你的MySQL服务器开启SSL了吗?

赵海亮 2017-07-25 10:35:36

作者介绍

赵海亮,现任职于58赶集集团-安居客MySQL DBA,主要从事安居客MySQL数据库的优化、升级、迁移等工作。

 

最近,准备升级一组MySQL到5.7版本,在安装完MySQL5.7后,在其data目录下发现多了很多.pem类型的文件,然后通过查阅相关资料,才知这些文件是MySQL5.7使用SSL加密连接的。本篇主要介绍如何使用MySQL5.7 SSL连接加密功能以及使用SSL的一些注意点。

 

我们知道,MySQL5.7之前版本,安全性做得并不够好,比如安装时生成的Root空密码账号、存在任何用户都能连接上的test库等,导致数据库存在较大的安全隐患。好在5.7版本对以上问题进行了一一修复。与此同时,MySQL 5.7版本还提供了更为简单SSL安全访问配置,且默认连接就采用SSL的加密方式,这让数据库的安全性提高一个层次。

 

SSL介绍

 

SSL(Secure Socket Layer:安全套接字层)利用数据加密、身份验证和消息完整性验证机制,为基于TCP等可靠连接的应用层协议提供安全性保证。

 

SSL协议提供的功能主要有:

  1. 数据传输的机密性:利用对称密钥算法对传输的数据进行加密。

  2. 身份验证机制:基于证书利用数字签名方法对服务器和客户端进行身份验证,其中客户端的身份验证是可选的。

  3. 消息完整性验证:消息传输过程中使用MAC算法来检验消息的完整性。

 

如果用户的传输不是通过SSL的方式,那么其在网络中数据都是以明文进行传输的,而这给别有用心的人带来了可乘之机。所以,现在很多大型网站都开启了SSL功能。同样地,在我们数据库方面,如果客户端连接服务器获取数据不是使用SSL连接,那么在传输过程中,数据就有可能被窃取。

 

MySQL5.7 SSL配置和启用

 

1、安装时启动SSL

 

在MySQL5.7安装初始化阶段,我们发现这个版本比之前版本多了一步操作,而这个操作就是安装SSL的。

 

 

当运行完这个命令后,默认会在data_dir目录下生成以下pem文件,这些文件就是用于启用SSL功能的:

 

 

这时从数据库服务器本地进入MySQL命令行,你可以看到如下变量值:

 

 

注意:如果用户是采用本地localhost或者sock连接数据库,那么不会使用SSL方式了。

 

2、如果安装MySQL5.7时没有运行过mysql_ssl_rsa_setup,那么如何开启SSL呢?

 

  1. 关闭MySQL服务

  2. 运行mysql_ssl_rsa_setup 命令

  3. 到data_dir目录下修改.pem文件的所属权限用户为mysql chown -R mysql.mysql *.pem

  4. 启动MySQL服务

 

3、强制某用户必须使用SSL连接数据库

 

 

对于上面强制使用SSL连接的用户,如果不是使用ssl连接的就会报错,像下面这样:

 

 

未使用SSL和使用SSL安全性对比

 

测试方式:在MySQL服务器端通过tshark抓包的方式来模拟窃取数据。验证、对比未使用SSL和使用SSL两者在安全性上有什么不同?

 

1、未使用SSL情况

 

在客户端机器上连接数据库并进行insert操作,使用--ssl-mode=DISABLED关闭SSL。

 

 

同时在MySQL服务器端上用tshark进行抓包:

 

 

结论:未使用SSL情况下,在数据库服务器端可以通过抓包的方式获取数据,安全性不高。

 

2、采用SSL情况

 

在客户端机器上连接数据库并进行insert操作,使用--ssl-mode=REQUIRED指定SSL

 

 

同时在MySQL服务器端上再次用tshark进行抓包:

 

 

【结论】没有抓到该语句,采用SSL加密后,tshark抓不到数据,安全性高。

 

使用SSL前后性能对比(QPS)

 

服务器配置:

CPU:32核心

内存:128G

磁盘:SSD

 

为了尽量准确测试QPS,采用全内存查询。因为我们线上热点数据基本都在内存中;按照并发线程数分类:1线程、4线程、8线程、16线程、24线程、32线程、64线程;

 

 

具体数据如下:

 

 

从测试数据可以发现,开启SSL后,数据库QPS平均降低了23%左右,相对还是比较影响性能的。从SSL实现方式来看,建立连接时需要进行握手、加密、解密等操作。所以耗时基本都在建立连接阶段,这对于使用短链接的应用程序可能产生更大的性能损耗,比如采用PHP开发。不过如果使用连接池或者长连接可能会好许多。

 

总结

 

  1. MySQL5.7默认是开启SSL连接,如果强制用户使用SSL连接,那么应用程序的配置也需要明确指定SSL相关参数,否则程序会报错。

  2. 虽然SSL方式使得安全性提高了,但是相对地使得QPS也降低23%左右。所以要谨慎选择:

    1)对于非常敏感核心的数据,或者QPS本来就不高的核心数据,可以采用SSL方式保障数据安全性;

    2)对于采用短链接、要求高性能的应用,或者不产生核心敏感数据的应用,性能和可用性才是首要,建议不要采用SSL方式。

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