基于 SASL/SCRAM 让 Kafka 实现动态授权认证

一、说明

在大数据处置处罚和分析中 Apache Kafka 已经成为了一个焦点组件。然而在生产情况中摆设 Kafka 时，安全性是一个必须要思量的重要因素。SASL（简单认证与安全层）和 SCRAM（基于密码的认证机制的盐化挑战相应认证机制）提供了一种方法来加强 Kafka 集群的安全性。
本文将从零开始摆设 ZooKeeper 和 Kafka 并通过配置 SASL/SCRAM 和 ACL（访问控制列表）来加强 Kafka 的安全性。
 
二、Kafka 的安全机制

kafka 社区在 0.9.0.0 版本正式添加了安全特性，可以满足各种安全性的要求，包罗：

• Kafka 与 ZooKeeper 之间的安全通信；
  
• Kafka 集群 ZooKeeper 之间的安全通信；
  
• 客户端与服务端之间的安全通信；
  
• 消息级别的权限控制，可以控制客户端（生产者或消费者）的读写操作权限。
  

 
认证方式引入版本适用场景SSL0.9.0SSL做信道加密比较多，SSL认证不如SASL所以一般都会使用SSL来做通信加密。SASL/GSSAPI0.9.9主要是给 Kerberos 使用的。假如你的公司已经做了 Kerberos 认证（比如使用 Active Directory），那么使用 GSSAPI 是最方便的了。因为你不必要额外地搭建 Kerberos，只要让你们的 Kerberos 管理员给每个 Broker 和要访问 Kafka 集群的操作系统用户申请 principal 就好了。SASL/PLAIN0.10.2简单的用户名密码认证，通常与SSL结合使用，对于小公司来说，没必要搭建公司级别的Kerberos，使用它就比较合适。SASL/SCRAM0.10.2PLAIN的加强版本，支持动态的用户增减。Deleation Token1.1Delegation Token 是在 1.1 版本引入的，它是一种轻量级的认证机制，主要目的是补充现有的 SASL 或 SSL 认证。假如要使用 Delegation Token，你必要先配置好 SASL 认证，然后再使用 Kafka 提供的 API 去获取对应的 Delegation Token。这样 Broker 和客户端在做认证的时候，可以直接使用这个 token，不用每次都去 KDC 获取对应的 ticket（Kerberos 认证）或传输 Keystore 文件（SSL 认证）。SASL/OAUTHBEARER2.0OAuth 2框架的集成。 
三、情况和软件准备

从 Apache Kafka 官网 下载对应版本的 Kafka 并解压到你选择的目录。

确保已经安装 Java 才气运行 Kafka，可以通过运行 java -version 来检查 Java 情况。

 
四、摆设 Zookeeper

使用 Kafka 内置的 Zookeeper
4.1. 启用 SASL 认证

进入 config 目录，修改 zookeeper.properties 配置文件增加以下内容：

1. authProvider.1=org.apache.zookeeper.server.auth.SASLAuthenticationProvider
2. jaasLoginRenew=3600000
3. requireClientAuthScheme=sasl
4. zookeeper.sasl.client=true

复制代码

 
4.2. 配置 JAAS

在 config 目录下创建 zk_jaas.conf 文件，内容如下：

1. Server {
2.     org.apache.zookeeper.server.auth.DigestLoginModule required
3.     username="admin"
4.     password="admin"
5.     user_admin="admin"
6.     user_zkclient="zkclient";
7. };

复制代码

其作用是创建了一个 Server 节点，其中

• org.apache.zookeeper.server.auth.DigestLoginModule required 是认证逻辑的处置处罚类；
  
• username、password 是zookeeper之间通讯的用户名和密码；
  
• user_admin="admin" 的结构是 user_[username]=[password] 定义 kafka-broker（zookeeper客户端）连接到 zookeeper 时用的用户名和密码。
  

注意：Server 内部最后一行的 ; 和 } 后的 ; 不能缺少！

 
4.3. 修改启动文件

进入 bin 目录，修改 zookeeper-server-start.sh 文件；
在 export KAFKA_HEAP_OPTS= 配置项的参数后添加 JAAS 的配置：

1. export KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx512M -Xms512M -Djava.security.auth.login.config=../config/zk_jaas.conf"

