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Service Mesh
3.6. 在 Service Mesh 中自定义安全性

3.6. 在 Service Mesh 中自定义安全性

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查看不再支持的 Red Hat OpenShift Service Mesh 发行版本的文档。

Service Mesh 版本 1.0 和 1.1 control plane 不再被支持。有关升级服务网格 control plane 的详情，请参阅升级 Service Mesh。

有关特定 Red Hat OpenShift Service Mesh 发行版本的支持状态的详情，请查看产品生命周期页面。

如果您的服务网格应用程序使用复杂的微服务组成，您可以使用 Red Hat OpenShift Service Mesh 自定义这些服务间的通信安全性。OpenShift Container Platform 的基础架构以及 Service Mesh 的流量管理功能可帮助您管理应用程序的复杂性，并为微服务提供服务和身份安全。

3.6.1. 启用 mutual Transport Layer Security（mTLS）
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Mutual Transport Layer Security（mTLS）是一个双方可以同时相互验证对方的协议。在一些协议（IKE、SSH）中，它是身份验证的默认模式，在其他协议中（TLS）是可选的。

mtls 可在不更改应用程序或服务代码的情况下使用。TLS 完全由服务网格基础架构处理，并在两个 sidecar 代理之间进行处理。

默认情况下，Red Hat OpenShift Service Mesh 设置为 permissive 模式，Service Mesh 中的 sidecar 接受明文流量和使用 mTLS 加密的连接。如果网格中的服务需要与网格外的服务进行通信，则 strict 模式的 mTLS 可能会破坏这些服务之间的通信。在将工作负载迁移到 Service Mesh 时使用 permissive 模式。

3.6.1.1. 在网格中启用 strict 模式的 mTLS
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如果您的工作负载没有与网格之外的服务进行通信，且只接受加密的连接不会破坏这些通信，则可以在您的网格间快速启用 mTLS。在 ServiceMeshControlPlane 资源中将 spec.istio.global.mTLS.enabled 设置为 true。operator 创建所需资源。

apiVersion: maistra.io/v1
kind: ServiceMeshControlPlane
spec:
  istio:
    global:
      mtls:
        enabled: true

apiVersion: maistra.io/v1
kind: ServiceMeshControlPlane
spec:
  istio:
    global:
      mtls:
        enabled: true

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3.6.1.1.1. 为特定服务的入站连接配置 sidecar
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您可以通过创建一个策略来为各个服务或命名空间配置 mTLS。

apiVersion: "authentication.istio.io/v1alpha1"
kind: "Policy"
metadata:
  name: default
  namespace: <NAMESPACE>
spec:
  peers:
    - mtls: {}

apiVersion: "authentication.istio.io/v1alpha1"
kind: "Policy"
metadata:
  name: default
  namespace: <NAMESPACE>
spec:
  peers:
    - mtls: {}

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如果您的环境对服务网格中的加密流量有具体要求，可以通过在 ServiceMeshControlPlane 资源中设置 spec.security.controlPlane.tls.minProtocolVersion 或 spec.security.controlPlane.tls.maxProtocolVersion 来控制允许的加密功能。这些值在 control plane 资源中配置，定义网格组件在通过 TLS 安全通信时使用的最小和最大 TLS 版本。

apiVersion: maistra.io/v1
kind: ServiceMeshControlPlane
spec:
  istio:
    global:
      tls:
        minProtocolVersion: TLSv1_2
        maxProtocolVersion: TLSv1_3

apiVersion: maistra.io/v1
kind: ServiceMeshControlPlane
spec:
  istio:
    global:
      tls:
        minProtocolVersion: TLSv1_2
        maxProtocolVersion: TLSv1_3

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默认为 TLS_AUTO，且不指定 TLS 版本。

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表 3.3. 有效值
值	描述
`TLS_AUTO`	default
`TLSv1_0`	TLS 版本 1.0
`TLSv1_1`	TLS 版本 1.1
`TLSv1_2`	TLS 版本 1.2
`TLSv1_3`	TLS 版本 1.3

3.6.2. 配置密码套件和 ECDH curves（策展）
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密码套件和 Elliptic-curve Diffie-Hellman（ECDH 策展）可以帮助您保护服务网格的安全。您可以使用 spec.istio.global.tls.cipherSuites 和 ECDH 策展在 ServiceMeshControlPlane 资源中使用 spec.istio.global.tls.ecdhCurves 定义以逗号隔开的密码套件列表。如果其中任何一个属性为空，则使用默认值。

