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Nacos配置安全最佳实践

2022年11月08日 22:44:01服务端47
简介:本文讨论了自建Nacos和阿里云MSE的配置安全原理。并提出配置安全最佳实践。

作者:鲁严波

前言


配置管理作为软件开发中重要的一环,肩负着连接代码和环境的职责,能很好的分离开发人员和维护人员的关注点。


Nacos的配置管理功能就很好地满足了云原生应用对于配置管理的需求:既能做到配置和代码分离,也能做到配置的动态修改。


在1月份,Nacos出了一个安全漏洞,外部用户能够伪装为Nacos-server来获取/修改配置( https://github.com/alibaba/nacos/issues/4593 )。确认问题后,Nacos火速修复了漏洞,而阿里云的微服务引擎(MSE)也已在1月末将修复方案反向移植到MSE上的Nacos实例上。


在本文中,我们将会从全局视角入手,讨论如何才能保证Nacos配置的安全性(security),即如何保证配置信息不被恶意用户获取或者泄漏。

Nacos配置架构


Nacos配置部分的整体架构如下:

对于上图中的每一条链路,都需要考虑有没有两个基本的安全动作:认证(Identification)和鉴权(Authentication)


从上图可以看到,配置信息可能的泄漏方式有:


  1. 通过Nacos-client获取配置
  2. 通过控制台获取配置
  3. 通过服务器之间的通信协议获取配置
  4. 直接访问持久化层(比如DB)获取配置

可能的泄漏点如下:


认证

鉴权

Nacos 客户端

未登录用户通过客户端获取/修改配置

用户通过客户端获取/修改了未授权的配置

配置控制台

未登录用户通过控制台获取/修改配置

用户通过控制台获取/修改了未授权的配置

Nacos集群内

用户伪装为Nacos集群获取/修改配置

不需要

持久化层

用户直接查DB,获取/修改配置

不需要


Nacos客户端场景的认证和鉴权


在Nacos客户端尝试从服务端获取配置时,服务端需要确认客户端的身份,并确认该身份有权限获取配置。


开源版本的Nacos


在默认的Nacos server配置中,不会对客户端鉴权,即任何能访问Nacos server的用户,都可以直接获取Nacos中存储的配置。比如一个黑客攻进了企业内网,就能获取所有的业务配置,这样肯定会有安全隐患。


所以需要先开启Nacos server的鉴权。在Nacos server上修改application.properties中的nacos.core.auth.enabled值为true即可:


nacos.core.auth.enabled=true


如上设置后,Nacos客户端获取配置时,需要设置上对应的用户名和密码,才能获取配置:

String serverAddr = "{serverAddr}";
Properties properties = new Properties();
properties.put("serverAddr", serverAddr);
properties.put("username","nacos-readonly");
properties.put("password","nacos");
ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(properties);


上面讲了如何认证用户,即如何确定现在是哪一个用户在访问,但还需要识别用户的权限,当用户访问没有权限获取对应配置的时候,比如库存服务尝试获取支付服务的配置时,就会失败。


我们可以在开源的Nacos控制台上创建用户、设置权限。步骤如下:


首先,访问 localhost:8848/nacos 并登录,在权限控制->用户列表页面,添加用户:

权限控制->角色管理,绑定用户和角色:

给对应角色添加权限,在权限控制->权限管理页面,添加权限:

经过如上配置后,readonly-user就只能访问public命名空间下的配置了。


阿里云MSE-AK/SK


对于小团队,用用户名和密码来做认证鉴权是足够的。但对于中大型团队,密码的定期更换、人员的频繁变动等,都会导致用户名和密码频繁变动。


这时,使用用户名和密码认证鉴权就需要频繁修改并发布应用。为了解决这个问题,Nacos也提供了基于ak/sk的认证方案、ECS关联Ram角色的方案,可以避免用户名和密码修改导致的频繁发布问题。


以阿里云MSE为例,阿里云用户已经普遍使用了阿里云访问控制服务(RAM)作为权限系统,如果MSE和开源一样,使用用户名和密码实现认证和鉴权的话,那么用户就需要在RAM和MSE Nacos两个地方配置权限。这样既不方便用户权限的统一管理、审查,也给用户带来了不一致的体验。


所以MSE(微服务引擎)提供了基于ak/sk的认证方式,操作示例如下:


首先,在MSE上申请一个Nacos实例(并记下实例id),然后在实例详情->参数设置界面,将ConfigAuthEnabled(配置鉴权)参数设置为true,这样匿名用户就无法获取配置:


然后就可以在阿里云RAM系统上配置相关权限。RAM子账号的权限系统可以简单表示如下:


第一步,创建RAM权限策略如下:


