Istio安全-证书管理
- Istio安全-证书管理
- 插入现有CA证书
- 插入现有证书和密钥
- 配置示例services
- 校验证书
- 卸载
- Istio的DNS证书管理
- DNS证书的提供和管理
- 配置DNS证书
- 检查提供的DNS证书
- 重新生成DNS证书
- 卸载
- 插入现有CA证书
插入现有CA证书
本节展示了管理员如何使用现有的根证书来授权istio证书，签发证书和密钥。
默认情况下，istio的CA会生成一个自签的根证书和密钥，并使用它们签发负载证书。istio的CA也会使用管理员指定的证书和密钥，以及管理员指定的根证书来签发负载证书。本节展示如何将这些证书和密钥插入Istio的CA。
插入现有证书和密钥
假设istio的CA需要使用现有的签名证书ca-cert.pem和密钥ca-key.pem，其中 root-cert.pem签发了证书ca-cert.pem，使用 root-cert.pem作为istio负载的根证书。
在下面的例子中，istio的CA证书(ca-cert.pem)与根证书(root-cert.pem)不同，因此负载无法通过根证书验证工作负载证书，需要使用一个cert-chain.pem来指定信任的证书链，该证书链包含负载和根CA之间的所有中间CA，在此例子中，它包含了istio的CA签名证书，因此cert-chain.pem和ca-cert.pem是相同的。注意，如果ca-cert.pem与root-cert.pem相同，那么ca-chain.pem文件应该是空的。
这些文件位于samples/certs/目录。
默认的istio CA安装根据如下命令(如名为
cacerts的secret，名为root-cert.pem文件中的根证书，ca-key.pem文件中的istio CA等)预先定义的密钥和文件名，必须使用这些指定的secret和文件名，或在部署istio的时候重新配置istio的CA。
下面步骤将证书和密钥插入kubernetes的secret中，后续会被istio的CA读取：
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创建一个secret cacerts，包含所有的输入文件
ca-cert.pem,ca-key.pem,root-cert.pem和cert-chain.pem:$ kubectl create namespace istio-system $ kubectl create secret generic cacerts -n istio-system --from-file=samples/certs/ca-cert.pem \ --from-file=samples/certs/ca-key.pem --from-file=samples/certs/root-cert.pem \ --from-file=samples/certs/cert-chain.pem -
使用demo profile部署istio。istio的CA会从挂载的secret文件中读取证书和密钥
$ istioctl install --set profile=demo
配置示例services
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部署httpbin和sleep示例services
$ kubectl create ns foo $ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/httpbin/httpbin.yaml) -n foo $ kubectl apply -f <(istioctl kube-inject -f samples/sleep/sleep.yaml) -n foo -
部署一个策略，使得foo命名空间的负载仅接受mutual TLS流量
$ kubectl apply -n foo -f - <
校验证书
本节中会校验插入到CA中的证书是否签发了负载证书。
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sleep 20s，等待mTLS检索
httpbin的证书链生效。由于CA证书是自签的，因此openssl命令会返回verify error:num=19:self signed certificate in certificate chain错误。$ sleep 20; kubectl exec "$(kubectl get pod -l app=sleep -n foo -o jsonpath={.items..metadata.name})" -c istio-proxy -n foo -- openssl s_client -showcerts -connect httpbin.foo:8000 > httpbin-proxy-cert.txt -
解析证书链中的证书
$ sed -n '/-----BEGIN CERTIFICATE-----/{:start /-----END CERTIFICATE-----/!{N;b start};/.*/p}' httpbin-proxy-cert.txt > certs.pem $ awk 'BEGIN {counter=0;} /BEGIN CERT/{counter++} { print > "proxy-cert-" counter ".pem"}' < certs.pem -
校验根证书与管理员指定的证书相同
$ openssl x509 -in samples/certs/root-cert.pem -text -noout > /tmp/root-cert.crt.txt $ openssl x509 -in ./proxy-cert-3.pem -text -noout > /tmp/pod-root-cert.crt.txt $ diff -s /tmp/root-cert.crt.txt /tmp/pod-root-cert.crt.txt Files /tmp/root-cert.crt.txt and /tmp/pod-root-cert.crt.txt are identical -
