安全是 Dapr 的基礎(chǔ),本文我們將來說明在分布式應(yīng)用中使用 Dapr 時的安全特性和能力,主要可以分為以下幾個方面。
- 與服務(wù)調(diào)用和pub/sub APIs 的安全通信。
- 組件上的安全策略并通過配置進(jìn)行應(yīng)用。
- 運維操作安全實踐。
- 狀態(tài)安全,專注于靜態(tài)的數(shù)據(jù)。
Dapr 通過服務(wù)調(diào)用 API 提供端到端的安全性,能夠使用 Dapr 對應(yīng)用程序進(jìn)行身份驗證并設(shè)置端點訪問策略。
安全通信
服務(wù)調(diào)用范圍訪問策略
跨命名空間的服務(wù)調(diào)用
Dapr 應(yīng)用程序可以被限定在特定的命名空間,以實現(xiàn)部署和安全,當(dāng)然我們?nèi)匀豢梢栽诓渴鸬讲煌臻g的服務(wù)之間進(jìn)行調(diào)用。默認(rèn)情況下,服務(wù)調(diào)用支持通過簡單地引用應(yīng)用 ID (比如 nodeapp) 來調(diào)用同一命名空間內(nèi)的服務(wù):
localhost:3500/v1.0/invoke/nodeapp/method/neworder
- 1.
服務(wù)調(diào)用還支持跨命名空間的調(diào)用,在所有受支持的托管平臺上,Dapr 應(yīng)用程序 ID 符合包含目標(biāo)命名空間的有效 FQDN 格式,可以同時指定:
- 應(yīng)用 ID (如nodeapp)。
- 應(yīng)用程序運行的命名空間(production)。
比如在 production 命名空間中的 nodeapp 應(yīng)用上調(diào)用 neworder 方法,則可以使用下面的方式:
localhost:3500/v1.0/invoke/nodeapp.production/method/neworder
- 1.
當(dāng)使用服務(wù)調(diào)用在命名空間中調(diào)用應(yīng)用程序時,我們可以使用命名空間對其進(jìn)行限定,特別在 Kubernetes 集群中的跨命名空間調(diào)用是非常有用的。
為服務(wù)調(diào)用應(yīng)用訪問控制列表配置?
訪問控制策略在配置文件中被指定,并被應(yīng)用于被調(diào)用應(yīng)用程序的 Dapr sidecar,對被調(diào)用應(yīng)用程序的訪問是基于匹配的策略動作,你可以為所有調(diào)用應(yīng)用程序提供一個默認(rèn)的全局動作,如果沒有指定訪問控制策略,默認(rèn)行為是允許所有調(diào)用應(yīng)用程序訪問被調(diào)用的應(yīng)用程序。
在具體學(xué)習(xí)訪問控制策略配置之前,我們需要先了解兩個概念:
- TrustDomain? - “信任域”是管理信任關(guān)系的邏輯組。每個應(yīng)用程序都分配有一個信任域,可以在訪問控制列表策略規(guī)范中指定。如果未定義策略規(guī)范或指定了空的信任域,則使用默認(rèn)值 public,該信任域用于在 TLS 證書中生成應(yīng)用程序的身份。
- App Identity? - Dapr 請求 sentry 服務(wù)為所有應(yīng)用程序生成一個 SPIFFE id,這個 id 附加在 TLS 證書中。SPIFFE id 的格式為:spiffe://<trustdomain>/ns/<namespace>/<appid>,對于匹配策略,調(diào)用應(yīng)用的信任域、命名空間和應(yīng)用 ID 值從調(diào)用應(yīng)用的 TLS 證書中的 SPIFFE id 中提取,這些值與策略規(guī)范中指定的信任域、命名空間和應(yīng)用 ID 值相匹配。如果這三個都匹配,則更具體的策略將進(jìn)一步匹配。
訪問控制策略會遵循如下所示的一些規(guī)則:
- 如果未指定訪問策略,則默認(rèn)行為是允許所有應(yīng)用訪問被調(diào)用應(yīng)用上的所有方法
- 如果未指定全局默認(rèn)操作且未定義應(yīng)用程序特定策略,則將空訪問策略視為未指定訪問策略,并且默認(rèn)行為是允許所有應(yīng)用程序訪問被調(diào)用應(yīng)用程序上的所有方法
- 如果未指定全局默認(rèn)操作,但已定義了一些特定于應(yīng)用程序的策略,則會采用更安全的選項,即假設(shè)全局默認(rèn)操作拒絕訪問被調(diào)用應(yīng)用程序上的所有方法
- 如果定義了訪問策略并且無法驗證傳入的應(yīng)用程序憑據(jù),則全局默認(rèn)操作將生效
- 如果傳入應(yīng)用的信任域或命名空間與應(yīng)用策略中指定的值不匹配,則應(yīng)用策略將被忽略并且全局默認(rèn)操作生效
下面是一些使用訪問控制列表進(jìn)行服務(wù)調(diào)用的示例場景。
場景 1:拒絕所有應(yīng)用程序的訪問,除非 trustDomain = public、namespace = default、appId = app1,使用如下所示的配置,允許所有 appId = app1 的調(diào)用方法,并拒絕來自其他應(yīng)用程序的所有其他調(diào)用請求。
apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Configuration
metadata:
name: appconfig
spec:
accessControl:
defaultAction: deny
trustDomain: "public"
policies:
- appId: app1
defaultAction: allow
trustDomain: "public"
namespace: "default"
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場景 2:拒絕訪問除 trustDomain = public、namespace = default、appId = app1、operation = op1 之外的所有應(yīng)用程序,使用此配置僅允許來自 appId = app1 的方法 op1,并且拒絕來自所有其他應(yīng)用程序的所有其他方法請求,包括 app1 上的其他方法。
apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Configuration
