高手指路：Linux运维工程师的大数据安全修炼手册

陈浩 2018-02-13 17:00:33

作者介绍

陈浩，北信源研发工程师，五年Linux运维工作经验，热衷运维技术研究、实践和团队分享。

从运维青铜到运维白银再到运维黄金，这里面牵扯到的方向问题也就是装备，根据自己的爱好，每个人都应该选择一个适合自己和喜欢自己的一个职业技术方向，如：大数据安全、开发运维、云计算运维等。掌握越多前沿技术也就是掌握了更多的装备，才能更好地在IT行业混下去，毕竟IT技术更新太快。

初级和中级篇详见《从苦逼到牛逼，详解Linux运维工程师的打怪升级之路》，今天给大家介绍大数据安全的正式面目。

Hadoop安全目录：

Kerberos（已发布）
Elasticsearch
Knox
Oozie
Ranger
Apache Sentry

温馨提醒：本文代码部分较长，可向右滑动或PC端阅览。点击文末【阅读原文】还可进入作者专栏查看更多学习资料。

一、大数据基本组件

二、Hadoop安全背景

共享集群
按照业务或应用的规则划分资源队列，并分配给特定用户
HDFS上存放各种数据，包括公共的、机密的
安全认证：确保某个用户是自己声称的那个用户
安全授权：确保某个用户只能做他允许的那些操作

三、设备说明

四、Kerberos基本概念

Principal(安全个体)：被认证的个体，有一个名字和口令
KDC(key distribution center ) : 是一个网络服务，提供ticket 和临时会话密钥
Ticket：一个票据，客户用它来向服务器证明自己的身份，包括客户标识、会话密钥、时间戳。
AS (Authentication Server)：认证服务器
TGS(Ticket Granting Server)：许可证服务器
TGT：Ticket-granting Ticket

五、Kerberos认证过程

六、集群启用Kerberos认证

装KDC Server

1、安装一个新的KDC Server（任意一个集群主机，这里hdp141为例）

# yum install krb5-server krb5-libs krb5-workstation

2、打开KDC Server的配置文件

# vi /etc/krb5.conf

修改文件中的[realms]部分，将为属性kdc和admin_server设置的默认值“kerberos.example.com”替换成实际KDC server的主机名。在下面的例子中，“kerberos.example.com”被替换成了 “my.kdc.server”。

[realms]

EXAMPLE.COM = {

kdc = my.kdc.server

admin_server = my.kdc.server

}

3、（可选）自定义realms配置（EXAMPLE.COM修改为CESHI.COM，下面例子都为CESHI.COM）

# vi /etc/krb5.conf

[logging]

default = FILE:/var/log/krb5libs.log

kdc = FILE:/var/log/krb5kdc.log

admin_server = FILE:/var/log/kadmind.log

[libdefaults]

default_realm = CESHI.COM

dns_lookup_realm = false

dns_lookup_kdc = false

ticket_lifetime = 24h

renew_lifetime = 7d

forwardable = true

[realms]

CESHI.COM = {

kdc = hdp141

admin_server = hdp141

}

[domain_realm]

.vrv.com = CESHI.COM

vrv.com = CESHI.COM

# vi /var/kerberos/krb5kdc/kdc.conf

[kdcdefaults]

kdc_ports = 88

kdc_tcp_ports = 88

[realms]

CESHI.COM = {

#master_key_type = aes256-cts

acl_file = /var/kerberos/krb5kdc/kadm5.acl

dict_file = /usr/share/dict/words

admin_keytab = /var/kerberos/krb5kdc/kadm5.keytab

supported_enctypes = aes256-cts:normal aes128-cts:normal des3-hmac-sha1:normal arcfour-hmac:normal camellia256-cts:normal camellia128-cts:normal des-hmac-sha1:normal des-cbc-md5:normal des-cbc-crc:normal

}

4、创建Kerberos数据库

创建过程中需要输入master key。

# kdb5_util create -s

Loading random data

Initializing database '/var/kerberos/krb5kdc/principal' for realm 'CESHI.COM',

master key name 'K/M@CESHI.COM'

You will be prompted for the database Master Password.

