MySQL的SSL加密连接与性能开销
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2022-03-26 23:02:34
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前言
在生产环境下，安全总是无法忽视的问题，数据库安全则是重中之重，因为所有的数据都存放在数据库中。MySQL在5.7版本之前对于安全问题的确考虑并不充分，导致存在比较大的隐患，比如下面的这些问题，可能有些小伙伴知道，有些却还不知道：
好在Oracle官方也已经意识到安全的重要性，MySQL 5.7开始安装完成后的root用户的密码不再是空，而是在安装时随机产生一个密码，这也导致了用户安装5.7时发现的与5.6版本比较大的一个不同点。其次，官方已经删除了test数据库，默认安装完后是没有test数据库的。更为重要的是，MySQL 5.7版本提供了更为简单SSL安全访问配置，并且默认连接就采用SSL的加密方式。
何为SSL
首先看下*是如何定义SSL的：
从上面的定义来看，SSL指的是SSL/TLS，其是一种为了在计算机网络进行安全通信的加密协议。假设用户的传输不是通过SSL的方式，那么其在网络中以明文的方式进行传输，而这给别有用心的人带来了可乘之机。所以，现在很多网站其实默认已经开启了SSL功能，比如Facebook、Twtter、YouTube、淘宝等。
在数据库领域，之前Inside君去某公司做技术交流时，该公司介绍其运维平台能够对一些敏感字段做处理，比如取出的密码或资金数据用***来表示，那么DBA就无法看到这部分的私人数据内容。这本身是一个很不错的安全处理方式，但若DBA在本地装一个类似tcpdump的工具，则依然能够通过获取得到的包得到想要的数据。因此，除了在程序端进行展示的安全处理，还需在MySQL服务器端开启安全的加密通信功能，这时就是SSL发挥功能的时候了。
3.MySQL 5.7的SSL配置与使用
如果仔细阅读MySQL 5.7的安装文档INSTALL-BINARY，会发现5.7的安装文档在初始化数据目录之后还额外多做了一个操作，这是之前版本所没有的操作，而该步骤即是对于SSL的安装与配置：
运行完命令mysql_ssl_rsa_setup后会发现数据目录下多出了一些以pem结尾的文件，而这些文件就是开启SSL连接所需要的文件：
若这时启动MySQL数据库并启动应该可以发现如下状态：
该参数表示MySQL服务器开启了SSL功能，而在MySQL 5.7版本下默认就会使用SSL的方式来进行连接，比如：
通过STATUS的SSL列就能判断连接的用户是否使用了SSL，比如上述例子中的Cipher in use is DHE-RSA-AES256-SHA就表示当前david用户是通过SSL的方式进行连接。若在创建用户时，希望该用户每次必须通过SSL方式，则需在创建用户通过REQUIRE SSL来进行设置，对于上述的david用户，可以通过如下方式来进行修改以确保每次通过SSL进行连接，强制不使用SSL进行连接则报错：
MySQL 5.6同样支持以SSL的方式进行连接，但是操作相对5.7较为复杂，用户需要自己通过openssl命令来创建各类公密钥，具体可以查看相关官方文档。
SSL性能测试
相信很多小伙伴关心开启SSL加密连接后的性能表现，不可否认的是启用SSL加密连接后，性能必然会有下降。这里的测试采用全内存SELECT主键的方式，因此可以认为是最坏情况的SSL性能开销：
上述的测试是在Inside君的云主机环境下，云主机配置只有4核CPU，故QPS值整体不高，但是应该能够发现开启SSL后的性能开销在25%左右。
另外，由于SSL开销较大的环节在建立连接，所以短链接的开销可能会更大，因此推荐使用长连接或者连接池的方式来减小SSL所带来的额外开销，不过好在MySQL的应用习惯大部分也是长连接的方式。
总结
1.MySQL 5.7配置SSL要比5.6来的简单的多
2.MySQL 5.7客户端默认开启SSL加密连接
3.通常来说，开启SSL加密连接后，性能最大的开销在25%左右
本文来自微信公众号：InsideMySQL
在生产环境下，安全总是无法忽视的问题，数据库安全则是重中之重，因为所有的数据都存放在数据库中。MySQL在5.7版本之前对于安全问题的确考虑并不充分，导致存在比较大的隐患，比如下面的这些问题，可能有些小伙伴知道，有些却还不知道：
- MySQL数据库默认安装的用户密码为空
- 所有用户拥有对于MySQL默认安装test数据库的访问权限（即使没有授予权限）
好在Oracle官方也已经意识到安全的重要性，MySQL 5.7开始安装完成后的root用户的密码不再是空，而是在安装时随机产生一个密码，这也导致了用户安装5.7时发现的与5.6版本比较大的一个不同点。其次，官方已经删除了test数据库，默认安装完后是没有test数据库的。更为重要的是，MySQL 5.7版本提供了更为简单SSL安全访问配置，并且默认连接就采用SSL的加密方式。
何为SSL
首先看下*是如何定义SSL的：
引用
Transport Layer Security (TLS) and its predecessor, Secure Sockets Layer (SSL), both of which are frequently referred to as 'SSL', are cryptographic protocols designed to provide communications security over a computer network.
