如何在Ubuntu 18.04上为MySQL配置SSL/TLS
xkorey 2019-05-21
介绍
MySQL是世界上最流行的开源关系数据库管理系统。 虽然现代包管理器已经减少了启动和运行MySQL的一些摩擦，但是在安装它之后还应该执行一些进一步的配置。 花费一些额外时间的最重要方面之一是安全性。
默认情况下，MySQL配置为仅接受本地连接，或者来自安装MySQL的同一台机器的连接。 如果您需要从远程位置访问MySQL数据库，那么安全地执行此操作非常重要。 在本指南中，我们将演示如何在Ubuntu 18.04上配置MySQL以接受使用SSL/TLS加密的远程连接。
准备
要遵循本教程，您将需要两台 Ubuntu 16.04服务器。我们将使用一个作为MySQL服务器，另一个作为客户端。没有服务器的同学可以在这里购买，不过我个人更推荐您使用免费的腾讯云开发者实验室进行试验，学会安装后在购买服务器。
在第一台机器上，您应该安装并配置MySQL服务器。按照我们的四步教你搭建保护MySQL服务器！教程来安装和配置软件。
在第二台计算机上，安装MySQL客户端软件包。您可以通过输入以下内容来更新apt软件包索引并安装必要的软件：
sudo apt-get update sudo apt-get install mysql-client
当您的服务器和客户端准备就绪后，请继续。
检查当前的SSL / TLS状态
在开始之前，我们可以在MySQL服务器实例上检查SSL / TLS的当前状态。
使用root 用户登录MySQL会话。我们将使用-h指定IPv4本地环回接口，以强制客户端与TCP连接。这将允许我们检查TCP连接的SSL状态：
mysql -u root -p -h 127.0.0.1
系统将提示您输入在安装过程中输入MySQL root密码。之后，您将进入交互式MySQL会话。
输入以下内容显示SSL / TLS变量的状态：
SHOW VARIABLES LIKE '%ssl%';
+---------------+----------+ | Variable_name | Value | +---------------+----------+ | have_openssl | DISABLED | | have_ssl | DISABLED | | ssl_ca | | | ssl_capath | | | ssl_cert | | | ssl_cipher | | | ssl_crl | | | ssl_crlpath | | | ssl_key | | +---------------+----------+ 9 rows in set (0.01 sec)
have_openssl和have_ssl变量都标记为DISABLED。这意味着SSL功能已编译到服务器中，但尚未启用。
检查我们当前连接的状态以确认：
\s
-------------- mysql Ver 14.14 Distrib 5.7.17, for Linux (x86_64) using EditLine wrapper Connection id: 30 Current database: Current user: root@localhost SSL: Not in use Current pager: stdout Using outfile: '' Using delimiter: ; Server version: 5.7.17-0ubuntu0.16.04.1 (Ubuntu) Protocol version: 10 Connection: 127.0.0.1 via TCP/IP Server characterset: latin1 Db characterset: latin1 Client characterset: utf8 Conn. characterset: utf8 TCP port: 3306 Uptime: 3 hours 38 min 44 sec Threads: 1 Questions: 70 Slow queries: 0 Opens: 121 Flush tables: 1 Open tables: 40 Queries per second avg: 0.005 --------------
如上面的输出所示，SSL尚未加密我们的链接
完成后关闭当前的MySQL会话：
exit
现在我们可以开始为SSL配置MySQL以保护我们的连接。
生成SSL / TLS证书和密钥
要启用与MySQL的SSL连接，我们首先需要生成相应的证书和密钥文件。MySQL 5.7及更高版本提供了一个被调用的程序mysql_ssl_rsa_setup来简化此过程。Ubuntu 16.04具有兼容的MySQL版本，因此我们可以使用此命令生成必要的文件。
这些文件将在MySQL的数据目录中创建，位于/var/lib/mysql。我们需要MySQL进程能够读取生成的文件所以我们将mysql作为应该拥有生成文件的用户传递：
sudo mysql_ssl_rsa_setup --uid=mysql
将产生如下所示的输出：
Generating a 2048 bit RSA private key ...................................+++ .....+++ writing new private key to 'ca-key.pem' ----- Generating a 2048 bit RSA private key ......+++ .................................+++ writing new private key to 'server-key.pem' ----- Generating a 2048 bit RSA private key ......................................................+++ .................................................................................+++ writing new private key to 'client-key.pem' -----
