MySQL管理——网络传输安全

数据库会遭受多种攻击方式，例如，SQL注入、利用缓冲区错误、暴力破解、及网络窃听等等。这一篇主要介绍关于MySQL如何防止网络窃听的方法。

MySQL防止网络窃听主要的方法是在所有的连接和传输时都要进行加密，使用SSL/TLS（Secure Socket Layer/ Transport Layer Security）。加密后的传输内容无法被窃听者读取。MySQL的SSL/TSL基于 OpenSSL API实现。MySQL中的许多选项和变量都涉及SSL，但实际上它使用的是更为安全的TLS，包括验证身份、检测传输中的更改及防止重放等机制在内。

TLS通过加密算法保证从公共网络接收到的数据是可信的，并能够检查数据是否有更改、丢失或被重放，此外，TLS还结合了使用X509标准提供身份验证的算法。

X509可以通过使用证书CA识别来自互联网的用户，证书依赖于具有公钥和私钥的非对称加密算法，证书的持有者可以向另一方出示证书作为身份证明，证书包含所有者的公钥，通过公钥加密的数据，仅能够给通过对应的私钥进行解密，私钥仅保存在证书的持有者手中。

MySQL包含OpenSSL库用以支持 TLSv1，TLSv1.1，TLSv1.2 及TLSv1.3。用户可以通过查看“Ssl_version”和“Ssl_cipher”状态变量确认MySQL当前使用哪种加密协议及密码。

一些应用程序需要使用安全连接提供的额外安全性，因此，MySQL可以基于每个连接决定是否启用安全连接方式，并可以对每个用户强制或作为选项启用。

MySQL建立安全连接的过程如下：

客户端发起一个连接至服务器的安全连接
服务器提供数字证书给客户端用以识别服务器及提供服务器的公钥
客户端决定会话密钥，并使用服务器的公钥加密传输到服务器
服务器用私钥解密客户端传至服务器的会话密钥

此时，该会话密钥仅客户端和服务器持有
其他会话使用该会话密钥进行加密解密传输内容
SSL包括检测修改并防止回放的机制

生成数字证书

使用SSL时，服务器必须具有一个由凭据管理中心CA发行，基于X509格式的数字证书。CA验证服务器并提供用于非对称加密的公钥/私钥，CA可以是一个第三方组织，或者由服务器充当CA提供自签名的数字证书。MySQL可以作为CA并生成自签名的证书。如果MySQL启用了SSL，并且服务器满足OpenSSL的要求，当服务器启动时，会自动检查数字证书，如果证书不存在，会生成新的证书。用户也可以使用"mysql_ssl_rsa_setup"生成数字证书文件，通过使用不同的选项，满足用户对证书的需求。

默认情况下，服务器开启了SSL，用户可以通过“SHOW VARIABLES LIKE 'have_ssl'”查看是否开启。如果需要禁用MySQL服务器的SSL，在启动MySQL时，需要执行选项"--ssl=0"或“--skip-ssl”。

当客户端使用TCP/IP协议连接MySQL服务器时，默认开启了SSL。可以在mysql shell下执行“\status”查看当前SSL状态，例如，

MySQL  127.0.0.1:3350 ssl  SQL > \status
MySQL Shell version 8.0.28-commercial

Connection Id:                47
Current schema:               
Current user:                 root@localhost
SSL:                          Cipher in use: TLS_AES_256_GCM_SHA384 TLSv1.3
Using delimiter:              ;
Server version:               8.0.30-commercial MySQL Enterprise Server - Commercial
Protocol version:             Classic 10
Client library:               8.0.28
Connection:                   127.0.0.1 via TCP/IP
TCP port:                     3350
Server characterset:          utf8mb4
Schema characterset:          utf8mb4
Client characterset:          utf8mb4
Conn. characterset:           utf8mb4
Result characterset:          utf8mb4
Compression:                  Disabled
Uptime:                       104 days 21 hours 31 min 22.0000 sec

Threads: 2  Questions: 984  Slow queries: 36  Opens: 623  Flush tables: 4  Open tables: 328  Queries per second avg: 0.000

