MySQL的SSL加密连接与性能开销
 
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:
 
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 地址首先看下维基百科是如何定义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    
......            
......
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:
 
[email protected]:/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  
[email protected]:/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)  
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:
 
[email protected]:~# 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:        
SSL:            Cipher in use is DHE-RSA-AES256-SHA  
......  
[email protected]:~# 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:
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;  
......  
[email protected]:~# mysql -h10.166.224.32 -udavid --ssl=0  
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'david'@'10.166.224.32' (using password: YES)  
mysql> ALTER USER david@'%' REQUIRE SSL;
......
[email protected]:~# 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