输入以下命令检查生成的文件：
sudo find /var/lib/mysql -name '*.pem' -ls
256740 4 -rw-r--r-- 1 mysql mysql 1078 Mar 17 17:24 /var/lib/mysql/server-cert.pem 256735 4 -rw------- 1 mysql mysql 1675 Mar 17 17:24 /var/lib/mysqlsql/ca-key.pem<^> 256739 4 -rw-r--r-- 1 mysql mysql 451 Mar 17 17:24 /var/lib/mysqlsql/public_key.pem<^> 256741 4 -rw------- 1 mysql mysql 1679 Mar 17 17:24 /var/lib/mysqlsql/client-key.pem<^> 256737 4 -rw-r--r-- 1 mysql mysql 1074 Mar 17 17:24 /var/lib/mysqlsql/ca.pem<^> 256743 4 -rw-r--r-- 1 mysql mysql 1078 Mar 17 17:24 /var/lib/mysqlsql/client-cert.pem<^> 256736 4 -rw------- 1 mysql mysql 1675 Mar 17 17:24 /var/lib/mysqlsql/private_key.pem<^> 256738 4 -rw------- 1 mysql mysql 1675 Mar 17 17:24 /var/lib/mysqlsql/server-key.pem<^>
最后一列显示生成的文件名。并表示生成的文件具有正确的用户和组所有权。
这些文件是证书颁发机构（以“ca”开头），MySQL服务器进程（以“server”开头）和MySQL客户端（以“client”开头）的密钥和证书对。
在MySQL服务器上启用SSL连接
MySQL版本将在服务器启动时在MySQL数据目录中查找相应的证书文件。因此，我们实际上不需要修改MySQL配置来启用SSL。
我们可以改为重启MySQL服务：
sudo systemctl restart mysql
重新启动后，使用与以前相同的命令打开新的MySQL会话。如果服务器支持，MySQL客户端将自动尝试使用SSL进行连接：
mysql -u root -p -h 127.0.0.1
我们来看看上次请求的相同信息。检查SSL相关变量的值：
SHOW VARIABLES LIKE '%ssl%';
+---------------+-----------------+ | Variable_name | Value | +---------------+-----------------+ | 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 | +---------------+-----------------+ 9 rows in set (0.00 sec)
这次have_openssl和have_ssl变量读取“YES”而不是“DISABLED”。此外，ssl_ca，ssl_cert，和ssl_key变量已填入我们产生的相关证书的名称。
接下来，再次检查连接详细信息：
\s
-------------- . . . SSL: Cipher in use is DHE-RSA-AES256-SHA . . . Connection: 127.0.0.1 via TCP/IP . . . --------------
这次，将显示特定的SSL加密方式，表示正在使用SSL来保护我们的连接。
退出到shell：
exit
我们的服务器现在能够使用加密，但需要一些额外的配置才能允许远程访问并强制使用安全连接。
为远程客户端配置安全连接
现在我们已在服务器上使用SSL，我们可以开始配置安全远程访问。为此，我们需要：
- 要求SSL用于远程连接
- 绑定到公共接口
- 为远程连接创建MySQL用户
- 调整防火墙规则以允许外部连接
使用强制SSL配置远程访问
目前，MySQL服务器配置为接受来自客户端的SSL连接。但是，如果客户端请求，它仍将允许未加密的连接。
我们可以通过打开require_secure_transport选项来解决这个问题。这要求所有连接都使用SSL。因此对远程用户开放的唯一连接选项将使用SSL。
要启用此设置，请在文本编辑器中打/etc/mysql/my.cnf开文件：
sudo nano /etc/mysql/my.cnf
在里面，将有两个!includedir指令用于获取其他配置文件。我们需要在这些行下面放置我们自己的配置，以便它们覆盖任何冲突的设置。
首先创建一个[mysqld]部分来定位MySQL服务器进程。将require_secure_transport设置为ON：
. . . !includedir /etc/mysql/conf.d/ !includedir /etc/mysql/mysql.conf.d/ [mysqld] # Require clients to connect either using SSL # or through a local socket file require_secure_transport = ON
