问题征象
Java 应用在运行过程中突然报java.sql.SQLNonTransientConnectionException: Public Key Retrieval is not allowed错误。
开发童鞋表现不明白，毕竟应用没做任何变更，为什么会突然出现这个错误？- 2025-03-31 08:31:11 - create connection SQLException, url: jdbc:mysql://10.0.1.86:3306/information_schema?useSSL=false, errorCode 0, state 08001
- java.sql.SQLNonTransientConnectionException: Public Key Retrieval is not allowed
- at com.mysql.cj.jdbc.exceptions.SQLError.createSQLException(SQLError.java:110)
- at com.mysql.cj.jdbc.exceptions.SQLExceptionsMapping.translateException(SQLExceptionsMapping.java:122)
- at com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl.createNewIO(ConnectionImpl.java:828)
- at com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl.<init>(ConnectionImpl.java:448)
- at com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl.getInstance(ConnectionImpl.java:241)
- at com.mysql.cj.jdbc.NonRegisteringDriver.connect(NonRegisteringDriver.java:198)
- at com.alibaba.druid.pool.DruidAbstractDataSource.createPhysicalConnection(DruidAbstractDataSource.java:1682)
- at com.alibaba.druid.pool.DruidAbstractDataSource.createPhysicalConnection(DruidAbstractDataSource.java:1803)
- at com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource$CreateConnectionThread.run(DruidDataSource.java:2914)
- ...
用户使用的密码认证插件是 caching_sha2_password 且 JDBC 连接串中指定了useSSL=false。
当碰到以下场景，就会出现上述报错：
- 第一次连接时。
- 数据库实例发生了重启。
- 服务端执行了 FLUSH PRIVILEGES 操纵。
解决方法
解决方法有以下几种：
方案 1
将用户的密码认证插件调解为 mysql_native_password。不推荐该方法，由于 MySQL 9.0 移除了 mysql_native_password。- ALTER USER 'u1'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'MySQL@2025';
在 JDBC 连接串中设置useSSL=true。推荐该方法，但开启 SSL 会有一定的性能开销。
如果既不想开启 SSL，又想制止 Public Key Retrieval is not allowed 错误，以下是两个可选的解决方案：
方案 3
在 JDBC 连接串中添加allowPublicKeyRetrieval=true。
该方法会自动从 MySQL 服务端获取 RSA 公钥，但这种方法有一定的安全风险，大概会受到中间人攻击。攻击者可以伪造 RSA 公钥，偷取用户密码。
方案 4
在 JDBC 连接串中指定serverRSAPublicKeyFile。
该方法须要将方案 3 中的公钥内容写到应用侧的一个本地文件中，具体步骤如下：
- 通过show status like 'Caching_sha2_password_rsa_public_key'命令或者从参数 caching_sha2_password_public_key_path（默认是 public_key.pem）指定的文件中获取公钥内容。
- 将公钥内容生存到应用侧的一个本地文件中。
- 在 JDBC 连接串中指定该公钥文件路径。如，
- JDBC_URL = "jdbc:mysql://10.0.1.86:3306/information_schema?useSSL=false&serverRSAPublicKeyFile=/usr/local/caching_sha2_password_public_key.pem"
四种方案的优缺点对比
方案安全等级适用场景备注SSL 加密连接 (useSSL=true)★★★★★全部生产环境最安全方案，推荐优先使用手动配置 RSA 公钥 (serverRSAPublicKeyFile)★★★★☆禁用 SSL 的生产环境需维护公钥文件自动获取 RSA 公钥 (allowPublicKeyRetrieval=true)★★☆☆☆可信内网环境存在中间人攻击风险更改认证插件★☆☆☆☆不推荐兼容性差，安全性低根因分析
简朴来说，caching_sha2_password 插件为了加速认证过程，在服务端维护了一个密码哈希缓存。当客户端发起连接时：
- 如果用户的密码哈希已经被缓存，服务端可以直接验证，无需客户端发送明文密码进行验证。
- 如果缓存中没有该用户的密码哈希（比如第一次连接时，除此之外，数据库重启或执行 FLUSH PRIVILEGES，还会清除密码哈希缓存），则客户端须要发送明文密码进行认证。
在发送明文密码时，出于安全考虑，MySQL 要求：
- 要么客户端和服务端之间建立 SSL 加密连接。
- 要么客户端允许通过服务端公钥加密明文密码。
如果两者都不满足，就会抛出 Public Key Retrieval is not allowed 错误。
caching_sha2_password 的认证交互流程
以下是客户端与服务端使用 caching_sha2_password 插件进行身份认证时的完整交互流程：
具体实现细节如下：
- MySQL 服务端收到客户端的请求后，会生成一个长度为 21 字节的随机数。
- MySQL 服务端给客户端发送一个握手包（handshake packet）。
该握手包是 MySQL 服务端与客户端建立连接时发送的第一个数据包，包的内容如下：
握手包的构造和发送是在send_server_handshake_packet函数中实现的。
- 协议版本。
- 服务端版本。
- 线程 ID。
- 随机数的第一部门。
