.NET Core结合Nacos实现配置加解密的方法
背景
当我们把应用的配置都放到配置中心后，很多人会想到这样一个问题，配置里面有敏感的信息要怎么处理呢？
信息既然敏感的话，那么加个密就好了嘛，相信大部分人的第一感觉都是这个，确实这个是最简单也是最合适的方法。
其实很多人都在关注这个问题，好比说，数据库的连接字符串，调用第三方的密钥等等这些信息，都是不太想让很多人知道的。
那么如果我们把配置放在 nacos 了，我们可以怎么操作呢？
想了想不外乎这么几种：
- 全部服务端搞定，客户端只管取；
- 全部客户端搞定，服务端只管存；
- 客户端为主，服务端为辅，服务端存一些加解密需要的辅助信息即可。
有一个老哥已经在 issue 里面提出了相关的落地方案，也包含了部分实现。
简要概述的话就是，开个口子，用户可以在客户端拓展任意加解密方式，同时服务端可以辅助这一操作。
不过看了 2.0.2 的代码，服务端这一块的“辅助”还未完成，不过对客户端来说，这一块其实问题已经不大了。
6月14号发布的 nacos-sdk-csharp 1.1.0 版本已经支持了这一功能
下面就用 .net 5 和 nacos 2.0.2 为例，来简单说明一下。
简单原理说明
sdk 里面在进行配置相关读写操作的时候，会有一个 dofilter 的操作。这个操作就是我们的切入点。
既然要执行 filter ， 那么执行的 filter 从那里来呢？ 答案是 iconfigfilter 。
sdk 里面提供了 iconfigfilter 这个接口，但是不提供实现，具体实现交由用户自定义，毕竟 100 个人就有 100 种不一样的实现。
下面看看它的定义。
public interface iconfigfilter
{
void init(nacossdkoptions options);
int getorder();
string getfiltername();
void dofilter(iconfigrequest request, iconfigresponse response, iconfigfilterchain filterchain);
}
init 方法就是对这个 configfilter 进行一些初始化操作，好比说从 options 里面拿一些额外的信息。
getorder 和 getfiltername 属于辅助信息，指定这个 configfilter 的执行顺序(越小越先执行)和名称。
dofilter 就是核心了，它可以变更 request 和 response ，这两个对象内部都会维护一个包含配置信息的 dictionary。
换言之，只要我们定义一个 configfilter，实现了这个接口，那么配置想怎么操作都可以了，加解密就是小问题了。
其中 nacossdkoptions 里面加了两个配置项，是专门给这个功能用的 configfilterassemblies 和 configfilterextinfo
configfilterassemblies 是自定义 configfilter 所在的程序集的名字，这里是一个字符串列表类型的参数，sdk 会根据这个名字去找到对应的实现，然后初始化好。
configfilterextinfo 是实现 configfilter 是需要用到的扩展信息，这里是一个字符串类型的参数，扩展信息复杂的可以考虑传入一个 json 字符串。
下面来看个具体的例子吧。
自定义 configfilter
这个 filter 实现的效果是把部分敏感配置项进行加密，敏感的配置项需要在配置文件中指定。
先是 init 方法：
public void init(nacossdkoptions options)
{
// 从 options 里面的拓展信息获取需要加密的 json path
// 这里只是示例，根据具体情况调整成自己合适的！！！！
var extinfo = jobject.parse(options.configfilterextinfo);
if (extinfo.containskey("jsonpaths"))
{
// jsonpaths 在这里的含义是，那个path下面的内容要加密
_jsonpaths = extinfo.getvalue("jsonpaths").toobject<list<string>>();
}
}
然后是 dofilter 方法：
这个方法里面要注意几点：
- request 只有请求的时候才会有值，其他时候都是 null 值。
- response 只有响应的时候才会有值，其他时候都是 null 值。
- 操作完之后，一定要调用 putparameter 方法进行覆盖才会生效。
public void dofilter(iconfigrequest request, iconfigresponse response, iconfigfilterchain filterchain)
{
if (request != null)
{
var encrypteddatakey = defaultkey;
var raw_content = request.getparameter(nacos.v2.config.configconstants.content);
// 部分配置加密后的 content
var content = replacejsonnode((string)raw_content, encrypteddatakey, true);
// 加密配置后，不要忘记更新 request !!!!