图中,mse:Get*、mse:List*、mse:Query*表示能读取配置,mse:*表示所有权限,包括修改权限。


acs:mse:*:*:instance/${instanceId}表示授权到实例级别,acs:mse:*:*:instance/${instanceId}/${namespaceId}表示授权到命名空间级别。


第二步,创建用户并赋予权限


填写用户名称:


然后获取到用户的ak/sk:


给这个用户对应的权限:


最后,只需要在代码中添加ak/sk就可以了:


String serverAddr = "{serverAddr}";
Properties properties = new Properties();
properties.put("serverAddr", serverAddr);
properties.put(PropertyKeyConst.ACCESS_KEY, "${accessKey}");
properties.put(PropertyKeyConst.SECRET_KEY, "${secret}");
ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(properties);


经过如上配置,客户端在访问MSE上购买的Nacos实例的时候,MSE会校验AK和签名,确认该用户是合法的用户,并校验权限,否则拒绝提供服务。


阿里云MSE-基于ECS的Ram角色认证


当然,在上面的使用方式中,还是要在初始配置(比如srping-cloud-alibaba-nacos-config中的bootstrap.yml文件)中配置AK/SK。黑客入侵内网、或者源码泄漏时,也会存在AK/SK泄漏,导致配置信息泄漏的风险。


在这种情况下,推荐使用ECS关联的RAM角色来做认证。


ECS关联RAM角色对应的授权模型如下:

上述的关键步骤在角色扮演。只有关联了RAM角色的云服务器,才能成功扮演角色,从而获取操作MSE Nacos实例的权限。


如果黑客只获取了代码,也无法成功扮演RAM角色,无法操作MSE Nacos实例。

如果机器被攻破,那也能在阿里云控制台上取消云服务器关联的角色,及时止损。

具体的操作步骤如下:


第一步,创建MSE Nacos实例,并创建对应的权限策略(上文有说明,此处不赘述)。


第二步,创建RAM角色并授权


创建RAM角色:

创建角色后,为该角色添加对应的权限策略:



第三步,将该角色和ECS关联:


在对应的ECS详情页面,点击授予/收回RAM角色:


选择对应的角色并授予:

最后一步,在代码中指定RAM角色即可:


String serverAddr = "{serverAddr}";
Properties properties = new Properties();
properties.put("serverAddr", serverAddr);
properties.put(PropertyKeyConst.RAM_ROLE_NAME, "StoreServiceRole");
ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(properties);

经过如上配置,Nacos客户端在获取配置时,云服务器会扮演指定的RAM角色,阿里云临时安全令牌(Security Token Service,STS)来访问MSE Nacos实例。


如果攻击者获取代码,也无法在其他机器上运行,因为攻击者的机器没有扮演RAM角色的权限。


如果攻击者获取扮演之后的认证信息,由于STS失效较短(默认是1小时),攻击者拿到后很快就失效,有效减少了攻击面。


如果需要撤销授权,只需要在阿里云控制台上就可以操作,不需要重新发布应用。

相比于AK/SK方式的认证鉴权,ECS关联角色的认证鉴权更可控、更安全,所以推荐使用这种认证鉴权方式。

配置控制台场景的认证和鉴权


开源版本的Nacos


开源版本的Nacos控制台,在登录的时候,会通过控制台的login接口,获取临时的accessToken,然后后续的操作,都是以accessToken来做认证鉴权。


比如前文提到的readonly-user用户,登录后,就只能看到public命名空间下的配置信息,无法修改、无法查看其他命名空间下的配置信息。


另外,如果需要创建命名空间、删除命名空间,则只能管理员登录才可以。

开源版本Nacos的认证鉴权,可以参考该文档:https://nacos.io/zh-cn/docs/auth.html

阿里云MSE

阿里云MSE由于是对企业提供服务,所以在权限的划分上会更加精细。


资源的分为实例级别(acs:mse:*:*:instance/${instanceId})和命名空间级别(acs:mse:*:*:instance/${instanceId}/${namespaceId})。


对资源的操作也更加精细,比如:


Action

说明

CreateEngineNamespace

创建命名空间

DeleteEngineNamespace

删除命名空间

mse:Get*,mse:List*,mse:Query*

读取配置(Nacos 客户端和控制台)

mse:*

所有权限,包括修改、删除配置

mse:QueryNacosConfig

客户端读取配置

mse:UpdateNacosConfig

客户端修改配置


比如,只允许读取一个命名空间下的配置,不允许修改。那权限策略就可以写:


{
  "Action": [
    "mse:Get*",
    "mse:List*",
    "mse:Query*"
  ],
  "Resource": [
    "acs:mse:*:*:instance/${instanceId}/${namespaceId}"
  ],
  "Effect": "Allow"
}