- 服务端能力标志（低16位） 。
- 默认字符集编号。
- 服务端状态标志。
- 服务端能力标志（高16位） 。
- 随机数的的长度。
- 保留字段。
- 随机数的第二部门。
- 默认的密码认证插件名称。
在 MySQL 8.4 之前，默认的密码认证插件由 default_authentication_plugin 参数决定。在 MySQL 5.7 中，该参数的默认值为 mysql_native_password，在 MySQL 8.0 中，该参数的默认值为 caching_sha2_password。在 MySQL 8.4 中，移除了这个参数，默认的密码认证插件硬编码为 caching_sha2_password。
- 客户端在接收到服务端的握手包后，会根据握手包中的密码认证插件进行身份验证。对于 caching_sha2_password 插件，客户端将基于以下公式构造一个 scramble_response，然后调用prep_client_reply_packet构造握手包发送给服务端。公式中的 random 是服务端在握手包中发送的随机数。
- scramble_response = XOR(SHA256(password), SHA256(SHA256(SHA256(password)) + random)
- 服务端调用parse_client_handshake_packet解析客户端返回的握手包，解析出来的内容包罗用户名、密码（不是明文密码，是 scramble_response）、库名。
- 基于用户名和客户端 IP 从ACL缓存中找到用户对应的认证信息，包罗密码认证插件和密码哈希值。
- 调用Caching_sha2_password::fast_authenticate进行快速验证。快速验证的逻辑如下：
- 首先基于用户名和主机名构造一个 authorization_id。
- 判断 authorization_id 是否在 m_cache 存在。m_cache 即密码哈希缓存，是 caching_sha2_password 中的关键组件，它的底层实现是一个哈希表。该哈希表的键是 authorization_id，值是一个二维数组，用来存储新旧两个密码哈希值（从 MySQL 8.0 开始，一个用户可以设置两个密码），存储的值是对密码进行两次 SHA-256 哈希计算的结果，即SHA256(SHA256(password)。
- 如果存在，则通过以下步骤验证密码是否正确。
- SHA2(m_known, rnd) => scramble_stage1
- XOR(scramble, scramble_stage1) => digest_stage1
- SHA2(digest_stage1) => digest_stage2
- m_known == digest_stage2
末了，将 m_known 与 digest_stage2 进行比力，如果相等，则意味着密码正确。这个时间，服务端会给客户端发送一个fast_auth_success包。
- 如果 authorization_id 在 m_cache 中不存在，或者存在但不匹配，则意味着快速验证失败，这个时间，服务端会给客户端发送一个perform_full_authentication包，要求客户端发送密码进行身份验证。
- 客户端收到服务端发送的perform_full_authentication包后：
- 如果连接是安全的（即开启了 SSL），则会向客户端发送明文密码。
- 如果连接不是安全的（即没有开启 SSL，一样平常是由于客户端显式指定了--ssl-mode=DISABLED），则会调用 rsa_init() 初始化 RSA 公钥，这个公钥是 mysql 客户端参数 server-public-key-path 指定的。如果没指定，则看 mysql 客户端参数中是否指定了get-server-public-key。
如果既没指定 server-public-key-path，又没指定 get-server-public-key，则 mysql 客户端会提示ERROR 2061 (HY000): Authentication plugin 'caching_sha2_password' reported error: Authentication requires secure connection.错误。
JDBC 中的处理逻辑类似，对于非 SSL 连接，如果既没指定 serverRSAPublicKeyFile，又没指定allowPublicKeyRetrieval，则会提示Public Key Retrieval is not allowed错误，具体的实现细节可参考 CachingSha2PasswordPlugin.java 中的 nextAuthenticationStep 方法。
如果指定了 get-server-public-key，则客户端会向服务端发送一个request_public_key包。
- 服务端收到客户端发送的request_public_key包后，会将 RSA 公钥发送给客户端。
- 客户端收到 RSA 公钥后，首先会将密码和服务端之前发送的随机数进行异或运算，然后使用 RSA 公钥对异或后的结果进行加密，末了将加密后的密文发送给服务端。
- 服务端收到加密后的密文后，会调用 decrypt_RSA_private_key 进行解密，获取明文密码。
- 服务端 Caching_sha2_password::authenticate 验证密码是否正确。验证的逻辑如下：
- 从 mysql.user 表 authentication_string 字段中提取迭代次数和盐值。
对于 caching_sha2_password，authentication_string 的格式如下：- 分隔符[摘要类型]分隔符[迭代次数]分隔符[盐值][哈希摘要]
- 基于提取的迭代次数、盐值和明文密码生成一个哈希摘要。
- 判断提取的哈希摘要和生成的哈希摘要是否相等，如果相等，则意味着密码正确，否则是错误的。
参考资料
- Protocol::HandshakeV10：https://dev.mysql.com/doc/dev/mysql-server/latest/page_protocol_connection_phase_packets_protocol_handshake_v10.html
- Caching_sha2_password information：https://dev.mysql.com/doc/dev/mysql-server/latest/page_caching_sha2_authentication_exchanges.html
- WL#9591: Caching sha2 authentication plugin：https://dev.mysql.com/worklog/task/?id=9591
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！更多信息从访问主页：qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及商务社交产业平台。 |