request.putparameter(nacos.v2.config.configconstants.encrypted_data_key, encrypteddatakey);
request.putparameter(nacos.v2.config.configconstants.content, content);
}
if (response != null)
{
var resp_content = response.getparameter(nacos.v2.config.configconstants.content);
var resp_encrypteddatakey = response.getparameter(nacos.v2.config.configconstants.encrypted_data_key);
// nacos 2.0.2 服务端目前还没有把 encrypteddatakey 记录并返回，所以 resp_encrypteddatakey 目前只会是 null
// 如果服务端有记录并且能返回，我们可以做到每一个配置都用不一样的 encrypteddatakey 来加解密。
// 目前的话，只能固定一个 encrypteddatakey
var encrypteddatakey = (resp_encrypteddatakey == null || string.isnullorwhitespace((string)resp_encrypteddatakey))
? defaultkey
: (string)resp_encrypteddatakey;
var content = replacejsonnode((string)resp_content, encrypteddatakey, false);
response.putparameter(nacos.v2.config.configconstants.content, content);
}
}
这里涉及 encrypteddatakey 的相关操作都只是预留操作，现阶段可以不用理会。
还有一个 replacejsonnode 方法就是替换敏感配置的具体操作了。
private string replacejsonnode(string src, string encrypteddatakey, bool isenc = true)
{
// 示例配置用的是json，如果用的是 yaml，这里换成用 yaml 解析即可。
var jobj = jobject.parse(src);
foreach (var item in _jsonpaths)
{
var t = jobj.selecttoken(item);
if (t != null)
{
var r = t.tostring();
// 加解密
var newtoken = isenc
? aesencrypt(r, encrypteddatakey)
: aesdecrypt(r, encrypteddatakey);
if (!string.isnullorwhitespace(newtoken))
{
// 替换旧值
t.replace(newtoken);
}
}
}
return jobj.tostring();
}
到这里，自定义的 configfilter 已经完成了，下面就是真正的应用了。
简单应用
老样子，建一个 webapi 项目，添加自定义 configfilter 所在的包/项目/程序集。
这里用的是集成 asp.net core 的例子。
修改 appsettings.json
{
"nacosconfig": {
"listeners": [
{
"optional": true,
"dataid": "demo",
"group": "default_group"
}
],
"namespace": "cs",
"serveraddresses": [ "http://localhost:8848/" ],
"configfilterassemblies": [ "xxxx.cuslib" ],
"configfilterextinfo": "{\"jsonpaths\":[\"connectionstrings.default\"],\"other\":\"xxxxxx\"}"
}
}
注：老黄这里把 optional 设置成 true，是为了第一次运行的时候，如果服务端没有进行配置而不至于退出程序。
修改 program.cs
public class program
{
public static void main(string[] args)
{
var outputtemplate = "{timestamp:yyyy-mm-dd hh:mm:ss.fff} [{level}] {message}{newline}{exception}";
log.logger = new loggerconfiguration()
.enrich.fromlogcontext()
.minimumlevel.override("microsoft", logeventlevel.warning)
.minimumlevel.override("system", logeventlevel.warning)
.minimumlevel.debug()
.writeto.console(outputtemplate: outputtemplate)
.createlogger();
system.text.encoding.registerprovider(system.text.codepagesencodingprovider.instance);
try
{
log.forcontext<program>().information("application starting...");
createhostbuilder(args, log.logger).build().run();
}
catch (system.exception ex)
{
log.forcontext<program>().fatal(ex, "application start-up failed!!");
}
finally
{
log.closeandflush();
}
}
public static ihostbuilder createhostbuilder(string[] args, serilog.ilogger logger) =>
host.createdefaultbuilder(args)
.configureappconfiguration((context, builder) =>
{
var c = builder.build();
builder.addnacosv2configuration(c.getsection("nacosconfig"), logaction: x => x.addserilog(logger));
})
.configurewebhostdefaults(webbuilder =>
{
webbuilder.usestartup<startup>().useurls("http://*:8787");
})
.useserilog();
}
最后是 startup.cs
public class startup
{
// 省略部分....
public void configureservices(iservicecollection services)
{
services.addnacosv2config(configuration, null, "nacosconfig");
services.configure<appsettings>(configuration.getsection("appsettings"));
services.addcontrollers();
}
public void configure(iapplicationbuilder app, iwebhostenvironment env)
{
var configsvc = app.applicationservices.getrequiredservice<nacos.v2.inacosconfigservice>();
var db = $"demo-{datetimeoffset.now.tostring("yyyymmdd_hhmmss")}";
var oldconfig = "{\"connectionstrings\":{\"default\":\"server=127.0.0.1;port=3306;database=" + db + ";user id=app;password=098765;\"},\"version\":\"测试version---\",\"appsettings\":{\"str\":\"val\",\"num\":100,\"arr\":[1,2,3,4,5],\"subobj\":{\"a\":\"" + db + "\"}}}";
configsvc.publishconfig("demo", "default_group", oldconfig).configureawait(false).getawaiter().getresult();
var options = app.applicationservices.getrequiredservice<ioptionsmonitor<appsettings>>();
console.writeline("===用 ioptionsmonitor 读取配置===");
console.writeline(newtonsoft.json.jsonconvert.serializeobject(options.currentvalue));
console.writeline("");
console.writeline("===用 iconfiguration 读取配置===");
console.writeline(configuration["connectionstrings:default"]);
console.writeline("");
var pwd = $"demo-{new random().next(100000, 999999)}";
var newconfig = "{\"connectionstrings\":{\"default\":\"server=127.0.0.1;port=3306;database="+ db + ";user id=app;password="+ pwd +";\"},\"version\":\"测试version---\",\"appsettings\":{\"str\":\"val\",\"num\":100,\"arr\":[1,2,3,4,5],\"subobj\":{\"a\":\""+ db +"\"}}}";
// 模拟 配置变更
configsvc.publishconfig("demo", "default_group", newconfig).configureawait(false).getawaiter().getresult();
system.threading.thread.sleep(500);
var options2 = app.applicationservices.getrequiredservice<ioptionsmonitor<appsettings>>();
console.writeline("===用 ioptionsmonitor 读取配置===");
console.writeline(newtonsoft.json.jsonconvert.serializeobject(options2.currentvalue));
console.writeline("");
console.writeline("===用 iconfiguration 读取配置===");
console.writeline(configuration["connectionstrings:default"]);
console.writeline("");
// 省略部分....
}
}
最后来看看几张效果图：
首先是程序的运行日志。
其次是和 nacos 控制台的对比。
到这里的话，基于 nacos 的加解密就完成了。
写在最后
敏感配置项的加解密还是很有必要的，配置中心负责存储，客户端负责加解密，这样的方式可以让用户更加灵活的选择自己想要的加解密方法。
本文的示例代码已经上传到 github，仅供参考。
https://github.com/catcherwong-archive/2021/tree/main/nacosconfigwithencryption
最后的最后，希望感兴趣的大佬可以一起参与到这个项目来。
nacos-sdk-csharp 的地址 ：
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