Data Grid セキュリティーガイド
Data Grid セキュリティーの有効化および設定
概要
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Data Grid は、高性能の分散型インメモリーデータストアです。
- スキーマレスデータ構造
- さまざまなオブジェクトをキーと値のペアとして格納する柔軟性があります。
- グリッドベースのデータストレージ
- クラスター間でデータを分散および複製するように設計されています。
- エラスティックスケーリング
- サービスを中断することなく、ノードの数を動的に調整して要件を満たします。
- データの相互運用性
- さまざまなエンドポイントからグリッド内のデータを保存、取得、およびクエリーします。
Data Grid のドキュメント リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
Data Grid のドキュメントは、Red Hat カスタマーポータルで入手できます。
Data Grid のダウンロード リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
Red Hat カスタマーポータルで Data Grid Software Downloads にアクセスします。
Data Grid ソフトウェアにアクセスしてダウンロードするには、Red Hat アカウントが必要です。
多様性を受け入れるオープンソースの強化 リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
Red Hat では、コード、ドキュメント、Web プロパティーにおける配慮に欠ける用語の置き換えに取り組んでいます。まずは、マスター (master)、スレーブ (slave)、ブラックリスト (blacklist)、ホワイトリスト (whitelist) の 4 つの用語の置き換えから始めます。この取り組みは膨大な作業を要するため、今後の複数のリリースで段階的に用語の置き換えを実施して参ります。詳細は、Red Hat CTO である Chris Wright のメッセージ をご覧ください。
第1章 Data Grid 承認の設定 リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
承認によって、Data Grid で操作を実行してデータにアクセスする機能を制限します。ユーザーに、さまざまなパーミッションレベルを持つロールを割り当てます。
1.1. Data Grid 承認 リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
Data Grid を使用すると、キャッシュマネージャーとキャッシュインスタンスをセキュリティー保護するための承認を設定できます。ユーザーアプリケーションまたはクライアントが、セキュリティー保護されたキャッシュマネージャーおよびキャッシュに対して操作を実行しようとする場合、その操作を実行するための十分なパーミッションを持つロールをアイデンティティーに提供する必要があります。
たとえば、特定のキャッシュインスタンスで承認を設定して、Cache.get() を呼び出すには、読み取り権限を持つロールをアイデンティティーに割り当てる必要があり、Cache.put() を呼び出すには書き込み権限を持つロールが必要になるようにします。
このシナリオでは、reader ロールが割り当てられたユーザーアプリケーションまたはクライアントがエントリーの書き込みを試みると、Data Grid はリクエストを拒否し、セキュリティー例外を出力します。writer ロールのあるユーザーアプリケーションまたはクライアントが書き込みリクエストを送信する場合、Data Grid は承認を検証し、後続の操作のためにトークンを発行します。
アイデンティティーからロールへのマッピング
アイデンティティーは java.security.Principal タイプのセキュリティープリンシパルです。javax.security.auth.Subject クラスで実装されたサブジェクトは、セキュリティープリンシパルのグループを表します。つまり、サブジェクトはユーザーとそれが属するすべてのグループを表します。
Data Grid はロールマッパーを使用して、セキュリティープリンシパルが 1 つ以上のパーミッションを表すロールに対応するようにします。
次の図は、セキュリティープリンシパルがどのようにロールにマッピングされるかを示しています。
1.1.1. パーミッション リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
パーミッションは、実行できるアクションを制限することによって、キャッシュマネージャーとキャッシュへのアクセスを制御します。パーミッションは、名前付きキャッシュなどの特定のエンティティーに適用することもできます。
| パーミッション | 機能 | 説明 |
|---|---|---|
| 設定 |
| 新しいキャッシュ設定を定義します。 |
| LISTEN |
| キャッシュマネージャーに対してリスナーを登録します。 |
| ライフサイクル |
| キャッシュマネージャーを停止します。 |
| ALL | - | すべてのキャッシュマネージャーのアクセス許可が含まれます。 |
| パーミッション | 機能 | 説明 |
|---|---|---|
|
|
| キャッシュからエントリーを取得します。 |
| WRITE |
| キャッシュ内のデータの書き込み、置換、削除、エビクト。 |
| EXEC |
| キャッシュに対するコードの実行を許可します。 |
| LISTEN |
| キャッシュに対してリスナーを登録します。 |