如果您的服务网格使用 TLS 1.2 或更早版本， cipherSuites 设置就会有效。它在使用 TLS 1.3 时无效。

在以逗号分开的列表中设置密码组合，以优先级顺序进行排列。例如，ecdhCurves: CurveP256, CurveP384 把 CurveP256 设置为比 CurveP384 有更高的优先级。

注意

在配置加密套件时，需要包括 TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 或 TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256。HTTP/2 的支持至少需要其中一个加密套件。

支持的加密套件是：

TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
TLS_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA
TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA

支持的 ECDH Curves 是：

CurveP256
CurveP384
CurveP521
X25519

3.6.3. 添加外部证书颁发机构密钥和证书
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默认情况下，Red Hat OpenShift Service Mesh 生成自签名 root 证书和密钥，并使用它们为工作负载证书签名。您还可以使用用户定义的证书和密钥使用用户定义的 root 证书为工作负载证书签名。此任务演示了一个将证书和密钥插入 Service Mesh 的示例。

先决条件

您必须已安装了启用了 mutual TLS 来配置证书的 Red Hat OpenShift Service Mesh。
本例使用 Maistra 仓库中的证书。对于生产环境，请使用您自己的证书颁发机构提供的证书。
您必须部署 Bookinfo 示例应用程序以按照以下说明验证结果。

3.6.3.1. 添加一个现有证书和密钥
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要使用现有签名（CA）证书和密钥，必须创建一个信任文件链，其中包括 CA 证书、密钥和 root 证书。您必须为每个对应证书使用以下准确文件名称。CA 证书名为 ca-cert.pem，密钥是 ca-key.pem，签名 ca-cert.pem 的 root 证书名为 root-cert.pem。如果您的工作负载使用中间证书，则必须在 cert-chain.pem 文件中指定它们。

按照以下步骤将证书添加到 Service Mesh。本地保存 Maistra repo 中的示例证书,，将 <path> 替换为证书的路径。

创建一个 secret cacert，其中包含输入文件 ca-cert.pem、ca-key.pem、root-cert.pem 和 cert-chain.pem。

oc create secret generic cacerts -n istio-system --from-file=<path>/ca-cert.pem \
    --from-file=<path>/ca-key.pem --from-file=<path>/root-cert.pem \
    --from-file=<path>/cert-chain.pem

$ oc create secret generic cacerts -n istio-system --from-file=<path>/ca-cert.pem \
    --from-file=<path>/ca-key.pem --from-file=<path>/root-cert.pem \
    --from-file=<path>/cert-chain.pem

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在 ServiceMeshControlPlane 资源中将 global.mtls.enabled 设置为 true，并将 security.selfSigned 设置为 false。Service Mesh 从 secret-mount 文件中读取证书和密钥。

apiVersion: maistra.io/v1
kind: ServiceMeshControlPlane
spec:
  istio:
    global:
      mtls:
        enabled: true
    security:
      selfSigned: false

apiVersion: maistra.io/v1
kind: ServiceMeshControlPlane
spec:
  istio:
    global:
      mtls:
        enabled: true
    security:
      selfSigned: false

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要确保工作负载迅速添加新证书，请删除名为 istio.* 的 Service Mesh 生成的 secret。在这个示例中, istio.default。Service Mesh 为工作负载发布新证书。
```
oc delete secret istio.default
```
```
$ oc delete secret istio.default
```
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3.6.3.2. 验证您的证书
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使用 Bookinfo 示例应用程序验证您的证书被正确挂载。首先，检索挂载的证书。然后，验证 pod 上挂载的证书。

将 pod 名称存储在 RATINGSPOD 变量中。

RATINGSPOD=`oc get pods -l app=ratings -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}'`

$ RATINGSPOD=`oc get pods -l app=ratings -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}'`

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运行以下命令以检索代理上挂载的证书。

oc exec -it $RATINGSPOD -c istio-proxy -- /bin/cat /etc/certs/root-cert.pem > /tmp/pod-root-cert.pem

$ oc exec -it $RATINGSPOD -c istio-proxy -- /bin/cat /etc/certs/root-cert.pem > /tmp/pod-root-cert.pem

