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5.9. クラスタートランスポートの暗号化

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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。

5.9.1. JGroups 暗号化プロトコル

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。

重要

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。

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 参加ノードは秘密鍵を復号してインストールします。
  6. 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。

  1. 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。
  2. 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_ENCRYPTASYM_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。

5.9.2. 非対称暗号化を使用したクラスタートランスポートのセキュア化

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

  1. 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。
  2. 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。

  3. 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。

    <infinispan>
      <jgroups>
        <!-- Creates a secure JGroups stack named "encrypt-tcp" that extends the default TCP stack. -->
        <stack name="encrypt-tcp" extends="tcp">
          <!-- Adds a keystore that nodes use to perform certificate authentication. -->
          <!-- Uses the stack.combine and stack.position attributes to insert SSL_KEY_EXCHANGE into the default TCP stack after VERIFY_SUSPECT2. -->
          <SSL_KEY_EXCHANGE keystore_name="mykeystore.jks"
                            keystore_password="changeit"
                            stack.combine="INSERT_AFTER"
                            stack.position="VERIFY_SUSPECT2"/>
          <!-- Configures ASYM_ENCRYPT -->
          <!-- Uses the stack.combine and stack.position attributes to insert ASYM_ENCRYPT into the default TCP stack before pbcast.NAKACK2. -->
          <!-- The use_external_key_exchange = "true" attribute configures nodes to use the `SSL_KEY_EXCHANGE` protocol for certificate authentication. -->
          <ASYM_ENCRYPT asym_keylength="2048"
                        asym_algorithm="RSA"
                        change_key_on_coord_leave = "false"
                        change_key_on_leave = "false"
                        use_external_key_exchange = "true"
                        stack.combine="INSERT_BEFORE"
                        stack.position="pbcast.NAKACK2"/>
        </stack>
      </jgroups>
      <cache-container name="default" statistics="true">
        <!-- Configures the cluster to use the JGroups stack. -->
        <transport cluster="${infinispan.cluster.name}"
                   stack="encrypt-tcp"
                   node-name="${infinispan.node.name:}"/>
      </cache-container>
    </infinispan>

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>

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

5.9.3. 対称暗号化を使用したクラスタートランスポートのセキュア化

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

  1. シークレットキーが含まれるキーストアを作成します。
  2. 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。

  3. Data Grid 設定の JGroups スタックに SYM_ENCRYPT プロトコルを追加します。
<infinispan>
  <jgroups>
    <!-- Creates a secure JGroups stack named "encrypt-tcp" that extends the default TCP stack. -->
    <stack name="encrypt-tcp" extends="tcp">
      <!-- Adds a keystore from which nodes obtain secret keys. -->
      <!-- Uses the stack.combine and stack.position attributes to insert SYM_ENCRYPT into the default TCP stack after VERIFY_SUSPECT2. -->
      <SYM_ENCRYPT keystore_name="myKeystore.p12"
                   keystore_type="PKCS12"
                   store_password="changeit"
                   key_password="changeit"
                   alias="myKey"
                   stack.combine="INSERT_AFTER"
                   stack.position="VERIFY_SUSPECT2"/>
    </stack>
  </jgroups>
  <cache-container name="default" statistics="true">
    <!-- Configures the cluster to use the JGroups stack. -->
    <transport cluster="${infinispan.cluster.name}"
               stack="encrypt-tcp"
               node-name="${infinispan.node.name:}"/>
  </cache-container>
</infinispan>

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>

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
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