Nacos配置安全最佳实践
简介： 本文讨论了自建Nacos和阿里云MSE的配置安全原理。并提出配置安全最佳实践。
作者：鲁严波
前言
配置管理作为软件开发中重要的一环，肩负着连接代码和环境的职责，能很好的分离开发人员和维护人员的关注点。
Nacos的配置管理功能就很好地满足了云原生应用对于配置管理的需求：既能做到配置和代码分离，也能做到配置的动态修改。
在1月份，Nacos出了一个安全漏洞，外部用户能够伪装为Nacos-server来获取/修改配置（ https://github.com/alibaba/nacos/issues/4593 ）。确认问题后，Nacos火速修复了漏洞，而阿里云的微服务引擎（MSE）也已在1月末将修复方案反向移植到MSE上的Nacos实例上。
在本文中，我们将会从全局视角入手，讨论如何才能保证Nacos配置的安全性（security），即如何保证配置信息不被恶意用户获取或者泄漏。
Nacos配置架构
Nacos配置部分的整体架构如下：
对于上图中的每一条链路，都需要考虑有没有两个基本的安全动作：认证（Identification）和鉴权（Authentication）
从上图可以看到，配置信息可能的泄漏方式有：
- 通过Nacos-client获取配置
- 通过控制台获取配置
- 通过服务器之间的通信协议获取配置
- 直接访问持久化层（比如DB）获取配置
可能的泄漏点如下：
|
|
认证 |
鉴权 |
| Nacos 客户端 |
未登录用户通过客户端获取/修改配置 |
用户通过客户端获取/修改了未授权的配置 |
| 配置控制台 |
未登录用户通过控制台获取/修改配置 |
用户通过控制台获取/修改了未授权的配置 |
| Nacos集群内 |
用户伪装为Nacos集群获取/修改配置 |
不需要 |
| 持久化层 |
用户直接查DB，获取/修改配置 |
不需要 |
Nacos客户端场景的认证和鉴权
在Nacos客户端尝试从服务端获取配置时，服务端需要确认客户端的身份，并确认该身份有权限获取配置。
开源版本的Nacos
在默认的Nacos server配置中，不会对客户端鉴权，即任何能访问Nacos server的用户，都可以直接获取Nacos中存储的配置。比如一个黑客攻进了企业内网，就能获取所有的业务配置，这样肯定会有安全隐患。
所以需要先开启Nacos server的鉴权。在Nacos server上修改application.properties中的nacos.core.auth.enabled值为true即可：
nacos.core.auth.enabled=true
如上设置后，Nacos客户端获取配置时，需要设置上对应的用户名和密码，才能获取配置：
String serverAddr = "{serverAddr}";
Properties properties = new Properties();
properties.put("serverAddr", serverAddr);
properties.put("username","nacos-readonly");
properties.put("password","nacos");
ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(properties);
上面讲了如何认证用户，即如何确定现在是哪一个用户在访问，但还需要识别用户的权限，当用户访问没有权限获取对应配置的时候，比如库存服务尝试获取支付服务的配置时，就会失败。
我们可以在开源的Nacos控制台上创建用户、设置权限。步骤如下：
首先，访问 localhost:8848/nacos 并登录，在权限控制->用户列表页面，添加用户：
在权限控制->角色管理，绑定用户和角色：
给对应角色添加权限，在权限控制->权限管理页面，添加权限：
经过如上配置后，readonly-user就只能访问public命名空间下的配置了。
阿里云MSE-AK/SK
对于小团队，用用户名和密码来做认证鉴权是足够的。但对于中大型团队，密码的定期更换、人员的频繁变动等，都会导致用户名和密码频繁变动。
这时，使用用户名和密码认证鉴权就需要频繁修改并发布应用。为了解决这个问题，Nacos也提供了基于ak/sk的认证方案、ECS关联Ram角色的方案，可以避免用户名和密码修改导致的频繁发布问题。
以阿里云MSE为例，阿里云用户已经普遍使用了阿里云访问控制服务（RAM）作为权限系统，如果MSE和开源一样，使用用户名和密码实现认证和鉴权的话，那么用户就需要在RAM和MSE Nacos两个地方配置权限。这样既不方便用户权限的统一管理、审查，也给用户带来了不一致的体验。
所以MSE（微服务引擎）提供了基于ak/sk的认证方式，操作示例如下：
首先，在MSE上申请一个Nacos实例（并记下实例id），然后在实例详情->参数设置界面，将ConfigAuthEnabled（配置鉴权）参数设置为true，这样匿名用户就无法获取配置：
然后就可以在阿里云RAM系统上配置相关权限。RAM子账号的权限系统可以简单表示如下：
第一步，创建RAM权限策略如下：
图中，mse:Get*、mse:List*、mse:Query*表示能读取配置，mse:*表示所有权限，包括修改权限。