校验CA证书与管理员指定的相同
$ openssl x509 -in samples/certs/ca-cert.pem -text -noout > /tmp/ca-cert.crt.txt $ openssl x509 -in ./proxy-cert-2.pem -text -noout > /tmp/pod-cert-chain-ca.crt.txt $ diff -s /tmp/ca-cert.crt.txt /tmp/pod-cert-chain-ca.crt.txt Files /tmp/ca-cert.crt.txt and /tmp/pod-cert-chain-ca.crt.txt are identical -
校验证书链从根证书到负载证书
$ openssl verify -CAfile <(cat samples/certs/ca-cert.pem samples/certs/root-cert.pem) ./proxy-cert-1.pem ./proxy-cert-1.pem: OK
卸载
卸载证书cacert和foo以及istio-system命名空间
$ kubectl delete secret cacerts -n istio-system
$ kubectl delete ns foo istio-system
Istio的DNS证书管理
本节展示如何使用 Chiron提供和管理DNS证书，Chiron是一个与istiod相连的轻量型组件，它使用kubernetes的CA API签发证书，无需管理私钥。有如下优势：
- 与isitod不同，这种方式无需维护签发的私钥，增强了安全性
- 简化了将根证书分发到TLS客户端。客户端不再需要等到istiod生成并分发其CA证书
首先使用istioctl安装istio，并配置DNS证书，当istiod启动后会读取该配置
$ cat < ./istio.yaml
apiVersion: install.istio.io/v1alpha1
kind: IstioOperator
spec:
values:
global:
certificates:
- secretName: dns.example1-service-account
dnsNames: [example1.istio-system.svc, example1.istio-system]
- secretName: dns.example2-service-account
dnsNames: [example2.istio-system.svc, example2.istio-system]
EOF
$ istioctl install -f ./istio.yaml
注：使用openshift4.3并没有生成预期的kubernetes secret，参见该issue
DNS证书的提供和管理
istio根据用户的配置为DNS证书提供了DNS名字和secret名称。DNS证书由kubernetes CA签发，并根据配置保存到secret中。istio也管理着DNS证书的生命周期，包括证书滚动和重新生成。
配置DNS证书
可以在 istioctl install 命令中使用IstioControlPlane用户资源对istio进行配置。dnsNames字段用于设定证书中的DNS名称，secretName字段指定保存证书和密钥的kubernetes secret的名称。
检查提供的DNS证书
在配置istio生成DNS证书并保存到secret后，需要校验提供的证书是否能够正确运行。
为了校验istio前面例子中生成的dns.example1-service-account的DNS证书，以及校验该证书是否包含配置的DNS名称，需要获取kubernetes的secret，解析并对其解码，查看其具体内容：
$ kubectl get secret dns.example1-service-account -n istio-system -o jsonpath="{.data['cert-chain\.pem']}" | base64 --decode | openssl x509 -in /dev/stdin -text -noout
输出的文本包括：
X509v3 Subject Alternative Name:
DNS:example1.istio-system.svc, DNS:example1.istio-system
重新生成DNS证书
istio可以在DNS证书被错删的情况下重新生成证书。
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删除前面保存的DNS证书
$ kubectl delete secret dns.example1-service-account -n istio-system -
校验istio重新生成了删除的DNS证书，且证书包含配置的DNS名称。需要从kubernetes获取secret，解析并对其解码，获取其内容：
$sleep 10; kubectl get secret dns.example1-service-account -n istio-system -o jsonpath="{.data['cert-chain\.pem']}" | base64 --decode | openssl x509 -in /dev/stdin -text -noout
输出包括
X509v3 Subject Alternative Name:
DNS:example1.istio-system.svc, DNS:example1.istio-system
卸载
$ kubectl delete ns istio-system