| BULK_READ |
| 一括取得操作を実行します。 |
| BULK_WRITE |
| 一括書き込み操作を実行します。 |
| ライフサイクル |
| キャッシュを開始および停止します。 |
| ADMIN |
| 基盤となるコンポーネントと内部構造へのアクセスを許可します。 |
| ALL | - | すべてのキャッシュパーミッションが含まれます。 |
| ALL_READ | - | READ パーミッションと BULK_READ パーミッションを組み合わせます。 |
| ALL_WRITE | - | WRITE パーミッションと BULK_WRITE パーミッションを組み合わせます。 |
パーミッションの組み合わせ
使いやすいようにパーミッションを組み合わせることが必要になる場合があります。たとえば、"supervisors" にはストリーム操作の実行を許可し、"standard" ユーザーについては puts と gets しか実行できないように制限するには、次のマッピングを定義できます。
<role name="standard" permission="READ WRITE" /> <role name="supervisors" permission="READ WRITE EXEC BULK"/>
<role name="standard" permission="READ WRITE" />
<role name="supervisors" permission="READ WRITE EXEC BULK"/>
1.1.2. ロールマッパー リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
Data Grid には、サブジェクトのセキュリティープリンシパルを承認ロールにマッピングする PrincipalRoleMapper API が含まれています。デフォルトで使用できるロールマッパーが 2 つあります。
- IdentityRoleMapper
ロール名としてプリンシパル名を使用します。
-
Java クラス:
org.infinispan.security.mappers.IdentityRoleMapper -
宣言型設定:
<identity-role-mapper />
-
Java クラス:
- CommonNameRoleMapper
プリンシパル名が識別名 (DN) の場合は、共通名 (CN) をロール名として使用します。たとえば
、cn=managers,ou=people,dc=example,dc=comDN はmanagersロールにマッピングされます。-
Java クラス:
org.infinispan.security.mappers.CommonRoleMapper -
宣言型設定:
<common-name-role-mapper />
-
Java クラス:
org.infinispan.security.PrincipalRoleMapper インターフェイスを実装するカスタムロールマッパーを使用することもできます。カスタムロールマッパーを宣言的に設定するには、<custom-role-mapper class="my.custom.RoleMapper"/> を使用します。
1.2. プログラムでの承認の設定 リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
Data Grid を組み込みライブラリーとして使用する場合は、GlobalSecurityConfigurationBuilder クラスおよび ConfigurationBuilder クラスで承認を設定できます。
手順
承認を有効にし、ロールマッパーを指定し、ロールおよびパーミッションのセットを定義する
GlobalConfigurationBuilderを作成します。Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow ConfigurationBuilderで承認を有効にして、ユーザーロールに基づいてアクセスを制限します。ConfigurationBuilder config = new ConfigurationBuilder(); config .security() .authorization() .enable();ConfigurationBuilder config = new ConfigurationBuilder(); config .security() .authorization() .enable();1 Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow - 1
- 暗黙的に、グローバル設定からすべてのロールを追加します。
すべてのロールをキャッシュに適用しない場合は、以下のようにキャッシュに承認されたロールを明示的に定義します。
Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow - 1
- キャッシュに承認されたロールを定義します。この例では、
writerロールのみを持つユーザーは "secured" キャッシュには許可されていません。Data Grid は、これらのユーザーからのアクセス要求を拒否します。
1.3. 宣言的な承認の設定 リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
infinispan.xml ファイルで承認を設定します。
手順
-
cache-containerでロールマッパーを指定するグローバル承認を設定し、ロールとパーミッションのセットを定義します。 ユーザーロールに基づいてアクセスを制限するようにキャッシュの承認を設定します。
Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow すべてのロールをキャッシュに適用しない場合は、以下のようにキャッシュに承認されたロールを明示的に定義します。
Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow - 1
- キャッシュに承認されたロールを定義します。この例では、
writerロールのみを持つユーザーは "secured" キャッシュには許可されていません。Data Grid は、これらのユーザーからのアクセス要求を拒否します。
1.4. セキュアなキャッシュを使用したコード実行 リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
Data Grid 承認を設定して DefaultCacheManager を構築すると、基礎となるキャッシュで操作を呼び出す前にセキュリティーコンテキストを確認する SecureCache を返します。また、SecureCache は、アプリケーションが DataContainer などの低レベルの非セキュアなオブジェクトを取得できないようにします。このため、必要な承認を持つアイデンティティーでコードを実行する必要があります。
Java で特定のアイデンティティーでコードを実行すると、通常、以下のように PrivilegedAction 内で実行されるコードをラップします。
Java 8 を使用すると、以下のように前述の呼び出しを簡素化できます。
Security.doAs(mySubject, PrivilegedAction<String>() -> cache.put("key", "value"));
Security.doAs(mySubject, PrivilegedAction<String>() -> cache.put("key", "value"));
上記の呼び出しは、Subject.doAs() の代わりに Security.doAs() メソッドを使用します。Data Grid でどちらのメソッドも使用できますが、Security.doAs() によりパフォーマンスが向上します。
現在の Subject が必要な場合は、以下の呼び出しを使用して Data Grid コンテキストまたは AccessControlContext から取得します。
Security.getSubject();
Security.getSubject();
第2章 クラスタートランスポートの暗号化 リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
ノードが暗号化されたメッセージと通信できるように、クラスタートランスポートを保護します。また、有効なアイデンティティーを持つノードのみが参加できるように、証明書認証を実行するように Data Grid クラスターを設定することもできます。
2.1. Data Grid クラスターのセキュリティー リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
クラスタートラフィックのセキュリティーを保護するには、Data Grid ノードを設定し、シークレットキーで JGroups メッセージペイロードを暗号化します。
Data Grid ノードは、以下のいずれかから秘密鍵を取得できます。
- コーディネーターノード (非対称暗号化)
- 共有キーストア (対称暗号化)
コーディネーターノードからの秘密鍵の取得
非対称暗号化は、Data Grid 設定の JGroups スタックに ASYM_ENCRYPT プロトコルを追加して対称暗号化を設定します。これにより、Data Grid クラスターはシークレットキーを生成して配布できます。
非対称暗号化を使用する場合は、ノードが証明書認証を実行し、シークレットキーを安全に交換できるようにキーストアを提供する必要もあります。これにより、中間者 (MitM) 攻撃からクラスターが保護されます。
非対称暗号化は、以下のようにクラスタートラフィックのセキュリティーを保護します。
- Data Grid クラスターの最初のノードであるコーディネーターノードは、秘密鍵を生成します。
- 参加ノードは、コーディネーターとの証明書認証を実行して、相互に ID を検証します。
- 参加ノードは、コーディネーターノードに秘密鍵を要求します。その要求には、参加ノードの公開鍵が含まれています。
- コーディネーターノードは、秘密鍵を公開鍵で暗号化し、参加ノードに返します。
- 参加ノードは秘密鍵を復号してインストールします。
- ノードはクラスターに参加し、秘密鍵でメッセージを暗号化および復号化します。
共有キーストアからの秘密鍵の取得
対称暗号化は、Data Grid 設定の JGroups スタックに SYM_ENCRYPT プロトコルを追加して対称暗号化を設定します。これにより、Data Grid クラスターは、指定したキーストアから秘密鍵を取得できます。
- ノードは、起動時に Data Grid クラスパスのキーストアから秘密鍵をインストールします。
- ノードはクラスターに参加し、秘密鍵でメッセージを暗号化および復号化します。
非対称暗号化と対称暗号化の比較
証明書認証を持つ ASYM_ENCRYPT は、SYM_ENCRYPT と比較して、暗号化の追加の層を提供します。秘密鍵のコーディネーターノードへのリクエストを暗号化するキーストアを提供します。Data Grid は、そのシークレットキーを自動的に生成し、クラスタートラフィックを処理し、秘密鍵の生成時に指定します。たとえば、ノードが離れる場合に新規のシークレットキーを生成するようにクラスターを設定できます。これにより、ノードが証明書認証を回避して古いキーで参加できなくなります。