此外，客户端可以通过“--ssl-mode”选项设定不同的安全连接，该选项值包括如下：

PERFERRED：可能的情况下建立一个安全连接，否则建立一个非安全连接
DISABLED：建立非安全连接
REQUIRED：建立一个安全连接，无法建立时，则失败。
VERIFY_CA：包含“REQUIRED”的要求，但是需要验证服务器的CA数字签名
VERIFY_IDENTITY：包含“VERIFY_CA”的要求，但是需要验证签名是否匹配MySQL服务器的主机

例如，关闭SSL

$  mysqlsh --ssl-mode=DISABLED root@127.0.0.1:3350
 MySQL  127.0.0.1:3350  JS > \sql
Switching to SQL mode... Commands end with ;
 MySQL  127.0.0.1:3350  SQL > SHOW VARIABLES LIKE 'have_ssl';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| have_ssl      | YES   |
+---------------+-------+
1 row in set (0.0023 sec)
 MySQL  127.0.0.1:3350  SQL > \status
MySQL Shell version 8.0.28-commercial

Connection Id:                49
Current schema:               
Current user:                 root@localhost
SSL:                          Not in use.
Using delimiter:              ;
Server version:               8.0.30-commercial MySQL Enterprise Server - Commercial
Protocol version:             Classic 10
Client library:               8.0.28
Connection:                   127.0.0.1 via TCP/IP
TCP port:                     3350
Server characterset:          utf8mb4
Schema characterset:          utf8mb4
Client characterset:          utf8mb4
Conn. characterset:           utf8mb4
Result characterset:          utf8mb4
Compression:                  Disabled
Uptime:                       104 days 21 hours 45 min 48.0000 sec

Threads: 2  Questions: 996  Slow queries: 36  Opens: 627  Flush tables: 4  Open tables: 332  Queries per second avg: 0.000

从输出的内容可以看出，当前客户端并没有使用SSL。

配置安全连接的加密算法

为服务器和客户端配置复杂的算法及足够长的密钥可以增加安全性，可以通过“--ssl-cipher”选项指定允许使用的加密算法，选项值可以包含多个，用“:”分割。例如，

--ssl-cipher=DHE-RSA-AES256-SHA:AES128-SHA

“--ssl-cipher”选项配置包括一个全局系统变量及两个会话状态变量，例如，

 MySQL  127.0.0.1:3350 ssl  SQL > SHOW GLOBAL VARIABLES LIKE 'ssl_cipher';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| ssl_cipher    |       |
+---------------+-------+
1 row in set (0.0020 sec)
 MySQL  127.0.0.1:3350 ssl  SQL > SHOW SESSION STATUS LIKE 'Ssl_cipher';
+---------------+------------------------+
| Variable_name | Value                  |
+---------------+------------------------+
| Ssl_cipher    | TLS_AES_256_GCM_SHA384 |
+---------------+------------------------+
1 row in set (0.0012 sec)

全局系统变量“ssl_cipher”表示允许使用的加密算法，如果未指定该选项，则显示空白，意味着可以使用MySQL支持的任何加密算法。“Ssl_cipher”会话状态变量显示当前会话使用的加密算法。

按用户配置客户端选项

在创建用户或者更改用户语句里，使用“REQUIRE语句”可以为不同的用户指定是否使用SSL/TLS。选项值包括如下：

NONE：默认值，用户没有SSL或X509要求，可以使用安全连接或不安全连接
SSL：用户必须使用安全连接
X509：用户从客户端必须使用数字证书进行安全连接
ISSUER：用户从客户端必须使用有指定CA发行的证书进行连接
SUBJECT：用户必须使用安全连接从客户端连接，并要求数字前面指定的“subjecg”区域识别证书的所有者
CIPHER：用户必须使用指定加密算法的安全连接

例如，

ALTER USER user1@localhost REQUIRE SSL;
ALTER USER user2@localhost REQUIRE X509;
ALTER USER user3@localhost REQUIRE CIPHER 'DHE-RSA-AES256-SHA';

以上内容是关于创建MySQL安全连接的介绍，安全连接可以避免MySQL遭受网络窃听，防止数据信息泄露。感谢您关注“MySQL解决方案工程师”。