It is important that you NOT FORGET this password.

Enter KDC database master key: ceshi123456.

Re-enter KDC database master key to verify: ceshi123456.

5、启动KDC

# service krb5kdc start

# chkconfig krb5kdc on

# service kadmin start

# chkconfig kadmin on

6、创建kerberos Admin

通过创建一个admin principal创建KDC admin，需要输入principal的密码。

# kadmin.local -q "addprinc admin/admin"

Authenticating as principal root/admin@CESHI.COM.COM with password.

WARNING: no policy specified for admin/admin@CESHI.COM.COM; defaulting to no policy

Enter password for principal "admin/admin@CESHI.COM.COM": ceshi123456.

Re-enter password for principal "admin/admin@CESHI.COM.COM": ceshi123456.

Principal "admin/admin@CESHI.COM" created.

"admin/admin@CESHI.COM":ceshi123456.

打开KDC ACL文件，确认admin principal在KDC ACL中拥有权限，若没有对应的域则需要添加。

# vi /var/kerberos/krb5kdc/kadm5.acl

*/admin@VRV.COM *

如果修改了文件kadm5.acl，那么你就必须重启kadmin进程

# service kadmin restart

7、启用Kerberos保护

安装JCE：必须用官网下载的JCE覆盖本地已有的JCE，否则将缺少供Kerberos使用的加密方式。

在Ambari server所在的主机和集群中的所有主机上，根据使用的JDK版本选择合适的JCE策略文件。

Oracle JDK 1.7:

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jce-7-

download-432124.html

Oracle JDK 1.8:

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jce8-

download-2133166.html

在Ambari Server所在主机和集群中的所有主机上，添加unlimited security policy JCE jars到目录$AMBARI_SERVER_JAVA_HOME/jre/lib/security/下。

注意：在所有的主机上，JCE相关的包都必须解压到配置文件/etc/ambari-server/conf/ambari.properties中属性java.home所指定的JDK目录下。

# JAVA_HOME=/usr/java/default # unzip -o -j -q UnlimitedJCEPolicyJDK8.zip -d $JAVA_HOME/jre/lib/security/

重启Ambari Server（ambari server服务器hdp140）

# service ambari-server restart

8、运行Kerberos保护向导

（1）确认KDC已经安全和正确配置，并且已经在集群的所有主机上配置好JCE。

（2）登录Ambari Web，打开管理员 > Kerberos

（3）点击启用Kerberos，启用安装向导，选择条件检查

（4）提供关于KDC和管理员账号的信息

KDC相关信息请参考配置文件/etc/krb5.conf

（5）Ambari会在集群的主机上安装Kerberos客户端，然后通过测试是否能创建Principal，生成Keytab和分配Keytab来测试是否能连接KDC。

自定义Hadoop使用的Kerberos identities

（6）确认你的配置。你可以通过页面下载自动创建的包含principals和Keytabs的CSV文件。

（7）停止服务

（8）启用Kerberos

Keytabs保存在主机的/etc/security/keytabs目录下。

（9）启动和测试服务

启动和测试服务成功后点击完成以结束Kerberos的启用。

（10）查看已启用的Kerberos配置

到这里kerberos安装完成。

高级选项：

为Ambari Server设置Kerberos(可选项)

1. 使用kadmin在你的KDC所在的主机(hdp141)为Ambari Server创建一个principal。(ambari-server为自定义名)