服务器之间的认证


Nacos服务器之间需要同步一些信息,这时也需要认证对方身份,以确认对方真的是Nacos-server,而不是伪装的。


在1.4.1之前,是通过User-Agent这个header来认证的,这种原始的认证方式,很容易被伪造。本文开头提到的,1月份Nacos爆出的漏洞就是这个原因。


所以1.4.1及之后的版本,认证的header以及对应的值可以自己配置。在application.properties中,修改如下值即可:


# 不使用User-Agent来认证
nacos.core.auth.enable.userAgentAuthWhite=false
# 认证header的key
nacos.core.auth.server.identity=Authorization
# 认证header的value
nacos.core.auth.server.identity.value=secret


这样,只有发送了header Authorization: secret 的请求,才能确认对方是服务端,才能同步集群信息;否则就拒绝同步。


由于Nacos-server需要全部权限才能同步配置数据,所以对于Nacos-server之间,则不需要做鉴权。


这样,就能让服务器之间的通信也能做到安全可信了。


阿里云MSE上购买的Nacos实例,也已经将上述方案反向移植到了1.2版本上,也不会有对应的安全问题。


持久化层的安全


Nacos的配置信息,都是存储在持久化层的。比如Nacos默认的持久化层是MySQL。

为了防止通过git或者其他方式将MySQL的用户名和密码泄漏出去,我们需要定时修改MySQL的用户名和密码。


通常的做法是使用两个数据库用户,比如UserA和UserB。如果要更新密码,则按照如下方式操作:


  1. 将Nacos server访问数据库的用户从UserA切换到UserB
  2. 更新UserA的密码
  3. 将Nacos server访问数据库的用户从UserB切换回UserA
  4. 更新UserB的密码


作为阿里云产品,MSE都有定时修改数据库用户名密码的策略,所以如果您购买了MSE实例,则不需要担心此问题。

配置安全最佳实践


捋了一遍Nacos配置安全的关键点,那么怎么才能保证配置安全呢。只需要做到如下最佳实践就可以了:


  1. 定期修改密码和ak/sk


在使用Nacos用户名密码(或者ak/sk)认证的情况下(比如使用开源Nacos认证方式),如果恶意用户拿到了Nacos的用户名和密码(或者ak/sk),那么他就有可能拿到应用的配置。但如果定期修改了密码或者ak/sk的话,就能有效限制配置泄漏的时间段,减少攻击面。


  1. 使用ECS角色(推荐用法)


当然,在上面的解决方案中,还是会有Nacos用户名密码或者ak/sk在配置中的,而且这些信息的也有可能泄漏,泄漏后的修改也需要重新发布才可以。所以推荐使用阿里云的ecs角色,所有的权限管理都是在阿里云控制台上完成。


  1. 轮转Nacos内部认证的key


前文有提到Nacos服务器之间的认证是通过nacos.core.auth.server.identity来完成的,但如果恶意用户入侵,也会导致泄漏,从而导致配置泄漏。


所以对于自建Nacos,需要定期更换nacos.core.auth.server.identity.value,确保恶意用户无法伪装为Nacos server来获取、修改配置。


当然,如果您使用的是MSE托管的Nacos实例的话,MSE会自动轮转,您可以不用担心这一点。


  1. 轮转持久化层的用户名和密码


为了防止配置从持久化层泄漏出去,所以需要定时修改持久化层的认证信息。通常Nacos的持久化层都是DB,所以需要定时修改数据库的用户名和密码。


对于MSE用户,则不需要做任何操作,MSE内部会定时修改数据库的用户名和密码


  1. 设计安全预案并定时执行


有了如上重重保险,理论上万无一失,但是因为人的操作总有失误,所以还是需要指定安全预案:


  • 定时检查配置的监听列表,确认没有未授权的机器在获取配置
  • ak/sk泄漏时,该如何更新ak/sk,如何撤销泄漏的ak/sk
  • 自建Nacos,服务器被攻破后,如何修改nacos.core.auth.server.identity.value的方案


总结


开源的Nacos在配置管理、权限管理上,能基本满足中小企业需求。


而对于中大型企业,阿里云产品MSE支持更加精细、更加灵活的权限配置、安全管理,也能利用和其他阿里云产品一起做到更加安全的配置能力。


当然,不论是自建Nacos还是使用阿里云MSE,都需要关注上述提到的安全点,防止配置信息泄漏,造成业务损失。最后提到的配置安全最佳实践,也能能保证配置泄漏后,有能力及时修复,做到防患未然。



原文链接:https://developer.aliyun.com/article/782864?

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作者:阿里云开发者
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