Kerberos

Kerberos是一种计算机网络认证协议，它允许某实体在非安全网络环境下通信，向另一个实体以一种安全的方式证明自己的身份，协议基于对称密码学，并需要一个值得信赖的第三方（KDC）。
它主要包含：认证服务器（AS）和票据授权服务器(TGS)组成的密钥分发中心（KDC），以及提供特定服务的SS。相关概念描述：

AS（Authentication Server）= 认证服务器
KDC（Key Distribution Center）= 密钥分发中心
TGT（Ticket Granting Ticket）= 授权票据
TGS（Ticket Granting Server）= 票据授权服务器
SS（Service Server）= 特定服务提供端

KDC持有一个密钥数据库；每个网络实体——无论是客户还是服务器——共享一套只有他自己和KDC知道的密钥。密钥的内容用于证明实体的身份。对于两个实体间的通信，KDC产生一个会话密钥，用来加密他们之间的交互信息。

Kerberos认证流程

image.png

客户端认证

客户端将clientID(Principal)以明文消息发送给AS，以代表用户请求服务，密码(keytab)不会发送，AS能够从本地数据库中查询到。
AS会查询该用户名是否存在本地数据库，如果存在则使用该用户密码，发送两条加密消息给客户端。
- Message A: 用户密码加密的会话密钥Client/TGS Session Key 。
- Message B: 使用TGS加密的TGT，TGT包含了( client ID, client network address, ticket validity period, and the client/TGS session key)。
一旦客户端收到消息A和B，它就会使用密码生成的密钥解密消息A。如果用户输入的密码与AS数据库中的密码不匹配，则无法解密消息A。解密后的会话密钥用于与TGS进行进一步的通信，客户端无法解密消息B，因为它是使用TGS的密钥加密的。此时，客户端具有足够的信息来向TGS进行身份验证。

服务授权

请求服务时，客户端将以下消息发送到TGS。
- Message C: 由消息B的TGT和请求的服务的ID组成。
- Message D: 使用Client/TGS Session Key加密的authenticator (which is composed of the client ID and the timestamp)。
收到消息C和消息D后，TGS首先检查KDC数据库中是否存在所需的服务，查找到之后，TGS用自己的密钥解密消息C中的消息B（也就是TGT），从而得到之前生成的Client/TGS Session Key。TGS再用这个Session Key解密消息D得到包含用户ID和时间戳的Authenticator，并对TGT和Authenticator进行验证，验证通过之后返回两条消息：
- Message E: 由服务端SS加密的Client-to-server ticket(客户端到服务端票据)，包含了（Client ID, client network address, validity period and Client/Server Session Key)。
- Message F：由Client/TGS Session Key加密的Client/Server Session Key

服务请求

当获得Client/Server Session Key之后，Client就能够使用服务器提供的服务了。Client向指定服务器发出2条消息:
- Message E: 服务端ss加密的Client-to-server ticket
- Message G: 新的Authenticator,包含使用Client/Server Session Key加密的client ID, timestamp。
服务端解密消息E进而获得Client/Server Session Key，再用这个Client/Server Session Key解密消息G得到Authenticator,同TGS一样对Ticket和Authenticator进行验证，验证通过则服务器将以下消息发送给客户端，以确认其真实身份和接收客户端请求。
- Message H: 通过Client/Server Session Key加密的，在客户的身份验证器中找到的时间戳。
客户端使用Client/Server Session Key解密确认（消息H），并检查时间戳是否正确。如果正确，则客户端可以信任服务器并可以开始向服务器发出服务请求。
服务器向客户端提供请求的服务。

kdc集群：

安装包

krb5-server：Kerberos服务端程序，KDC所在节点。
krb5-workstation: 包含一些基本Kerberos程序，比如(kinit, klist, kdestroy,kpasswd)，使用Kerberos的所有节点都应该部署。
krb5-devel: 包含编译Kerberos程序的头文件和一些类库，所有节点部署。

术语

principal ：认证的主体，简单来说就是"用户名"。格式：服务/主机@域
realm：域，类似于namespace的作用，可以看成是principal的一个"容器"或者"空间"。在kerberos, 大家都约定成俗用大写来命名realm, 比如"EXAMPLE.COM"
keytab文件：存储了多个principal的加密密码。

Hbase认证参数

同步模式

必填参数：

hbase.security.authentication= kerberos
hbase.security.authorization = true
hbase.master.kerberos.principal = hbase/_HOST@TDH #hbase服务端principal
hbase.regionserver.kerberos.principal = hbase/_HOST@TDH
客户端认证参数：clientPrincipal = 'dfs@TDH''
客户端认证参数：clientKeytabFile = 'hdfs.keytab'

选填参数：

环境变量：java.security.krb5.conf = krb5.conf
zk是否开启sasl认证：zookeeper.sasl.client = true

FlinkStreamsql使用注意事项：

keytab文件通过FlinkShipfile模式已经上传，通过("user.dir")进行全路径拼接
同步方式，zookeeper.znode.parent参数没有hase前缀，而异步则需要hbase前缀需要特别注意。