acs:mse:*:*:instance/${instanceId}表示授权到实例级别，acs:mse:*:*:instance/${instanceId}/${namespaceId}表示授权到命名空间级别。
第二步，创建用户并赋予权限
填写用户名称：
然后获取到用户的ak/sk：
给这个用户对应的权限：
最后，只需要在代码中添加ak/sk就可以了：
String serverAddr = "{serverAddr}";
Properties properties = new Properties();
properties.put("serverAddr", serverAddr);
properties.put(PropertyKeyConst.ACCESS_KEY, "${accessKey}");
properties.put(PropertyKeyConst.SECRET_KEY, "${secret}");
ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(properties);
经过如上配置，客户端在访问MSE上购买的Nacos实例的时候，MSE会校验AK和签名，确认该用户是合法的用户，并校验权限，否则拒绝提供服务。
阿里云MSE-基于ECS的Ram角色认证
当然，在上面的使用方式中，还是要在初始配置（比如srping-cloud-alibaba-nacos-config中的bootstrap.yml文件）中配置AK/SK。黑客入侵内网、或者源码泄漏时，也会存在AK/SK泄漏，导致配置信息泄漏的风险。
在这种情况下，推荐使用ECS关联的RAM角色来做认证。
ECS关联RAM角色对应的授权模型如下：
上述的关键步骤在角色扮演。只有关联了RAM角色的云服务器，才能成功扮演角色，从而获取操作MSE Nacos实例的权限。
如果黑客只获取了代码，也无法成功扮演RAM角色，无法操作MSE Nacos实例。
如果机器被攻破，那也能在阿里云控制台上取消云服务器关联的角色，及时止损。
具体的操作步骤如下：
第一步，创建MSE Nacos实例，并创建对应的权限策略（上文有说明，此处不赘述）。
第二步，创建RAM角色并授权
创建RAM角色：
创建角色后，为该角色添加对应的权限策略：
第三步，将该角色和ECS关联：
在对应的ECS详情页面，点击授予/收回RAM角色：
选择对应的角色并授予：
最后一步，在代码中指定RAM角色即可：
String serverAddr = "{serverAddr}";
Properties properties = new Properties();
properties.put("serverAddr", serverAddr);
properties.put(PropertyKeyConst.RAM_ROLE_NAME, "StoreServiceRole");
ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(properties);
经过如上配置，Nacos客户端在获取配置时，云服务器会扮演指定的RAM角色，阿里云临时安全令牌（Security Token Service，STS）来访问MSE Nacos实例。
如果攻击者获取代码，也无法在其他机器上运行，因为攻击者的机器没有扮演RAM角色的权限。
如果攻击者获取扮演之后的认证信息，由于STS失效较短（默认是1小时），攻击者拿到后很快就失效，有效减少了攻击面。
如果需要撤销授权，只需要在阿里云控制台上就可以操作，不需要重新发布应用。
相比于AK/SK方式的认证鉴权，ECS关联角色的认证鉴权更可控、更安全，所以推荐使用这种认证鉴权方式。
配置控制台场景的认证和鉴权
开源版本的Nacos
开源版本的Nacos控制台，在登录的时候，会通过控制台的login接口，获取临时的accessToken，然后后续的操作，都是以accessToken来做认证鉴权。
比如前文提到的readonly-user用户，登录后，就只能看到public命名空间下的配置信息，无法修改、无法查看其他命名空间下的配置信息。
另外，如果需要创建命名空间、删除命名空间，则只能管理员登录才可以。
开源版本Nacos的认证鉴权，可以参考该文档：https://nacos.io/zh-cn/docs/auth.html
阿里云MSE
阿里云MSE由于是对企业提供服务，所以在权限的划分上会更加精细。
资源的分为实例级别（acs:mse:*:*:instance/${instanceId}）和命名空间级别（acs:mse:*:*:instance/${instanceId}/${namespaceId}）。
对资源的操作也更加精细，比如：
| Action |
说明 |
| CreateEngineNamespace |
创建命名空间 |
| DeleteEngineNamespace |
删除命名空间 |
mse:Get*,mse:List*,mse:Query* |
读取配置（Nacos 客户端和控制台） |
| mse:* |
所有权限，包括修改、删除配置 |
| mse:QueryNacosConfig |
客户端读取配置 |
mse:UpdateNacosConfig |