metadata:
name: appconfig
spec:
accessControl:
defaultAction: deny
trustDomain: "public"
policies:
- appId: app1
defaultAction: deny
trustDomain: "public"
namespace: "default"
operations:
- name: /op1
httpVerb: ["*"]
action: allow
- 1.
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場景 3:拒絕對所有應(yīng)用程序的訪問,除非 HTTP 的特定 verb 和 GRPC 的操作匹配,使用如下所示的配置,僅允許以下場景訪問,并且來自所有其他應(yīng)用程序的所有其他方法請求(包括 app1 或 app2 上的其他方法)都會被拒絕。
- trustDomain = public、namespace = default、appID = app1、operation = op1、http verb = POST/PUT。
- trustDomain = “myDomain”、namespace = “ns1”、appID = app2、operation = op2 并且應(yīng)用程序協(xié)議是 GRPC,僅允許來自appId = app1 的方法 op1 上的 POST/PUT 請求以及來自所有其他應(yīng)用程序的所有其他方法請求,包括 app1 上的其他方法,被拒絕。
apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Configuration
metadata:
name: appconfig
spec:
accessControl:
defaultAction: deny
trustDomain: "public"
policies:
- appId: app1
defaultAction: deny
trustDomain: "public"
namespace: "default"
operations:
- name: /op1
httpVerb: ["POST", "PUT"]
action: allow
- appId: app2
defaultAction: deny
trustDomain: "myDomain"
namespace: "ns1"
operations:
- name: /op2
action: allow
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場景 4:允許訪問除 trustDomain = public、namespace = default、appId = app1、operation = /op1/* 所有 http verb 之外的所有方法。
apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Configuration
metadata:
name: appconfig
spec:
accessControl:
defaultAction: allow
trustDomain: "public"
policies:
- appId: app1
defaultAction: allow
trustDomain: "public"
namespace: "default"
operations:
- name: /op1/*
httpVerb: ["*"]
action: deny
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場景 5:允許訪問 trustDomain = public、namespace = ns1、appId = app1 的所有方法并拒絕訪問 trustDomain = public、namespace = ns2、appId = app1 的所有方法,此場景展示了如何指定具有相同應(yīng)用 ID 但屬于不同命名空間的應(yīng)用。
apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Configuration
metadata:
name: appconfig
spec:
accessControl:
defaultAction: allow
trustDomain: "public"
policies:
- appId: app1
defaultAction: allow
trustDomain: "public"
namespace: "ns1"
- appId: app1
defaultAction: deny
trustDomain: "public"
namespace: "ns2"
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場景 6:允許訪問除 trustDomain = public、namespace = default、appId = app1、operation = /op1/**/a、所有 http 動詞之外的所有方法。
apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Configuration
metadata:
name: appconfig
spec:
accessControl:
defaultAction: allow
trustDomain: "public"
policies:
- appId: app1
defaultAction: allow
trustDomain: "public"
namespace: "default"
operations:
- name: /op1/**/a
httpVerb: ["*"]
action: deny
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下面我們通過一個具體的示例來展示下訪問控制策略的使用,同樣還是使用 quickstarts 示例中的 hello-world 進(jìn)行說明。
git clone [-b <dapr_version_tag>] https://github.com/dapr/quickstarts.git
cd quickstarts/tutorials/hello-world/node
- 1.