一方、SYM_ENCRYPT は ASYM_ENCRYPT よりも高速です。ノードがクラスターコーディネーターとキーを交換する必要がないためです。SYM_ENCRYPT への潜在的な欠点は、クラスターのメンバーシップの変更時に新規シークレットキーを自動的に生成するための設定がないことです。ユーザーは、ノードがクラスタートラフィックを暗号化するのに使用するシークレットキーを生成して配布する必要があります。
2.2. 非対称暗号化を使用したクラスタートランスポートの設定 リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
Data Grid クラスターを設定し、JGroups メッセージを暗号化するシークレットキーを生成して配布します。
手順
- Data Grid がノードの ID を検証できるようにする証明書チェーンでキーストアを作成します。
クラスター内の各ノードのクラスパスにキーストアを配置します。
Data Grid Server の場合は、$RHDG_HOME ディレクトリーにキーストアを配置します。
以下の例のように、
SSL_KEY_EXCHANGEプロトコルおよびASYM_ENCRYPTプロトコルを Data Grid 設定の JGroups スタックに追加します。Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow - 1
- Data Grid のデフォルト TCP スタックを拡張する "encrypt-tcp" という名前のセキュアな JGroups スタックを作成します。
- 2
- ノードが証明書認証を実行するために使用するキーストアに名前を付けます。
- 3
- キーストアのパスワードを指定します。
- 4
stack.combine属性とstack.position属性を使用して、デフォルトの TCP スタックのVERIFY_SUSPECTプロトコルの後にSSL_KEY_EXCHANGEを挿入します。- 5
- コーディネーターノードが生成する秘密鍵の長さを指定します。デフォルト値は
2048です。 - 6
- コーディネーターノードが秘密鍵の生成に使用する暗号化エンジンを指定します。デフォルト値は
RSAです。 - 7
- コーディネーターノードが変更されたときに新しい秘密鍵を生成して配布するように Data Grid を設定します。
- 8
- ノードが離脱するときに新しい秘密鍵を生成して配布するように Data Grid を設定します。
- 9
- 証明書認証に
SSL_KEY_EXCHANGEプロトコルを使用するように Data Grid ノードを設定します。 - 10
stack.combine属性とstack.position属性を使用して、デフォルトの TCP スタックのSSL_KEY_EXCHANGEプロトコルの後にASYM_ENCRYPTを挿入します。- 11
- セキュアな JGroups スタックを使用するように Data Grid クラスターを設定します。
検証
Data Grid クラスターを起動した際、以下のログメッセージは、クラスターがセキュアな JGroups スタックを使用していることを示しています。
[org.infinispan.CLUSTER] ISPN000078: Starting JGroups channel cluster with stack <encrypted_stack_name>
[org.infinispan.CLUSTER] ISPN000078: Starting JGroups channel cluster with stack <encrypted_stack_name>
Data Grid ノードは ASYM_ENCRYPT を使用している場合のみクラスターに参加でき、コーディネーターノードからシークレットキーを取得できます。それ以外の場合は、次のメッセージが Data Grid ログに書き込まれます。
[org.jgroups.protocols.ASYM_ENCRYPT] <hostname>: received message without encrypt header from <hostname>; dropping it
[org.jgroups.protocols.ASYM_ENCRYPT] <hostname>: received message without encrypt header from <hostname>; dropping it
参照資料
この手順の ASYM_ENCRYPT の設定例は、一般的に使用されるパラメーターを示しています。利用可能なパラメーターの完全なセットについては、JGroups のドキュメントを参照してください。
2.3. 対称暗号化を使用したクラスタートランスポートの設定 リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
指定したキーストアからの秘密鍵を使用して JGroups メッセージを暗号化するように Data Grid クラスターを設定します。
手順
- シークレットキーが含まれるキーストアを作成します。
クラスター内の各ノードのクラスパスにキーストアを配置します。
Data Grid Server の場合は、$RHDG_HOME ディレクトリーにキーストアを配置します。
次の例のように、Data Grid 設定の JGroups スタックに
SYM_ENCRYPTプロトコルを追加します。Copy to Clipboard Copied! Toggle word wrap Toggle overflow - 1
- Data Grid のデフォルト TCP スタックを拡張する "encrypt-tcp" という名前のセキュアな JGroups スタックを作成します。