复制代码

 
4.4. 启动 Zookeeper

实行下令：./zookeeper-server-start.sh -daemon ../config/zookeeper.properties

-daemon 参数配置后台运行

 
4.5. 测试

可以从官网 Apache ZooKeeper 下载对应版本的 ZooKeeper 并解压；
添加 JAAS 配置，在 confi 目录下创建 zk_client_jaas.conf 文件：

1. Client{
2.     org.apache.zookeeper.server.auth.DigestLoginModule required
3.     username="zkclient"
4.     password="zkclient";
5. };

复制代码

修改 bin 目录下的 zkCli.sh 文件，在启动下令中增加 JAAS 的配置：

1. "$JAVA" "-Dzookeeper.log.dir=${ZOO_LOG_DIR}" "-Dzookeeper.root.logger=${ZOO_LOG4J_PROP}" "-Dzookeeper.log.file=${ZOO_LOG_FILE}" \
2.      -cp "$CLASSPATH" $CLIENT_JVMFLAGS $JVMFLAGS \
3.      "-Djava.security.auth.login.config=../conf/zk_client_jaas.conf" \
4.      org.apache.zookeeper.ZooKeeperMain "$@"

复制代码

实行 zkCli.sh 连接本机已经启动好的 ZooKeeper
进入 Kafka 的 log 目录，检察内置 zk 的日志 zookeeper.out 表现以下内容：

1. INFO adding SASL authorization for authorizationID: zkclient (org.apache.zookeeper.server.ZooKeeperServer)

复制代码

代表 ZooKeeper 的 SASL 认证已经配置成功。

 
五、摆设 Kafka

5.1. 配置 Kafka Broker

进入 config 目录，修改 server.properties 配置文件增加以下内容：

1. listeners=SASL_PLAINTEXT://:9092
2. advertised.listeners=SASL_PLAINTEXT://localhost:9092
3. security.inter.broker.protocol=SASL_PLAINTEXT
4. sasl.mechanism.inter.broker.protocol=SCRAM-SHA-256
5. sasl.enabled.mechanisms=SCRAM-SHA-256
6. authorizer.class.name=kafka.security.authorizer.AclAuthorizer
7. allow.everyone.if.no.acl.found=false
8. super.users=User:admin

复制代码

• authorizer.class.name 开启 ACL 授权机制并指定实现类；
  
• allow.everyone.if.no.acl.found 假如没有找到ACL（访问控制列表）配置，是否答应任何操作；这里设置为 false 指除了超级管理员，其他用户必须配置 ACL 才气访问资源；
  
• super.users 超级管理员，无需配置 ACL 拥有所有权限的用户。
  

 
5.2. 配置 JAAS

在 config 目录下创建 kafka_server_jaas.conf 文件，内容如下：

1. KafkaServer {
2.     org.apache.kafka.common.security.scram.ScramLoginModule required
3.     username="admin"
4.     password="admin";
5. };
7. Client{
8.     org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required
9.     username="zkclient"
10.     password="zkclient";
11. };

复制代码

• KafkaServer 中的 username，password 用于 Kafka 集群 Broker 节点之间通信用的账号密码；
  
• KafkaServer 中的 user_test="test" 用于 Kafka 客户端（producer，consumer）连接broker时，用该配置下user_[username]=[password]结构配置的账号密码登录；
  
• Client 用于 broker 和 zookeeper 之间的认证，对应 zk_jaas.conf 中的 【user_zkclient="zkclient"】 配置；
  
• user_admin="admin" 的结构是 user_[username]=[password] 定义 kafka-broker（zookeeper客户端）连接到 zookeeper 时用的用户名和密码。
  

 
5.3. 修改启动文件

进入 bin 目录，修改 kafka-server-start.sh 文件；
在 export KAFKA_HEAP_OPTS= 配置项的参数后添加 JAAS 的配置：

1. export KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx1G -Xms1G -Djava.security.auth.login.config=../config/kafka_server_jaas.conf"

复制代码

 
5.4. 创建 SCRAM 用户

在启动 Kafka 之前必要先创建好用户，在 bin 目录下实行以下内容：

分别创建 admin(超级管理员) 和 test(客户端用户)