- 2.
hello world
該示例應(yīng)用中包含一個 python 應(yīng)用去調(diào)用一個 node.js 應(yīng)用程序,訪問控制列表依靠 Dapr Sentry 服務(wù)來生成帶有 SPIFFE id 的 TLS 證書進(jìn)行認(rèn)證,這意味著 Sentry 服務(wù)必須在本地運行或部署到你的托管環(huán)境,比如 Kubernetes 集群。
下面的 nodeappconfig 例子顯示了如何拒絕來自 pythonapp 的 neworder 方法的訪問,其中 pythonapp 是在 myDomain 信任域和 default 命名空間中,nodeapp 在 public 公共信任域中。
apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Configuration
metadata:
name: nodeappconfig
spec:
tracing:
samplingRate: "1"
accessControl:
defaultAction: allow
trustDomain: "public"
policies:
- appId: pythonapp
defaultAction: allow
trustDomain: "myDomain"
namespace: "default"
operations:
- name: /neworder
httpVerb: ["POST"]
action: deny
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apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Configuration
metadata:
name: pythonappconfig
spec:
tracing:
samplingRate: "1"
accessControl:
defaultAction: allow
trustDomain: "myDomain"
- 1.
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接下來我們先在本地自拓管模式下來使用啟用訪問策略配置,首先需要在啟用 mTLS 的情況下在本地運行 Sentry 服務(wù),我們可以直接在 https://github.com/dapr/dapr/releases 頁面下載對應(yīng)的 sentry 二進(jìn)制文件,比如我們這里是 Mac M1,則可以使用下面的命令直接下載:
$ wget https://github.com/dapr/dapr/releases/download/v1.8.4/sentry_darwin_arm64.tar.gz
$ tar -xvf sentry_darwin_arm64.tar.gz
- 1.
- 2.
然后為 Sentry 服務(wù)創(chuàng)建一個目錄以創(chuàng)建自簽名根證書:
$ mkdir -p $HOME/.dapr/certs
- 1.
使用以下命令在本地運行 Sentry 服務(wù):
$ ./sentry --issuer-credentials $HOME/.dapr/certs --trust-domain cluster.local
INFO[0000] starting sentry certificate authority -- version 1.8.4 -- commit 18575823c74318c811d6cd6f57ffac76d5debe93 instance=MBP2022.local scope=dapr.sentry type=log ver=1.8.4
INFO[0000] configuration: [port]: 50001, [ca store]: default, [allowed clock skew]: 15m0s, [workload cert ttl]: 24h0m0s instance=MBP2022.local scope=dapr.sentry.config type=log ver=1.8.4
WARN[0000] loading default config. couldn't find config name: daprsystem: stat daprsystem: no such file or directory instance=MBP2022.local scope=dapr.sentry type=log ver=1.8.4
INFO[0000] starting watch on filesystem directory: /Users/cnych/.dapr/certs instance=MBP2022.local scope=dapr.sentry type=log ver=1.8.4
INFO[0000] certificate authority loaded instance=MBP2022.local scope=dapr.sentry type=log ver=1.8.4
INFO[0000] root and issuer certs not found: generating self signed CA instance=MBP2022.local scope=dapr.sentry.ca type=log ver=1.8.4
# ......
INFO[0000] sentry certificate authority is running, protecting ya'll instance=MBP2022.local scope=dapr.sentry type=log ver=1.8.4
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運行成功后 Sentry 服務(wù)將在指定目錄中創(chuàng)建根證書,可以通過如下所示的命令來配置環(huán)境變量指定相關(guān)證書路徑:
export DAPR_TRUST_ANCHORS=`cat $HOME/.dapr/certs/ca.crt`
export DAPR_CERT_CHAIN=`cat $HOME/.dapr/certs/issuer.crt`
export DAPR_CERT_KEY=`cat $HOME/.dapr/certs/issuer.key`
export NAMESPACE=default
- 1.