从上面的定义来看，SSL指的是SSL/TLS，其是一种为了在计算机网络进行安全通信的加密协议。假设用户的传输不是通过SSL的方式，那么其在网络中以明文的方式进行传输，而这给别有用心的人带来了可乘之机。所以，现在很多网站其实默认已经开启了SSL功能，比如Facebook、Twtter、YouTube、淘宝等。
在数据库领域，之前Inside君去某公司做技术交流时，该公司介绍其运维平台能够对一些敏感字段做处理，比如取出的密码或资金数据用***来表示，那么DBA就无法看到这部分的私人数据内容。这本身是一个很不错的安全处理方式，但若DBA在本地装一个类似tcpdump的工具，则依然能够通过获取得到的包得到想要的数据。因此，除了在程序端进行展示的安全处理，还需在MySQL服务器端开启安全的加密通信功能，这时就是SSL发挥功能的时候了。
3.MySQL 5.7的SSL配置与使用
如果仔细阅读MySQL 5.7的安装文档INSTALL-BINARY，会发现5.7的安装文档在初始化数据目录之后还额外多做了一个操作，这是之前版本所没有的操作，而该步骤即是对于SSL的安装与配置：
...... shell> bin/mysqld --initialize --user=mysql shell> bin/mysql_ssl_rsa_setup ......
运行完命令mysql_ssl_rsa_setup后会发现数据目录下多出了一些以pem结尾的文件，而这些文件就是开启SSL连接所需要的文件：
root@test-1:/usr/local/mysql/data# ls -lh *.pem -rw------- 1 mysql mysql 1.7K Nov 25 14:12 ca-key.pem -rw-r--r-- 1 mysql mysql 1.1K Nov 25 14:12 ca.pem -rw-r--r-- 1 mysql mysql 1.1K Nov 25 14:12 client-cert.pem -rw------- 1 mysql mysql 1.7K Nov 25 14:12 client-key.pem -rw------- 1 mysql mysql 1.7K Nov 25 14:12 private_key.pem -rw-r--r-- 1 mysql mysql 451 Nov 25 14:12 public_key.pem -rw-r--r-- 1 mysql mysql 1.1K Nov 25 14:12 server-cert.pem -rw------- 1 mysql mysql 1.7K Nov 25 14:12 server-key.pem
若这时启动MySQL数据库并启动应该可以发现如下状态：
mysql>SHOW VARIABLES LIKE 'have_ssl'; +---------------+-------+ | Variable_name | Value | +---------------+-------+ | have_ssl | YES | +---------------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)
该参数表示MySQL服务器开启了SSL功能，而在MySQL 5.7版本下默认就会使用SSL的方式来进行连接，比如：
root@test-1:~# mysql -h10.166.224.32 -udavid mysql> \s -------------- mysql Ver 14.14 Distrib 5.7.9, for linux-glibc2.5 (x86_64) using EditLine wrapper Connection id: 6119 Current database: Current user: david@10.166.224.32 SSL: Cipher in use is DHE-RSA-AES256-SHA ......
通过STATUS的SSL列就能判断连接的用户是否使用了SSL，比如上述例子中的Cipher in use is DHE-RSA-AES256-SHA就表示当前david用户是通过SSL的方式进行连接。若在创建用户时，希望该用户每次必须通过SSL方式，则需在创建用户通过REQUIRE SSL来进行设置，对于上述的david用户，可以通过如下方式来进行修改以确保每次通过SSL进行连接，强制不使用SSL进行连接则报错：
mysql> ALTER USER david@'%' REQUIRE SSL; ...... root@test-1:~# mysql -h10.166.224.32 -udavid --ssl=0 ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'david'@'10.166.224.32' (using password: YES)
MySQL 5.6同样支持以SSL的方式进行连接，但是操作相对5.7较为复杂，用户需要自己通过openssl命令来创建各类公密钥，具体可以查看相关官方文档。
SSL性能测试
相信很多小伙伴关心开启SSL加密连接后的性能表现，不可否认的是启用SSL加密连接后，性能必然会有下降。这里的测试采用全内存SELECT主键的方式，因此可以认为是最坏情况的SSL性能开销：
上述的测试是在Inside君的云主机环境下，云主机配置只有4核CPU，故QPS值整体不高，但是应该能够发现开启SSL后的性能开销在25%左右。
另外，由于SSL开销较大的环节在建立连接，所以短链接的开销可能会更大，因此推荐使用长连接或者连接池的方式来减小SSL所带来的额外开销，不过好在MySQL的应用习惯大部分也是长连接的方式。
总结
1.MySQL 5.7配置SSL要比5.6来的简单的多
2.MySQL 5.7客户端默认开启SSL加密连接
3.通常来说，开启SSL加密连接后，性能最大的开销在25%左右
本文来自微信公众号：InsideMySQL
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