该行是强制实施安全连接所需的唯一设置。
默认情况下，MySQL配置为仅侦听源自本地计算机的连接。要将其配置为侦听远程连接，我们可以将其bind-address设置为不同的接口。
要允许MySQL接受任何接口上的连接，我们可以将bind-address设置为“0.0.0.0”：
. . . !includedir /etc/mysql/conf.d/ !includedir /etc/mysql/mysql.conf.d/ [mysqld] # Require clients to connect either using SSL # or through a local socket file require_secure_transport = ON bind-address = 0.0.0.0
完成后保存并关闭文件。
接下来，重新启动MySQL以应用新设置：
sudo systemctl restart mysql
通过输入以下内容验证MySQL是否正在侦听“0.0.0.0”而不是“127.0.0.1”：
sudo netstat -plunt
Active Internet connections (only servers) Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State PID/Program name tcp 0 0 0.0.0.0:3306 0.0.0.0:* LISTEN 4330/mysqld tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN 1874/sshd tcp6 0 0 :::22 :::* LISTEN 1874/sshd
上面输出中的“0.0.0.0”表示MySQL正在侦听所有可用接口上的连接。
接下来，我们需要通过防火墙允许MySQL连接。输入以下内容创建：
sudo ufw allow mysql
Rule added Rule added (v6)
远程连接尝试现在应该��够到达我们的MySQL服务器。
配置远程MySQL用户
MySQL服务器现在正在侦听远程连接，但我们目前没有配置任何可以从外部计算机连接的用户。以root用户身份登录MySQL 开始：
mysql -u root -p
在内部，您可以使用CREATE USER命令创建新的远程用户。我们将在用户规范的主机部分中使用客户端计算机的IP地址来限制与该计算机的连接。对于将来关闭require_secure_transport选项的某些冗余，我们还将在帐户创建期间指定此用户通过包含REQUIRE SSL子句来要求SSL：
CREATE USER 'remote_user'@'mysql_client_IP' IDENTIFIED BY 'password' REQUIRE SSL;
接下来，为他们应该有权访问的数据库或表授予新用户权限。为了演示，我们将创建一个example数据库并赋予新的用户所有权：
CREATE DATABASE example; GRANT ALL ON example.* TO 'remote_user'@'mysql_client_IP';
接下来，刷新权限立即应用这些设置：
FLUSH PRIVILEGES;
完成后退出到shell：
exit
我们的服务器设置为允许连接到我们的远程用户。
测试远程连接
在MySQL客户端计算机上，进行测试以确保您可以成功连接到服务器。使用-u选项指定远程用户以及-h选项指定MySQL服务器IP地址：
mysql -u remote_user -p -h mysql_server_IP
指定密码后，您将登录到远程服务器。
检查以确保您的连接安全：
\s
-------------- . . . SSL: Cipher in use is DHE-RSA-AES256-SHA . . . Connection: mysql_server_IP via TCP/IP . . . --------------
退出到shell：
exit
接下来，尝试不安全地连接：
mysql -u remote_user -p -h mysql_server_IP --ssl-mode=disabled
提示您输入密码后，应拒绝您的连接：
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'remote_user'@'mysql_server_IP' (using password: YES)
它显示允许SSL连接，而拒绝未加密的连接。此时，我们的MySQL服务器已配置为安全地接受远程连接。如果这满足您的安全要求，您可以在这里停止，但我们可以实施一些额外的部分来进一步增强我们的安全性和信任。
配置MySQL连接的验证（可选）
目前，我们的MySQL服务器配置了由本地生成的证书颁发机构（CA）签名的SSL证书。服务器的证书和密钥对足以为传入连接提供加密。
但是，我们目前没有利用证书颁发机构可以提供的信任关系。通过将CA证书分发给客户端以及客户端证书和密钥，双方都可以提供其证书由相互信任的证书颁发机构签名的证明。这有助于防止恶意服务器的欺骗性连接。
为了实现这个额外的可选安全措施，我们需要：
- 将适当的SSL文件传输到客户端计算机
- 创建客户端配置文件
- 改变我们的远程用户以获得可信证书
将客户端证书传输到客户端计算机
首先，我们需要从MySQL服务器获取MySQL CA和客户端证书文件，并将它们放在MySQL客户端上。
首先在您将用于连接的用户的主目录中的MySQL客户端上创建一个目录。叫这个client-ssl：
mkdir ~/client-ssl
我们应该锁定对此目录的访问权限，以便只有当前用户才能访问它：