- 2
- ノードが秘密鍵を取得するキーストアに名前を付けます。
- 3
- キーストアのタイプを指定します。JGroups はデフォルトで JCEKS を使用します。
- 4
- キーストアのパスワードを指定します。
- 5
- 秘密鍵のパスワードを指定します。
- 6
- 秘密鍵のエイリアスを指定します。
- 7
stack.combine属性とstack.position属性を使用して、デフォルトの TCP スタックのVERIFY_SUSPECTプロトコルの後にSYM_ENCRYPTを挿入します。- 8
- セキュアな JGroups スタックを使用するように Data Grid クラスターを設定します。
検証
Data Grid クラスターを起動した際、以下のログメッセージは、クラスターがセキュアな JGroups スタックを使用していることを示しています。
[org.infinispan.CLUSTER] ISPN000078: Starting JGroups channel cluster with stack <encrypted_stack_name>
[org.infinispan.CLUSTER] ISPN000078: Starting JGroups channel cluster with stack <encrypted_stack_name>
Data Grid ノードは、SYM_ENCRYPT を使用し、共有キーストアからシークレットキーを取得できる場合に限りクラスターに参加できます。それ以外の場合は、次のメッセージが Data Grid ログに書き込まれます。
[org.jgroups.protocols.SYM_ENCRYPT] <hostname>: received message without encrypt header from <hostname>; dropping it
[org.jgroups.protocols.SYM_ENCRYPT] <hostname>: received message without encrypt header from <hostname>; dropping it
参照資料
この手順の SYM_ENCRYPT の設定例は、一般的に使用されるパラメーターを示しています。利用可能なパラメーターの完全なセットについては、JGroups のドキュメントを参照してください。
第3章 Data Grid ポートおよびプロトコル リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
Data Grid は、ネットワークにデータを分散し、外部クライアント要求の接続を確立できるため、Data Grid がネットワークトラフィックを処理するために使用するポートおよびプロトコルを認識する必要があります。
Data Grid をリモートサーバーとして実行する場合は、ファイアウォールを介してリモートクライアントを許可する必要がある場合があります。同様に、競合やネットワークの問題を防ぐために、Data Grid ノードがクラスター通信に使用するポートを調整する必要があります。
3.1. Data Grid Server ポートおよびプロトコル リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
Data Grid Server は、リモートクライアントアクセス用にネットワーク上のエンドポイントを公開します。
| ポート | プロトコル | 説明 |
|---|---|---|
|
| TCP | Hot Rod および REST エンドポイント |
|
| TCP | デフォルトで無効にされる Memcached エンドポイント。 |
3.1.1. リモート接続用のネットワークファイアウォールの設定 リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
サーバーと外部クライアント間のトラフィックを許可するためにファイアウォールルールを調整します。
手順
Red Hat Enterprise Linux (RHEL) ワークステーションでは、たとえば、以下のように firewalld を使用してポート 11222 へのトラフィックを許可できます。
firewall-cmd --add-port=11222/tcp --permanent firewall-cmd --list-ports | grep 11222
# firewall-cmd --add-port=11222/tcp --permanent
success
# firewall-cmd --list-ports | grep 11222
11222/tcp
ネットワーク全体に適用されるファイアウォールルールを設定するには、nftables ユーティリティーを使用できます。
3.2. クラスタートラフィックの TCP および UDP ポート リンクのコピーリンクがクリップボードにコピーされました!
Data Grid は、クラスタートランスポートメッセージに以下のポートを使用します。
| デフォルトのポート | プロトコル | 説明 |
|---|---|---|
|
| TCP/UDP | JGroups クラスターバインドポート |
|
| UDP | JGroups マルチキャスト |
クロスサイトレプリケーション
Data Grid は、JGroups RELAY2 プロトコルに以下のポートを使用します。
7900- OpenShift で実行している Data Grid クラスターの向け。
7800- ノード間のトラフィックに UDP を使用し、クラスター間のトラフィックに TCP を使用する場合。
7801- ノード間のトラフィックに TCP を使用し、クラスター間のトラフィックに TCP を使用する場合。