- 2.
- 3.
- 4.
然后我們就可以運行 daprd 為啟用了 mTLS 的 node.js 應(yīng)用啟動 Dapr sidecar,并引用本地的 Sentry 服務(wù):
daprd --app-id nodeapp --dapr-grpc-port 50002 -dapr-http-port 3501 -metrics-port 9091 --log-level debug --app-port 3000 --enable-mtls --sentry-address localhost:50001 --config nodeappconfig.yaml
- 1.
上面的命令我們通過 --enable-mtls 啟用了 mTLS,通過 --config 指定了上面的 nodeappconfig.yaml 這個配置文件。
然后啟動 node.js 應(yīng)用:
$ cd node && yarn
$ node app.js
Node App listening on port 3000!
- 1.
- 2.
- 3.
同樣的方式在另外的終端中設(shè)置環(huán)境變量:
export DAPR_TRUST_ANCHORS=`cat $HOME/.dapr/certs/ca.crt`
export DAPR_CERT_CHAIN=`cat $HOME/.dapr/certs/issuer.crt`
export DAPR_CERT_KEY=`cat $HOME/.dapr/certs/issuer.key`
export NAMESPACE=default
- 1.
- 2.
- 3.
- 4.
然后運行 daprd 為啟用了 mTLS 的 python 應(yīng)用啟動 Dapr sidecar,并引用本地的 Sentry 服務(wù):
daprd --app-id pythonapp --dapr-grpc-port 50003 --metrics-port 9092 --log-level debug --enable-mtls --sentry-address localhost:50001 --config pythonappconfig.yaml
- 1.
在重新開一個終端直接啟動 Python 應(yīng)用即可:
$ cd python && pip3 install -r requirements.txt
$ python3 app.py
HTTP 403 => {"errorCode":"ERR_DIRECT_INVOKE","message":"fail to invoke, id: nodeapp, err: rpc error: code = PermissionDenied desc = access control policy has denied access to appid: pythonapp operation: neworder verb: POST"}
HTTP 403 => {"errorCode":"ERR_DIRECT_INVOKE","message":"fail to invoke, id: nodeapp, err: rpc error: code = PermissionDenied desc = access control policy has denied access to appid: pythonapp operation: neworder verb: POST"}
- 1.
- 2.
- 3.
- 4.
由于 nodeappconfig 文件中我們配置了對 /neworder 接口的 POST 拒絕操作,所以應(yīng)該會在 python 應(yīng)用程序命令提示符中看到對 node.js 應(yīng)用程序的調(diào)用失敗,如果我們將上面的 nodeappconfig 配置中的 action: deny 修改為 action: allow 并重新運行應(yīng)用程序,然后我們應(yīng)該會看到此調(diào)用成功。
對于 Kubernetes 模式則更簡單,只需要創(chuàng)建上述配置文件 nodeappconfig.yaml 和 pythonappconfig.yaml 并將其應(yīng)用于 Kubernetes 集群,然后在應(yīng)用的注解中添加 dapr.io/config: "pythonappconfig" 來指定配置即可開啟服務(wù)訪問控制。
annotations:
dapr.io/enabled: "true"
dapr.io/app-id: "pythonapp"
dapr.io/config: "pythonappconfig"
- 1.
