認するために使用されるrequire subject 、およびrequire issuerでrequire cipherできrequire san 。

  • require subject ：ログイン時にクライアント証明書のsubjectの情報を指定します。このオプションを指定すると、 require sslまたはx509を構成する必要はありません。指定する情報は、 クライアントキーと証明書を生成するに入力したsubjectの情報と一致しています。

    このオプションを取得するには、次のコマンドを実行します。

    openssl x509 -noout -subject -in client-cert.pem | sed 's/.\{8\}//'  | sed 's/, /\//g' | sed 's/ = /=/g' | sed 's/^/\//'

  • require issuer ：ユーザー証明書を発行するCA証明書のsubjectの情報を指定します。指定する情報は、 CAキーと証明書を生成するに入力したsubjectの情報と一致しています。

    このオプションを取得するには、次のコマンドを実行します。

    openssl x509 -noout -subject -in ca-cert.pem | sed 's/.\{8\}//'  | sed 's/, /\//g' | sed 's/ = /=/g' | sed 's/^/\//'

  • require san ：ユーザー証明書を発行するCA証明書のSubject Alternative Nameの情報を指定します。指定する情報は、クライアント証明書の生成に使用されるalt_names構成ファイルのopenssl.cnfと一致しています。

    • 次のコマンドを実行して、生成された証明書のrequire sanの項目の情報を取得します。

      openssl x509 -noout -extensions subjectAltName -in client.crt

    • require sanは現在、次のSubject Alternative Nameのチェック項目をサポートしています。

      • URI
      • IP
      • DNS

    • 複数のチェック項目は、コンマで接続した後に設定できます。たとえば、 u1のユーザーに対して次のようにrequire sanを構成します。

      create user 'u1'@'%' require san 'DNS:d1,URI:spiffe://example.org/myservice1,URI:spiffe://example.org/myservice2'

      上記の構成では、 u1人のユーザーがURI項目spiffe://example.org/myservice1またはspiffe://example.org/myservice2とDNS項目d1の証明書を使用してTiDBにログインすることのみが許可されています。

  • require cipher ：クライアントがサポートしている暗号方式を確認します。次のステートメントを使用して、サポートされている暗号化方式のリストを確認します。

    SHOW SESSION STATUS LIKE 'Ssl_cipher_list';

ユーザー証明書情報を構成する

ユーザー証明書情報（ require subject ）をrequire cipherしrequire san 、ユーザーの作成、特権の付与、またはユーザーの変更時に検証されるようにこれらの情報を構成しrequire issuer 。 <replaceable>を次のステートメントの対応する情報に置き換えます。

スペースまたはandを区切り文字として使用して、1つまたは複数のオプションを構成できます。

  • ユーザーを作成するときにユーザー証明書を構成する（ create user ）：

    create user 'u1'@'%' require issuer '<replaceable>' subject '<replaceable>' san '<replaceable>' cipher '<replaceable>';

  • 特権を付与するときにユーザー証明書を構成します。

    grant all on *.* to 'u1'@'%' require issuer '<replaceable>' subject '<replaceable>' san '<replaceable>' cipher '<replaceable>';

  • ユーザーを変更するときにユーザー証明書を構成します。

    alter user 'u1'@'%' require issuer '<replaceable>' subject '<replaceable>' san '<replaceable>' cipher '<replaceable>';

上記の設定後、ログイン時に次の項目が確認されます。

  • SSLが使用されます。クライアント証明書を発行するCAは、サーバで設定されているCAと一致しています。
  • クライアント証明書のissuer情報は、 require issuerで指定された情報と一致します。
  • クライアント証明書のsubject情報は、 require cipherで指定された情報と一致します。
  • クライアント証明書のSubject Alternative Name情報は、 require sanで指定された情報と一致します。

上記のすべての項目が確認された後にのみ、TiDBにログインできます。それ以外の場合は、 ERROR 1045 (28000): Access deniedエラーが返されます。次のコマンドを使用して、TLSバージョン、暗号化アルゴリズム、および現在の接続がログインに証明書を使用しているかどうかを確認できます。

MySQLクライアントを接続し、次のステートメントを実行します。

\s

出力：

--------------
mysql  Ver 15.1 Distrib 10.4.10-MariaDB, for Linux (x86_64) using readline 5.1

Connection id:       1
Current database:    test
Current user:        root@127.0.0.1
SSL:                 Cipher in use is TLS_AES_256_GCM_SHA384