# kadmin.local -q "addprinc -randkey ambari-server@CESHI.COM

2. 为此principal生成一个Keytab

# kadmin.local -q "xst -k ambari.server.keytab ambari-server@CESHI.COM"

3. 将单前目录生成的Keytab拷贝到Ambari Server所在的集群。确定该文件有合适的权限，能够被启动Ambari Server守护进程所访问。

# scp ambari.server.keytab hdp140:/etc/security/keytabs/ # ll /etc/security/keytabs/ambari.server.keytab -r--r----- 1 root root 530 Dec 18 20:06 /etc/security/keytabs/ambari.server.keytab

4. 停止ambari server

# ambari-server stop

5. 运行setup-security命令，设置JAAS。标红部分为需要设置部分。

A. 选择3，Setup Ambari kerberos JAAS configuration

B. 输入第一步为Ambari Server设置的principal名

C. 输入Ambari principal的Keytab所在路径

# ambari-server setup-security

Using python /usr/bin/python2

Security setup options...

===========================================================================

Choose one of the following options:

[1] Enable HTTPS for Ambari server.

[2] Encrypt passwords stored in ambari.properties file.

[3] Setup Ambari kerberos JAAS configuration.

[4] Setup truststore.

[5] Import certificate to truststore.

===========================================================================

Enter choice, (1-5): 3

Setting up Ambari kerberos JAAS configuration to access secured Hadoop daemons...

Enter ambari server's kerberos principal name (ambari@VRV.COM): ambari-server@VRV.COM

Enter keytab path for ambari server's kerberos principal: /etc/security/keytabs/ambari.server.keytab

Ambari Server 'setup-security' completed successfully.

重启Ambari Server

# ambari-server restart

开始实测：

1.新建测试用户

普通用户需要安装ranger（后面介绍）管理权限。

列出所有用户

# kadmin.local #在kdc服务器上执行

kadmin.local: listprincs #//列出所有用户

ambari-server@CESHI.COM

.................

nn/hdp140@CESHI.COM

zookeeper/hdp142@CESHI.COM

zookeeper/hdp143@CESHI.COM

创建测试用户

kadmin.local: addprinc test

Enter password for principal "test@CESHI.COM": ceshi123456.

Re-enter password for principal "test@CESHI.COM": ceshi123456.

Principal "test@CESHI.COM" created.

登录验证

# kinit test #登陆

ceshi123456.

退出登陆状态

注销：kdestroy

集群登录与授权(hdfs用户)

未使用kerberos用户认证前执行

# hadoop dfs -ls /

使用Kerberos用户认证

# kinit test #登陆

Password for test@CESHI.com #ceshi123456.

# hadoop dfs -ls /

此时test用户默认有查看权限，无目录授权

换到HDFS用户下，初始化HDFS

查看HDFS的Kerberos用户名

# klist -k /etc/security/keytabs/hdfs.headless.keytab

Keytab name: FILE:hdfs.headless.keytab

KVNO Principal

---- --------------------------------------------------------------------------

1 hdfs-test@CESHI.COM

初始化认证hdfs用户

# kinit -k hdfs-test@CESHI.COM -t /etc/security/keytabs/hdfs.headless.keytab

创建目录：hadoop fs -mkdir /test

查看目录属性：

改变目录属性：hadoop fs -chown test:hdfs /test

使用test用户登录

修改密码和重新生成

#修改密码命令cpw test（KDC server上执行）

# kadmin.local

Authenticating as principal test/admin@CESHI.COM with password.

kadmin.local: cpw test

Enter password for principal "test1@CESHI.COM": ceshi123

Re-enter password for principal "test1@CESHI.COM": ceshi123

change_password: Principal does not exist while changing password for "test@CESHI.COM".

kadmin.local: exit

生成新的多用户使用keytab文件

创建keytab文件(生成到当前文件夹下)

案例：将Hive和HDFS的Keytab集成到同一个Keytab文件中

1. 查看所有Princs

# kadmin.local

Kadmin.local: listprincs

hbase/hdp143@CESHI.COM"

hdfs-vrvtest@CESHI.COM"

hive/hdp140@CESHI.COM"

