EMQ X 认证鉴权（二）- EMQ X 中 MQTT 连接认证核心概念与配置要点

前言

安全保护几乎对于所有的项目都是一个挑战，对于物联网项目更是如，自普及应用以来物联网业内已经发生过多起安全事故。

作为物联网通信协议事实标准，MQTT 协议保持着较高的安全性，提供了多层次的安全设计：

传输层：MQTT 基于 TCP/IP 协议，可以在传输层上使用 SSL/TLS 进行加密传输：
- 使用 SSL/TLS 加密通信数据，防止中间人攻击；
- 使用客户端证书作为设备身份凭证，验证设备合法性。
应用层：使用 MQTT 自身的安全特性进行防护：
- MQTT 协议支持用户名和密码实现客户端的身份校验；
- MQTT Broker 实现了 Topic 的读写权限控制（Topic ACL）。

EMQ X MQTT Broker 完整支持 MQTT 协议 各项安全规范，内置的安全功能无需编程开箱即用，可以快速排除项目中的安全隐患。EMQ X 认证鉴权系列将围绕各个层次的安全规范，介绍如何通过配置 EMQ X 启用相关功能最终实现相应的安全防护。

本文将围绕 EMQ X 中 MQTT 连接认证相关的核心概念，介绍 EMQ X 支持的认证方式及其适用场景，并从工作机制和配置原则上阐述 EMQ X 认证相关的认证链、认证流程/原理以及相关的配置要点等信息，让你快速掌握 EMQ X 认证配置方式。

认证方式

EMQ X 支持使用内置数据源（文件、内置数据库）、JWT、外部主流数据库和自定义 HTTP API 作为身份认证数据源。

连接数据源、进行认证是插件实现的，每个插件对应一种认证方式，使用前需要启用相应的插件。

客户端连接时插件通过检查其 username/clientid 和 password 是否与指定数据源的信息一致来实现对客户端的身份认证。

EMQ X 支持的认证方式：

内置数据源

用户名认证
Cliend ID 认证

使用配置文件与 EMQ X 内置数据库提供认证数据源，通过 HTTP API 进行管理，足够简单轻量。

外部数据库

LDAP 认证
MySQL 认证
PostgreSQL 认证
Redis 认证
MongoDB 认证

外部数据库可以存储大量数据，同时方便与外部设备管理系统集成。

其他

HTTP 认证
JWT 认证

JWT 认证可以批量签发认证信息，HTTP 认证能够实现复杂的认证鉴权逻辑。

更改插件配置后需要重启插件才能生效，部分认证鉴权插件包含 ACL 功能。

认证结果

任何一种认证方式最终都会返回一个结果：

认证成功：经过比对客户端认证成功
认证失败：经过比对客户端认证失败，数据源中密码与当前密码不一致
忽略认证（ignore）：当前认证方式中未查找到认证数据，无法显式判断结果是成功还是失败，交由认证链下一认证方式或匿名认证来判断

匿名认证

EMQ X 默认配置中启用了匿名认证，任何客户端都能接入 EMQ X。没有启用认证插件或认证插件没有显式允许/拒绝（ignore）连接请求时，EMQ X 将根据匿名认证启用情况决定是否允许客户端连接。

配置匿名认证开关：

# etc/emqx.conf

## Value: true | false
allow_anonymous = true

生产环境中请禁用匿名认证。

密码加盐规则与哈希方法

EMQ X 多数认证插件中可以启用哈希方法，数据源中仅保存密码密文，保证数据安全。

启用哈希方法时，用户可以为每个客户端都指定一个 salt（盐）并配置加盐规则，数据库中存储的密码是按照加盐规则与哈希方法处理后的密文。

以 MySQL 认证为例：

加盐规则与哈希方法配置：

# etc/plugins/emqx_auth_mysql.conf

## 不加盐，仅做哈希处理
auth.mysql.password_hash = sha256

## salt 前缀：使用 sha256 加密 salt + 密码 拼接的字符串
auth.mysql.password_hash = salt,sha256

## salt 后缀：使用 sha256 加密 密码 + salt 拼接的字符串
auth.mysql.password_hash = sha256,salt

## pbkdf2 with macfun iterations dklen
## macfun: md4, md5, ripemd160, sha, sha224, sha256, sha384, sha512
## auth.mysql.password_hash = pbkdf2,sha256,1000,20