chmod 700 ~/client-ssl
现在，我们可以将证书信息复制到新目录。
在MySQL服务器计算机上，输入以下内容显示CA证书的内容：
sudo cat /var/lib/mysql/ca.pem
-----BEGIN CERTIFICATE----- . . . -----END CERTIFICATE-----
将整个输出（包括BEGIN CERTIFICATE和END CERTIFICATE行）复制到剪贴板。
在MySQL客户端上，在新目录中创建一个具有相同名称的文件：
nano ~/client-ssl/ca.pem
在里面，粘贴剪贴板中复制的证书内容。完成后保存并关闭文件。
接下来，在MySQL服务器上显示客户端证书：
sudo cat /var/lib/mysql/client-cert.pem
-----BEGIN CERTIFICATE----- . . . -----END CERTIFICATE-----
再次，将内容复制到剪贴板。
在目录中的MySQL客户端上打开一个具有相同名称的client-ssl文件：
nano ~/client-ssl/client-cert.pem
粘贴剪贴板中的内容。保存并关闭文件。
最后，在MySQL服务器上显示客户端密钥文件的内容：
sudo cat /var/lib/mysql/client-key.pem
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- . . . -----END RSA PRIVATE KEY-----
将显示的内容（包括第一行和最后一行）复制到剪贴板。
在MySQL客户端上，打开目录中具有相同名称的client-ssl文件：
nano ~/client-ssl/client-key.pem
粘贴剪贴板中的内容。保存并关闭文件。客户端计算机现在应具有访问MySQL服务器所需的所有凭据。接下来，我们需要改变我们的远程用户。
需要来自可信CA的远程用户证书
目前，MySQL客户端具有可用于在连接时向服务器提供其证书的文件。但是，服务器仍未设置为要求来自受信任CA的客户端证书。
要更改此设置，请在MySQL服务器上再次登录MySQL root帐户：
mysql -u root -p
接下来，我们需要更改远程用户的要求。 我们需要应用REQUIRE X509而不是REQUIRE SSL 。这意味着前一个要求提供的所有安全性，但另外要求连接客户端提供由MySQL服务器信任的证书颁发机构签名的证书。
要调整用户要求，请使用ALTER USER命令：
ALTER USER 'remote_user'@'mysql_client_IP' REQUIRE X509;
刷新更改以应用它们：
FLUSH PRIVILEGES;
完成后退出到shell：
exit
接下来，我们可以测试以确保我们仍然可以连接。
连接时测试证书验证
现在是检查我们是否可以在连接时验证双方的好时机。
在MySQL客户端上，首先尝试连接而不提供客户端证书：
mysql -u remote_user -p -h mysql_server_IP
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'remote_user'@'mysql_client_IP' (using password: YES)
如果不提供客户端证书，服务器将拒绝连接。
现在，使用--ssl-ca，--ssl-cert和--ssl-key选项连接以指向\~/client-ssl目录中的相关文件：：
mysql -u remote_user -p -h mysql_server_IP --ssl-ca=~/client-ssl/ca.pem --ssl-cert=~/client-ssl/client-cert.pem --ssl-key=~/client-ssl/client-key.pem
您应该已成功登录。重新登录以重新获得对shell会话的访问权限：
exit
现在我们已经确认了对服务器的访问，我们可以实现小的可用性改进。
创建MySQL客户端配置文件
为避免每次连接时都必须指定证书文件，我们可以创建一个简单的MySQL客户端配置文件。
在MySQL客户端计算机上的主目录中，创建一个名为nano ~/.my.cnf的隐藏文件：
nano ~/.my.cnf
在文件的顶部，创建一个名为[client]的部分。下面，我们可以设置ssl-ca，ssl-cert和ssl-key选项指向我们从服务器复制的文件。它如下所示：
[client] ssl-ca = ~/client-ssl/ca.pem ssl-cert = ~/client-ssl/client-cert.pem ssl-key = ~/client-ssl/client-key.pem
ssl-ca选项告诉客户端验证MySQL服务器提供的证书是否由我们指向的证书颁发机构签名。这允许客户端相信它正在连接到受信任的MySQL服务器。
ssl-cert和ssl-key选项指向向MySQL服务器证明它也具有由相同证书颁发机构签名的证书所需的文件。如果我们希望MySQL服务器验证客户端也被CA信任，我们需要这个。
完成后保存并关闭文件。
现在，你可以连接到MySQL服务器，而无需在命令行添加--ssl-ca，--ssl-cert和--ssl-key选项：
mysql -u remote_user -p -h mysql_server_IP
您的客户端和服务器现在应该在协商连接时都提供证书。每一方都配置为根据其本地CA证书验证远程证书。
总结
您的MySQL服务器现在配置为需要来自远程客户端的安全连接。此外，如果您按照以下步骤使用证书颁发机构验证连接，则双方将建立某种程度的信任，即远程方是合法的。