认证部分代码：

conf = HBaseConfiguration.create();     
conf.set("hbase.zookeeper.quorum", host);
// 注意没有hbase前缀，否则使用默认/hbase路径
conf.set("zookeeper.znode.parent", zkParent);

fillSyncKerberosConfig(conf, regionserverPrincipal, zookeeperSaslClient, securityKrb5Conf);

clientKeytabFile = System.getProperty("user.dir") + File.separator + clientKeytabFile;
clientPrincipal = !StringUtils.isEmpty(clientPrincipal) ? clientPrincipal : regionserverPrincipal;

// 使用客户端clientKeytabFile，clientPrincipal
UserGroupInformation userGroupInformation = HbaseConfigUtils.loginAndReturnUGI(conf, clientPrincipal, clientKeytabFile);
org.apache.hadoop.conf.Configuration finalConf = conf;
conn = userGroupInformation.doAs(new PrivilegedAction() {
    @Override
    public Connection run() {
        try {
            // 服务端授权时，取出hbase/host@TDH中的  服务ID和host构建SASLClient
            // RpcClientImpl#Connection
            // HBaseSaslRpcClient
            return ConnectionFactory.createConnection(finalConf);
        } catch (IOException e) {
            LOG.error("Get connection fail with config:{}", finalConf);
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
});

private void fillSyncKerberosConfig(org.apache.hadoop.conf.Configuration config, String regionserverPrincipal,
                                    String zookeeperSaslClient, String securityKrb5Conf) throws IOException {

    config.set("hbase.master.kerberos.principal", regionserverPrincipal);
    config.set("hbase.regionserver.kerberos.principal", regionserverPrincipal);
    config.set("hbase.security.authorization", "true");
    config.set("hbase.security.authentication", "kerberos");

    if (!StringUtils.isEmpty(zookeeperSaslClient)) {
        System.setProperty("zookeeper.sasl.client", zookeeperSaslClient);
    }

    if (!StringUtils.isEmpty(securityKrb5Conf)) {
        // 默认已经上传到container
        String krb5ConfPath = System.getProperty("user.dir") + File.separator + securityKrb5Conf;
        System.setProperty("java.security.krb5.conf", krb5ConfPath);
    }
}

异步模式

必填参数

hbase.sasl.clientconfig=Client
hbase.security.auth.enable=true
hbase.security.authentication=kerberos
hbase.kerberos.regionserver.principa=hbase/_HOST@TDH #hbase服务端principal
hbase.sasl.clientconfig=/xxx/jaas.conf

jaas.conf文件格式样例：
Client {
com.sun.security.auth.module.Krb5LoginModule required
useKeyTab=true
useTicketCache=false
keyTab="/path/to/keytab.keytab" ## 客户端认证参数
principal="[email protected]"; ## 客户端认证参数
};

选填参数：

环境变量：java.security.krb5.conf = krb5.conf
zk是否开启sasl认证：zookeeper.sasl.client = true

flinkStreamsql使用注意事项：

keytab文件通过FlinkShipfile模式已经上传，通过("user.dir")进行全路径拼接。
异步模式下Hbase在ZK的根路径参数hbase.zookeeper.znode.parent有hase前缀。
jaas.conf文件根据参数进行构建，并保存在("user.dir")下。

认证部分代码：

Config config = new Config();
config.overrideConfig("hbase.zookeeper.quorum", hbaseSideTableInfo.getHost());
config.overrideConfig("hbase.zookeeper.znode.parent", hbaseSideTableInfo.getParent());
fillAsyncKerberosConfig(config, hbaseSideTableInfo);
hBaseClient = new HBaseClient(config, executorService);

private void fillAsyncKerberosConfig(Config config, HbaseSideTableInfo hbaseSideTableInfo) throws IOException {
    AuthUtil.JAASConfig jaasConfig = HbaseConfigUtils.buildJaasConfig(hbaseSideTableInfo);

    String jaasFilePath = AuthUtil.creatJaasFile("JAAS", ".conf", jaasConfig);
    config.overrideConfig("java.security.auth.login.config", jaasFilePath);
    config.overrideConfig("hbase.security.auth.enable", "true");
    config.overrideConfig("hbase.sasl.clientconfig", "Client");
    config.overrideConfig("hbase.security.authentication" "kerberos");

    String regionserverPrincipal = hbaseSideTableInfo.getRegionserverPrincipal();
    config.overrideConfig("hbase.kerberos.regionserver.principal", regionserverPrincipal);

    if (!StringUtils.isEmpty(hbaseSideTableInfo.getZookeeperSaslClient())) {
        System.setProperty("zookeeper.sasl.client", hbaseSideTableInfo.getZookeeperSaslClient());
    }

    if (!StringUtils.isEmpty(hbaseSideTableInfo.getSecurityKrb5Conf())) {
        String krb5ConfPath = System.getProperty("user.dir") + File.separator + hbaseSideTableInfo.getSecurityKrb5Conf();
        LOG.info("krb5ConfPath:{}", krb5ConfPath);
        System.setProperty("java.security.krb5.conf", krb5ConfPath);
    }
}

Kerberos协议及Habase相关参数

Kerberos

Kerberos认证流程

kdc集群：

安装包

相关文件：

术语

相关指令

Hbase认证参数

同步模式

异步模式

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