如何生成认证信息

为每个客户端分用户名、Client ID、密码以及 salt（盐）等信息
使用与 MySQL 认证相同加盐规则与哈希方法处理客户端信息得到密文
将客户端信息写入数据库，客户端的密码应当为密文信息

EMQ X 身份认证流程

根据配置的认证 SQL 结合客户端传入的信息，查询出密码（密文）和 salt（盐）等认证数据，没有查询结果时，认证将终止并返回 ignore 结果
根据配置的加盐规则与哈希方法计算得到密文，没有启用哈希方法则跳过此步
将数据库中存储的密文与当前客户端计算的到的密文进行比对，比对成功则认证通过，否则认证失败

以 PostgreSQL 认证为例，其功能逻辑如下图：

写入数据的加盐规则、哈希方法与对应插件的配置一致时认证才能正常进行。更改哈希方法会造成现有认证数据失效。

认证链

当同时启用多个认证方式时，EMQ X 将按照插件开启先后顺序进行链式认证：

一旦认证成功，终止认证链并允许客户端接入
一旦认证失败，终止认证链并禁止客户端接入
直到最后一个认证方式仍未通过，根据匿名认证配置判定
- 匿名认证开启时，允许客户端接入
- 匿名认证关闭时，禁止客户端接入

同时只启用一个认证插件可以提高客户端身份认证效率。

MQTT TLS 认证

MQTT TLS 的默认端口是 8883：

listener.ssl.external = 8883

配置证书和 CA：

listener.ssl.external.keyfile = etc/certs/key.pem
listener.ssl.external.certfile = etc/certs/cert.pem
listener.ssl.external.cacertfile = etc/certs/cacert.pem

注意，默认的 etc/certs 目录下面的 key.pem、cert.pem 和 cacert.pem 是 EMQ X Broker 生成的自签名证书，所以在使用支持 TLS 的客户端测试的时候，需要将上面的 CA 证书 etc/certs/cacert.pem 配置到客户端。

服务端支持的 cipher 列表需要显式指定，默认的列表与 Mozilla 的服务端 cipher 列表一致：

listener.ssl.external.ciphers = ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384,ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384,ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384,ECDHE-RSA-AES256-SHA384,ECDHE-ECDSA-DES-CBC3-SHA,ECDH-ECDSA-AES256-GCM-SHA384,ECDH-RSA-AES256-GCM-SHA384,ECDH-ECDSA-AES256-SHA384,ECDH-RSA-AES256-SHA384,DHE-DSS-AES256-GCM-SHA384,DHE-DSS-AES256-SHA256,AES256-GCM-SHA384,AES256-SHA256,ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256,ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256,ECDHE-ECDSA-AES128-SHA256,ECDHE-RSA-AES128-SHA256,ECDH-ECDSA-AES128-GCM-SHA256,ECDH-RSA-AES128-GCM-SHA256,ECDH-ECDSA-AES128-SHA256,ECDH-RSA-AES128-SHA256,DHE-DSS-AES128-GCM-SHA256,DHE-DSS-AES128-SHA256,AES128-GCM-SHA256,AES128-SHA256,ECDHE-ECDSA-AES256-SHA,ECDHE-RSA-AES256-SHA,DHE-DSS-AES256-SHA,ECDH-ECDSA-AES256-SHA,ECDH-RSA-AES256-SHA,AES256-SHA,ECDHE-ECDSA-AES128-SHA,ECDHE-RSA-AES128-SHA,DHE-DSS-AES128-SHA,ECDH-ECDSA-AES128-SHA,ECDH-RSA-AES128-SHA,AES128-SHA

PSK 认证

如果希望使用 PSK 认证，需要将 TLS 认证中的 listener.ssl.external.ciphers 注释掉，然后配置 listener.ssl.external.psk_ciphers：

#listener.ssl.external.ciphers = ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384,...
listener.ssl.external.psk_ciphers = PSK-AES128-CBC-SHA,PSK-AES256-CBC-SHA,PSK-3DES-EDE-CBC-SHA,PSK-RC4-SHA

然后启用 emqx_psk_file 插件：

$ emqx_ctl plugins load emqx_psk_file

PSK 的配置文件为 etc/psk.txt，使用冒号: 分隔 PSK ID 和 PSK：

client1:1234
client2:abcd

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/u/4174826/blog/3196575

标签

sha256

哈希

mqtt