2. 添加HDFS的Princs的Keytab到hdfs-hive.keytab

# kadmin.local

Kadmin.local: xst -norandkey -k hdfs-hive.keytab hdfs-vrvtest@CESHI.COM

3. 添加Hive的Princs的Keytab到hdfs-hive.keytab

# kadmin.local

Kadmin.local: xst -norandkey -k hdfs-hive.keytab hive/hdp140@CESHI.COM

查看生成的hdfs-hive.keytab

使用生成的Keytab文件登录

# kinit -k -t hdfs-hive.keytab hive/hdp140@CESHI.COM

修改租期

1.修改全局租期

# vi /etc/krb5.conf

[libdefaults]

default_realm = CESHI.COM

dns_lookup_realm = false

dns_lookup_kdc = false

ticket_lifetime = 24h

#ticket 租期时间

renew_lifetime = 7d

#重新申请时间

frwardable = true

#重新启动

# service krb5kdc restart

# service kadmin restart

2.手动修改用户租期时间

#查看租期时间

可在kadmin命令行下用getprinc命令查看默认的最大时长，否则时长被限制在24小时，并且无法renew)

# kadmin.local

kadmin.local：getprinc hive/hdp141

Principal: hive/hdp141@CESHI

Expiration date: [never]

Last password change: Mon Dec 18 05:56:57 EST 2017

Password expiration date: [none]

Maximum ticket life: 1 day 00:00:00 #租期时间

Maximum renewable life: 0 days 00:00:00 #重新续租时间

Last modified: Mon Dec 18 05:56:57 EST 2017 (admin/admin@VRV.COM)

Last successful authentication: [never]

Last failed authentication: [never]