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Pub/sub 主題范圍訪問策略
對于 Pub/sub 組件,你可以限制允許哪些主題類型和應(yīng)用程序發(fā)布和訂閱特定主題。
命名空間或組件范圍可用于限制組件對特定應(yīng)用程序的訪問,這些添加到組件的應(yīng)用程序范圍僅限制具有特定 ID 的應(yīng)用程序能夠使用該組件。如下所示顯示了如何將兩個啟用 Dapr 的應(yīng)用程序(應(yīng)用程序 ID 為 app1 和 app2)授予名為 statestore 的 Redis 組件,該組件本身位于 production 命名空間中:
apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Component
metadata:
name: statestore
namespace: production
spec:
type: state.redis
version: v1
metadata:
- name: redisHost
value: redis-master:6379
scopes:
- app1
- app2
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除了這個通用組件的 scopes 范圍之外,發(fā)布/訂閱組件還可以限制以下內(nèi)容:
- 可以使用哪些主題(發(fā)布或訂閱)。
- 允許哪些應(yīng)用發(fā)布到特定主題。
- 允許哪些應(yīng)用訂閱特定主題。
這被稱為發(fā)布/訂閱主題范圍。我們可以為每個發(fā)布/訂閱組件定義發(fā)布/訂閱范圍,比如你可能有一個名為 pubsub? 的 pub/sub 組件,它具有一組范圍,另一個 pubsub2 具有另外不同的范圍。
示例 1:主題訪問范圍。如果你的主題包含敏感信息并且僅允許你的應(yīng)用程序的子集發(fā)布或訂閱這些信息,那么限制哪些應(yīng)用程序可以發(fā)布/訂閱主題可能會很有用。如下以下是三個應(yīng)用程序和三個主題的示例:
apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Component
metadata:
name: pubsub
spec:
type: pubsub.redis
version: v1
metadata:
- name: redisHost
value: "localhost:6379"
- name: redisPassword
value: ""
- name: publishingScopes
value: "app1=topic1;app2=topic2,topic3;app3="
- name: subscriptionScopes
value: "app2=;app3=topic1"
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這里我們設(shè)置了 publishingScopes 和 subscriptionScopes 兩個屬性,分別用于配置發(fā)布范圍和訂閱范圍。要拒絕應(yīng)用發(fā)布到任何主題,請將主題列表留空,比如我們這里配置的 app1=topic1;app2=topic2,topic3;app3=,其中的 app3= 就表示該應(yīng)用不允許發(fā)布到任何主題上去。
根據(jù)我們的配置下表顯示了允許哪些應(yīng)用程序發(fā)布到主題中:
|
Topic1 |
Topic2 |
Topic3 |
app1 |
X |
|
|
app2 |
|
X |
X |
app3 |
|
|
|
下表顯示了哪些應(yīng)用程序可以訂閱主題:
|
Topic1 |
Topic2 |
Topic3 |
app1 |
X |
X |
X |
app2 |
|
|
|
app3 |
X |
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?注意:如果未列出應(yīng)用程序(例如,subscriptionScopes? 中的 app1?),則允許它訂閱所有主題。因為不使用 allowedTopics? 并且 app1 沒有任何訂閱范圍,所以它也可以使用上面未列出的其他主題。
示例 2:限制允許的主題。如果 Dapr 應(yīng)用程序向其發(fā)送消息,則會創(chuàng)建一個主題,在某些情況下,應(yīng)管理此主題的創(chuàng)建。例如:
- Dapr 應(yīng)用程序中生成主題名稱的錯誤可能導(dǎo)致創(chuàng)建無限數(shù)量的主題
- 精簡主題名稱和總數(shù),防止主題無限增長
在這些情況下,可以使用 allowedTopics 屬性進(jìn)行配置,以下就是三個允許主題的示例:
apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Component
metadata:
name: pubsub
spec:
type: pubsub.redis
version: v1
metadata:
- name: redisHost
value: "localhost:6379"
- name: redisPassword
value: ""
- name: allowedTopics
value: "topic1,topic2,topic3"
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示例 3:組合 allowedTopics 和范圍。有時你想結(jié)合這兩個范圍,因此只有一組固定的允許主題并為某些應(yīng)用程序指定范圍。以下是三個應(yīng)用程序和兩個主題的示例:
apiVersion: dapr.io/v1alpha1
kind: Component
metadata:
name: pubsub
spec:
type: pubsub.redis
version: v1
metadata:
- name: redisHost
value: "localhost:6379"
- name: redisPassword
value: ""
- name: allowedTopics
value: "A,B"
- name: publishingScopes
value: "app1=A"
- name: subscriptionScopes
value: "app1=;app2=A"
- 1.
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- 8.
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注意這里我們沒有列出第三個應(yīng)用程序,如果沒有在范圍內(nèi)指定應(yīng)用程序,則允許它使用所有主題。
根據(jù)上面的配置下表顯示了允許哪個應(yīng)用程序發(fā)布到主題中:
|
A |
B |
C |
app1 |
X |
|
|
app2 |
X |
X |
|
app3 |
X |
X |
|
下表顯示了允許哪個應(yīng)用程序訂閱主題:
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A |
B |
C |
app1 |
|
|
|
app2 |
X |
|
|
app3 |
X |
X |
|