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文件 /tmp/pod-root-cert.pem 包含向 pod 传播的根证书。

oc exec -it $RATINGSPOD -c istio-proxy -- /bin/cat /etc/certs/cert-chain.pem > /tmp/pod-cert-chain.pem

$ oc exec -it $RATINGSPOD -c istio-proxy -- /bin/cat /etc/certs/cert-chain.pem > /tmp/pod-cert-chain.pem

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文件 /tmp/pod-cert-chain.pem 包含向 pod 传播的工作负载证书和 CA 证书。

验证 root 证书与 Operator 指定证书相同。将 <path> 替换为证书的路径。

openssl x509 -in <path>/root-cert.pem -text -noout > /tmp/root-cert.crt.txt

$ openssl x509 -in <path>/root-cert.pem -text -noout > /tmp/root-cert.crt.txt

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openssl x509 -in /tmp/pod-root-cert.pem -text -noout > /tmp/pod-root-cert.crt.txt

$ openssl x509 -in /tmp/pod-root-cert.pem -text -noout > /tmp/pod-root-cert.crt.txt

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diff /tmp/root-cert.crt.txt /tmp/pod-root-cert.crt.txt

$ diff /tmp/root-cert.crt.txt /tmp/pod-root-cert.crt.txt

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预期输出为空。

验证 CA 证书与 Operator 指定证书相同。将 <path> 替换为证书的路径。

sed '0,/^-----END CERTIFICATE-----/d' /tmp/pod-cert-chain.pem > /tmp/pod-cert-chain-ca.pem

$ sed '0,/^-----END CERTIFICATE-----/d' /tmp/pod-cert-chain.pem > /tmp/pod-cert-chain-ca.pem

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openssl x509 -in <path>/ca-cert.pem -text -noout > /tmp/ca-cert.crt.txt

$ openssl x509 -in <path>/ca-cert.pem -text -noout > /tmp/ca-cert.crt.txt

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openssl x509 -in /tmp/pod-cert-chain-ca.pem -text -noout > /tmp/pod-cert-chain-ca.crt.txt

$ openssl x509 -in /tmp/pod-cert-chain-ca.pem -text -noout > /tmp/pod-cert-chain-ca.crt.txt

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diff /tmp/ca-cert.crt.txt /tmp/pod-cert-chain-ca.crt.txt

$ diff /tmp/ca-cert.crt.txt /tmp/pod-cert-chain-ca.crt.txt

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预期输出为空。

从 root 证书到工作负载证书验证证书链。将 <path> 替换为证书的路径。

head -n 21 /tmp/pod-cert-chain.pem > /tmp/pod-cert-chain-workload.pem

$ head -n 21 /tmp/pod-cert-chain.pem > /tmp/pod-cert-chain-workload.pem

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openssl verify -CAfile <(cat <path>/ca-cert.pem <path>/root-cert.pem) /tmp/pod-cert-chain-workload.pem

$ openssl verify -CAfile <(cat <path>/ca-cert.pem <path>/root-cert.pem) /tmp/pod-cert-chain-workload.pem

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输出示例

/tmp/pod-cert-chain-workload.pem: OK

/tmp/pod-cert-chain-workload.pem: OK

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3.6.3.3. 删除证书
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要删除您添加的证书，请按照以下步骤操作。

删除 secret cacert。

oc delete secret cacerts -n istio-system

$ oc delete secret cacerts -n istio-system

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在 ServiceMeshControlPlane 资源中使用自签名 root 证书重新部署 Service Mesh。

apiVersion: maistra.io/v1
kind: ServiceMeshControlPlane
spec:
  istio:
    global:
      mtls:
        enabled: true
    security:
      selfSigned: true

apiVersion: maistra.io/v1
kind: ServiceMeshControlPlane
spec:
  istio:
    global:
      mtls:
        enabled: true
    security:
      selfSigned: true

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3.6.1. 启用 mutual Transport Layer Security（mTLS）
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3.6.1.1. 在网格中启用 strict 模式的 mTLS
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3.6.1.1.1. 为特定服务的入站连接配置 sidecar
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3.6.1.2. 为出站连接配置 sidecar
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3.6.1.3. 设置最小和最大协议版本
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3.6.2. 配置密码套件和 ECDH curves（策展）
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3.6.3. 添加外部证书颁发机构密钥和证书
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3.6.3.1. 添加一个现有证书和密钥
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3.6.3.2. 验证您的证书
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3.6.3.3. 删除证书
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