不可能的任务：零配置 SSL

撰写者 撰写者 Sergei 1 条评论 关于 不可能的任务：零配置 SSL

SSL（姑且这么称呼它，尽管 SSL 2.0 和 SSL 3.0 早已被 TLS 1.0–1.3 协议取代）支持于 2001 年在 MySQL 中实现，因此 MariaDB（诞生于 2009 年）一直拥有此功能。但在二十多年的 SSL 支持历程中，存在一个巨大问题。它需要繁琐的手动配置，因此大多数用户从未费心去设置，接受了他们的查询和数据在未受保护的情况下发送的事实。这在 2001 年可能略有风险，但在 2023 年绝对是鲁莽的。

传统方法

让我们看看。首先，安装 MariaDB 或 MySQL 的用户必须生成一个私钥和一个证书。诚然，这是最简单的一步，只需从手册中复制几条命令即可。MySQL 8.0 甚至可以自动为您完成。但这仅仅是个开始。你看，SSL 的唯一目的是保护连接免受位于客户端和服务器之间的攻击者（MitM，中间人）的侵害。如果中间不可能有攻击者，则无需 SSL。如果存在攻击者，他们可以替换服务器发送给客户端的证书，并获得拦截和窥探客户端和服务器都认为是安全加密的连接的能力。

为了防止这种情况发生，客户端必须验证证书确实属于与之通信的服务器。这可以通过 --ssl-verify-server-cert 选项启用（在 MySQL 中重命名为 --ssl-mode=VERIFY_IDENTITY）。从根本上讲，验证证书意味着验证签名。它必须由受信任的证书颁发机构（CA）签名。这意味着用户必须从其 SSL 实现信任的机构购买合适的证书。或者从 Let’s Encrypt 免费获取一个，但这会让用户面临一套特殊的障碍。或者用户可以成为自己的 CA，生成证书，然后手动将其安装到受信任证书存储中的所有客户端上。

正因为如此，只有一小部分 MariaDB 用户实际启用了 SSL，而拥有正确签名证书以启用 --ssl-verify-server-cert 的用户数量更少。其他人要么选择完全不使用 SSL，要么选择不验证证书（这仅比第一种选择稍微好一点）。

零配置 SSL

这种情况将在 11.3 版本中改变。在这个新的 MariaDB 版本中，你可以鱼与熊掌兼得，呃，可以在启用 SSL 并验证证书的情况下，无需进行任何配置。但这如何实现呢？MariaDB 如何能够打破对受信任签名机构的基本 SSL 要求？解决方案在于 MariaDB 客户端连接到 MariaDB 服务器与一般情况不同，例如您的浏览器访问 https://mariadb.org.cn。

在绝大多数情况下，客户端和服务器有一个共享密钥——只有它们知道，但攻击者不知道。确实，客户端需要通过证明它知道账户密码来向服务器进行身份验证。现在在 11.3 版本中，MariaDB 服务器和客户端可以额外使用此密码来验证 SSL 证书确实来自于客户端想要通信的服务器。

协议

其工作原理如下。客户端连接到服务器并建立 SSL 连接。如果客户端可以使用 CA 签名或指纹（11.3 中的另一个新功能）验证证书，则验证在此结束，证书被验证。类似地，如果连接是通过安全的本地传输（Unix 套接字或命名管道）完成的。否则，证书存疑，但客户端不会像以前那样立即断开与服务器的连接。如果服务器请求安全认证（mysql_native_password 或 ed25519，它们即使没有 SSL 也具有 MitM 防护能力），客户端可以继续进行。但如果服务器想要切换到不安全的认证方式，客户端将断开连接——它将拒绝通过不安全的 SSL 连接发送明文密码。成功进行安全认证后，服务器将向客户端发送此签名

SHA256("password hash", scramble, "certificate fingerprint")

客户端知道这三个值，它可以计算出相同的签名，与服务器发送的进行比较，并验证服务器确实知道密码（客户端未被重定向到恶意服务器），并且证书未被攻击者替换（指纹未改变）。

现在，即使是自签名证书，MariaDB 客户端也可以验证服务器证书。这使得我们可以在服务器上默认启用 SSL，即使用户未提供证书，服务器也会自动生成它们。并在客户端默认启用 SSL，提供完整的 MitM 防护证书验证。用户无需做任何事情或进行任何配置。任务完成。

限制

有缺点吗？不幸的是，有。少数用户会受到以下情况的负面影响

  • 如果您使用 PAM 或 gssapi 插件，这种自动证书验证将不起作用。您需要使用通过 CA 的旧方法或完全禁用证书验证。
  • 在测试环境中，无密码账户很常见。在没有密码的情况下，自动证书验证将不起作用（而且，如果攻击者可以合法地无密码登录，他们确实无需破解 SSL）。在这种情况下，MariaDB 命令行客户端会发出警告并自动禁用证书验证。
  • 通常，SSL 对连接速度的影响可以忽略不计。但如果您的应用程序使用了大量非常短暂的连接（例如，连接、一次主键查找、断开连接），那么 SSL 握手的开销可能会非常明显。此时请禁用 SSL 或使用连接池。

但大多数用户会发现自己身处一个更安全的世界，与数据库的连接会自动加密并受到 MitM 攻击的保护。

免责声明：此功能目前包含在11.3.0 预览版中。虽然可能性不大，但根据MariaDB 发布模型，它可能会从最终的 11.3.1 版本中移除。

更新：此功能未包含在 11.3.1 版本中。由于这是一个关键的安全相关功能，我们希望比平时更加确定其中没有缺陷，并且我们咨询了密码协议领域的各种专家。但未能及时获得反馈以赶上 11.3.1 版本发布。

更新 2：我们已收到所有等待的反馈，此功能已在 11.4.1 版本中发布。