1. ./kafka-configs.sh --zookeeper localhost:2181 --alter --add-config 'SCRAM-SHA-256=[password=admin]' --entity-type users --entity-name admin
3. ./kafka-configs.sh --zookeeper localhost:2181 --alter --add-config 'SCRAM-SHA-256=[password=test]' --entity-type users --entity-name test

复制代码

SASL/SCRAM 认证的用户信息是动态创建存储在 ZooKeeper 中， 由于上面的配置 kafka_server_jaas.conf 中 Broker 之间的通信是通过 admin 用户的，假如该用户不存在会 启动报错。

 
5.5. 启动 Kafka

实行下令：./kafka-server-start.sh -daemon ../config/server.properties

-daemon 参数配置后台运行

 
六、验证 SASL/SCRAM 鉴权

6.1. 客户端认证配置

6.1.1. 管理员配置

进入 config 目录创建 cmd.properties 内容如下：

1. security.protocol=SASL_PLAINTEXT
2. sasl.mechanism=SCRAM-SHA-256
3. sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.scram.ScramLoginModule required username="admin" password="admin";

复制代码

配置认证的类型以及登录逻辑的处置处罚类和用户，使用超级管理员 admin
注意 最后的 ; 是必须加上的。

6.1.2. 生产者配置

修改 config 目录下的 producer.properties 增加以下内容：

1. security.protocol=SASL_PLAINTEXT
2. sasl.mechanism=SCRAM-SHA-256
3. sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.scram.ScramLoginModule required username="admin" password="admin";

复制代码

生产者也使用超级管理员 admin 来发送消息。

6.1.3. 消费者配置

修改 config 目录下的 consumer.properties 增加以下内容：

1. security.protocol=SASL_PLAINTEXT
2. sasl.mechanism=SCRAM-SHA-256
3. sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.scram.ScramLoginModule required username="test" password="test";

复制代码

消费者使用 test 用户来接收消息。

 
6.2. 创建topic

在 bin 目录下实行以下下令：

1. ./kafka-topics.sh --bootstrap-server localhost:9092 --create --topic test --partitions 1 --replication-factor 1 --command-config ../config/cmd.properties

复制代码

• bootstrap-server 配置 Kafka 服务端的地址
  
• topic 指定topic名称
  
• command-config 指定下令的认证配置，这里使用上面创建的 管理员配置
  

创建成功后可以通过以下下令检察存在的 topic 清单：

1. ./kafka-topics.sh --bootstrap-server localhost:9092 --list --command-config ../config/cmd.properties

复制代码

 
6.3. 创建消费者

6.3.1. 实行 kafka-console-consumer

在 bin 目录下实行以下下令：

1. ./kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic test --consumer.config ../config/consumer.properties

复制代码

实行下令后会发现以下 报错 信息：

1. ERROR Error processing message, terminating consumer process:  (kafka.tools.ConsoleConsumer$)
2. org.apache.kafka.common.errors.SaslAuthenticationException: Authentication failed during authentication due to invalid credentials with SASL mechanism SCRAM-SHA-256
3. Processed a total of 0 messages

复制代码

Authentication failed 认证失败，由于消费者的认证使用的是 test 用户，而该用户还未配置任何 ACL 权限。

6.3.2. 配置用户 ACL 权限

Kafka 的 ACL (Access Control Lists) 答应你定义哪些用户可以访问哪些主题，并且可以实行哪些操作（如读、写、创建、删除等）。
实行以下下令：

1. ./kafka-acls.sh --authorizer-properties zookeeper.connect=localhost:2181 --add --allow-principal User:test --operation Read --topic test --group test-consumer-group

复制代码

为 test 用户在资源 topic[test] 下分配只读权限

实行成功，可以通过以下下令检察资源所分配的所有 ACL 清单：

1. ./kafka-acls.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic test --list --command-config ../config/cmd.properties

复制代码

重新创建消费者：

1. ./kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic test --consumer.config ../config/consumer.properties

复制代码

实行成功后该 shell 窗口会一直阻塞等待消息。

 
6.4. 创建生产者

新开一个 shell 窗口 在 bin 目录下实行以下下令：

1. ./kafka-console-producer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic test --producer.config ../config/producer.properties

复制代码

由于生产者的认证使用的是 admin 为 超级管理员 所以无需配置 ACL 权限。
实行成功后会出现 > 符号，输入内容之后，切换到 消费者 窗口就可以看到了。

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