Failed password attempts: 0

Number of keys: 8

Key: vno 1, aes256-cts-hmac-sha1-96

Key: vno 1, aes128-cts-hmac-sha1-96

Key: vno 1, des3-cbc-sha1

Key: vno 1, arcfour-hmac

Key: vno 1, camellia256-cts-cmac

Key: vno 1, camellia128-cts-cmac

Key: vno 1, des-hmac-sha1

Key: vno 1, des-cbc-md5

#更改租期时间命令（用户使用真实用户替换）

modprinc -maxrenewlife 300days 用户

modprinc -maxlife 300days 用户

#应用例子

modprinc -maxrenewlife 300days hive/hdp141@CESHI.com

modprinc -maxlife 300days hive/hdp141@CESHI.COM

退出后，重新启动

# service krb5kdc restart

# service kadmin restart

3.使用Spark任务测试Kerberos下的作业提交

（1）指定Spark用户和密码

# cd /etc/security/keytabs

[root@hdp140 keytabs]# ll

-r--r----- 1 root root 353 Oct 30 23:54 ambari.server.keytab

-r--r----- 1 hbase hadoop 313 Oct 30 23:54 hbase.headless.keytab

-r-------- 1 hbase hadoop 313 Oct 30 23:54 hbase.service.keytab

-r-------- 1 hdfs hadoop 308 Oct 30 23:54 hdfs.headless.keytab

-r--r----- 1 hive hadoop 308 Oct 30 23:54 hive.service.keytab

-r-------- 1 hdfs hadoop 298 Oct 30 23:54 nn.service.keytab

-r--r----- 1 ambari-qa hadoop 333 Oct 30 23:54 smokeuser.headless.keytab

-r-------- 1 spark hadoop 313 Oct 30 23:54 spark.headless.keytab

-r--r----- 1 root hadoop 308 Oct 30 23:54 spnego.service.keytab

# klist -k spark.headless.keytab

Keytab name: FILE:spark.headless.keytab

KVNO Principal

---- --------------------------------------------------------------------------

1 spark-test@CESHI.COM

# kinit -k spark-vrvtest@VRV.COM -t spark.headless.keytab

#指定spark用户

[root@hdp140 keytabs]# klist

Ticket cache: FILE:/tmp/krb5cc_0

Default principal: spark-vrvtest@VRV.COM

Valid starting Expires Service principal

10/31/2017 01:08:56 11/01/2017 01:08:56 krbtgt/VRV.COM@VRV.COM

上传Spark文件到opt

# hdfs dfs -mkdir -p /tmp/sparkwordcount/

# hdfs dfs -mkdir -p /tmp/sparkwordcount/input

# hdfs dfs -put /opt/sparkwordcountinput.txt /tmp/sparkwordcount/input

# hdfs dfs -put /opt/spark_word_count.jar /tmp/sparkwordcount/

#spark测试文件

sparkwordcountinput.txt spark_word_count.jar

Spark命令提交任务

# spark-submit \

--class com.vrv.bigdata.ml.DataExtract2 \

--master yarn \

--deploy-mode cluster \

--principal spark-test@CESHI.COM \

--keytab /etc/security/keytabs/spark.headless.keytab \

hdfs://hdp140:8020/tmp/sparkwordcount/spark_word_count.jar \

hdfs://hdp140:8020/tmp/sparkwordcount/input \

hdfs://hdp140:8020/tmp/sparkwordcount/output/spark_work_count

17/10/31 01:15:28 INFO Client:

client token: Token { kind: YARN_CLIENT_TOKEN, service: }

diagnostics: N/A

ApplicationMaster host: 192.168.2.143

ApplicationMaster RPC port: 0

queue: default

start time: 1509383715631

final status: SUCCEEDED

tracking URL: http://hdp141:8088/proxy/application_1509379053332_0014/

user: spark

17/10/31 01:15:28 INFO ShutdownHookManager: Shutdown hook called

17/10/31 01:15:28 INFO ShutdownHookManager: Deleting directory /tmp/spark-40e868df-ca58-4389-b20c-03d2717516cc

疑难问题1：

Received Exception while testing connectivity to the KDC: Algorithm AES256 not enabled

**** Host: hdp261:88 (TCP)

java.lang.IllegalArgumentException: Algorithm AES256 not enabled

at sun.security.krb5.EncryptionKey.(EncryptionKey.java:286)

at javax.security.auth.kerberos.KeyImpl.(KeyImpl.java

解决：

1. 在Ambari server所在的主机和集群中的所有主机上，根据使用的JDK版本选择合适的JCE策略文件。

Oracle JDK 1.7:

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jce-7-

download-432124.html

Oracle JDK 1.8:

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jce8-

download-2133166.html

疑难问题2：

org.apache.hadoop.security.authentication.client.AuthenticationException: GSSException: Defective token detected
(Mechanism level: GSSHeader did not find the right tag)

解决：

# kinit guest

Password for guest@CESHI.COM: ceshi123456.

# klist

Ticket cache: FILE:/tmp/krb5cc_0

Default principal: guest@CESHI.COM

Valid starting Expires Service principal

11/28/2017 18:30:48 11/29/2017 18:30:48 krbtgt/CESHI.COM@CESHI.COM

11/28/2017 18:31:09 11/29/2017 18:30:48 HTTP/hdp140@

11/28/2017 18:31:09 11/29/2017 18:30:48 HTTP/hdp140@CESHI.COM

参考：

http://blog.csdn.net/wulantian/article/details/42418231

http://book.51cto.com/art/200907/140533.htm

实战到此结束。后续再更新Elasticsearch安全实战。

总结

Hadoop集群节点数多，配置和维护一个使用Kerberos系统高性能，稳定的Hadoop集群难度非常高。
Hadoop中的HDFS是一个文件系统，用户的认证和授权比较复杂，难度不低于Linux系统的用户和组管理。加上Kerberos后，用户和用户组的管理更加复杂，通常一个合适的用户不能访问HDFS上的文件。
Hadoop加上Kerberos后，通常原来的用户和文件，可能都失效导致数据流失。

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