客户端修改配置 |
比如，只允许读取一个命名空间下的配置，不允许修改。那权限策略就可以写：
{
"Action": [
"mse:Get*",
"mse:List*",
"mse:Query*"
],
"Resource": [
"acs:mse:*:*:instance/${instanceId}/${namespaceId}"
],
"Effect": "Allow"
}
服务器之间的认证
Nacos服务器之间需要同步一些信息，这时也需要认证对方身份，以确认对方真的是Nacos-server，而不是伪装的。
在1.4.1之前，是通过User-Agent这个header来认证的，这种原始的认证方式，很容易被伪造。本文开头提到的，1月份Nacos爆出的漏洞就是这个原因。
所以1.4.1及之后的版本，认证的header以及对应的值可以自己配置。在application.properties中，修改如下值即可：
# 不使用User-Agent来认证 nacos.core.auth.enable.userAgentAuthWhite=false # 认证header的key nacos.core.auth.server.identity=Authorization # 认证header的value nacos.core.auth.server.identity.value=secret
这样，只有发送了header Authorization: secret 的请求，才能确认对方是服务端，才能同步集群信息；否则就拒绝同步。
由于Nacos-server需要全部权限才能同步配置数据，所以对于Nacos-server之间，则不需要做鉴权。
这样，就能让服务器之间的通信也能做到安全可信了。
阿里云MSE上购买的Nacos实例，也已经将上述方案反向移植到了1.2版本上，也不会有对应的安全问题。
持久化层的安全
Nacos的配置信息，都是存储在持久化层的。比如Nacos默认的持久化层是MySQL。
为了防止通过git或者其他方式将MySQL的用户名和密码泄漏出去，我们需要定时修改MySQL的用户名和密码。
通常的做法是使用两个数据库用户，比如UserA和UserB。如果要更新密码，则按照如下方式操作：
- 将Nacos server访问数据库的用户从UserA切换到UserB
- 更新UserA的密码
- 将Nacos server访问数据库的用户从UserB切换回UserA
- 更新UserB的密码
作为阿里云产品，MSE都有定时修改数据库用户名密码的策略，所以如果您购买了MSE实例，则不需要担心此问题。
配置安全最佳实践
捋了一遍Nacos配置安全的关键点，那么怎么才能保证配置安全呢。只需要做到如下最佳实践就可以了：
- 定期修改密码和ak/sk
在使用Nacos用户名密码（或者ak/sk）认证的情况下（比如使用开源Nacos认证方式），如果恶意用户拿到了Nacos的用户名和密码（或者ak/sk），那么他就有可能拿到应用的配置。但如果定期修改了密码或者ak/sk的话，就能有效限制配置泄漏的时间段，减少攻击面。
- 使用ECS角色（推荐用法）
当然，在上面的解决方案中，还是会有Nacos用户名密码或者ak/sk在配置中的，而且这些信息的也有可能泄漏，泄漏后的修改也需要重新发布才可以。所以推荐使用阿里云的ecs角色，所有的权限管理都是在阿里云控制台上完成。
- 轮转Nacos内部认证的key
前文有提到Nacos服务器之间的认证是通过nacos.core.auth.server.identity来完成的，但如果恶意用户入侵，也会导致泄漏，从而导致配置泄漏。
所以对于自建Nacos，需要定期更换nacos.core.auth.server.identity.value，确保恶意用户无法伪装为Nacos server来获取、修改配置。
当然，如果您使用的是MSE托管的Nacos实例的话，MSE会自动轮转，您可以不用担心这一点。
- 轮转持久化层的用户名和密码
为了防止配置从持久化层泄漏出去，所以需要定时修改持久化层的认证信息。通常Nacos的持久化层都是DB，所以需要定时修改数据库的用户名和密码。
对于MSE用户，则不需要做任何操作，MSE内部会定时修改数据库的用户名和密码。
- 设计安全预案并定时执行
有了如上重重保险，理论上万无一失，但是因为人的操作总有失误，所以还是需要指定安全预案：
- 定时检查配置的监听列表，确认没有未授权的机器在获取配置
- ak/sk泄漏时，该如何更新ak/sk，如何撤销泄漏的ak/sk
- 自建Nacos，服务器被攻破后，如何修改nacos.core.auth.server.identity.value的方案
总结
开源的Nacos在配置管理、权限管理上，能基本满足中小企业需求。
而对于中大型企业，阿里云产品MSE支持更加精细、更加灵活的权限配置、安全管理，也能利用和其他阿里云产品一起做到更加安全的配置能力。
当然，不论是自建Nacos还是使用阿里云MSE，都需要关注上述提到的安全点，防止配置信息泄漏，造成业务损失。最后提到的配置安全最佳实践，也能能保证配置泄漏后，有能力及时修复，做到防患未然。
原文链接
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