次に、次のステートメントを実行します。

show variables like '%ssl%';

出力：

+---------------+----------------------------------+
| Variable_name | Value                            |
+---------------+----------------------------------+
| ssl_cert      | /path/to/server-cert.pem         |
| ssl_ca        | /path/to/ca-cert.pem             |
| have_ssl      | YES                              |
| have_openssl  | YES                              |
| ssl_key       | /path/to/server-key.pem          |
+---------------+----------------------------------+
6 rows in set (0.067 sec)

証明書の更新と交換

キーと証明書は定期的に更新されます。次のセクションでは、キーと証明書を更新する方法を紹介します。

CA証明書は、クライアントとサーバー間の相互検証の基礎です。 CA証明書を置き換えるには、古い証明書と新しい証明書の両方の認証をサポートする結合証明書を生成します。クライアントとサーバーで、最初にCA証明書を置き換え、次にクライアント/サーバーキーと証明書を置き換えます。

CAキーと証明書を更新します

  1. 古いCAキーと証明書をバックアップします（ ca-key.pemが盗まれたと仮定します）。

    mv ca-key.pem ca-key.old.pem && \
mv ca-cert.pem ca-cert.old.pem

  2. 新しいCAキーを生成します。

    sudo openssl genrsa 2048 > ca-key.pem

  3. 新しく生成されたCAキーを使用して新しいCA証明書を生成します。

    sudo openssl req -new -x509 -nodes -days 365000 -key ca-key.pem -out ca-cert.new.pem

    ノート：

    新しいCA証明書を生成することは、クライアントとサーバーのキーと証明書を置き換え、オンラインユーザーが影響を受けないようにすることです。したがって、上記のコマンドに追加される情報は、 require issuerの情報と一致している必要があります。

  4. 結合されたCA証明書を生成します。

    cat ca-cert.new.pem ca-cert.old.pem > ca-cert.pem

上記の操作の後、新しく作成された結合CA証明書を使用してTiDBサーバーを再起動します。次に、サーバーは新しいCA証明書と古いCA証明書の両方を受け入れます。

また、クライアントが古いCA証明書と新しいCA証明書の両方を受け入れるように、古いCA証明書を結合された証明書に置き換えます。

クライアントキーと証明書を更新する

ノート：

次の手順は、クライアントとサーバーの古いCA証明書を結合されたCA証明書に置き換えた後でのみ実行してください。

  1. クライアントの新しいRSAキーを生成します。

    sudo openssl req -newkey rsa:2048 -days 365000 -nodes -keyout client-key.new.pem -out client-req.new.pem && \
sudo openssl rsa -in client-key.new.pem -out client-key.new.pem

    ノート：

    上記のコマンドは、クライアントキーと証明書を置き換え、オンラインユーザーが影響を受けないようにするためのものです。したがって、上記のコマンドに追加される情報は、 require subjectの情報と一致している必要があります。

  2. 結合された証明書と新しいCAキーを使用して、新しいクライアント証明書を生成します。

    sudo openssl x509 -req -in client-req.new.pem -days 365000 -CA ca-cert.pem -CAkey ca-key.pem -set_serial 01 -out client-cert.new.pem

  3. クライアント（たとえば、MySQL）がTiDBを新しいクライアントキーと証明書に接続するようにします。

    mysql -utest -h0.0.0.0 -P4000 --ssl-cert /path/to/client-cert.new.pem --ssl-key /path/to/client-key.new.pem --ssl-ca /path/to/ca-cert.pem

    ノート：

    /path/to/client-cert.new.pem 、および/path/to/client-key.new.pemは、CA証明書、クライアントキー、およびクライアント証明書のディレクトリを指定し/path/to/ca-cert.pem 。それらを独自のディレクトリに置き換えることができます。

サーバーキーと証明書を更新します

  1. サーバーの新しいRSAキーを生成します。

    sudo openssl req -newkey rsa:2048 -days 365000 -nodes -keyout server-key.new.pem -out server-req.new.pem && \
sudo openssl rsa -in server-key.new.pem -out server-key.new.pem

  2. 結合されたCA証明書と新しいCAキーを使用して、新しいサーバー証明書を生成します。

    sudo openssl x509 -req -in server-req.new.pem -days 365000 -CA ca-cert.pem -CAkey ca-key.pem -set_serial 01 -out server-cert.new.pem

  3. 新しいサーバーキーと証明書を使用するようにTiDBサーバーを構成します。詳細については、 TiDBサーバーを構成するを参照してください。

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