Kafka安全认证机制详解之SASL

一、概述

官方文档：
https://kafka.apache.org/documentation/#security
在官方文档中，kafka有五种加密认证方式，分别如下：

SSL：用于测试环境
SASL/GSSAPI (Kerberos) ：使用kerberos认证，密码是加密的，也是当前企业中使用最多的，最小支持版本0.9
SASL/PLAIN ：使用简单用户名和密码形式，生产环境中一般不使用，主要用于测试，最小支持版本0.10
SASL/SCRAM：主要解决PLAIN动态更新问题以及安全机制，最小支持版本0.10.2
SASL/OAUTHBEARER：基于OAuth2认证框架，最小支持版本2.0

几种认证方式的详细比较

SASL/GSSAPI 主要是给 Kerberos 使用的。GSSAPI 适用于本身已经做了 Kerberos 认证的场景，这样的话，SASL/GSSAPI 可以实现无缝集成。
SASL/PLAIN 是一个简单的用户名 / 密码认证机制，通常与 SSL 加密搭配使用。对于一些小公司而言，搭建公司级的 Kerberos 可能并没有什么必要，他们的用户系统也不复杂，特别是访问 Kafka 集群的用户可能不是很多。对于 SASL/PLAIN 而言，这就是一个非常合适的应用场景。总体来说，SASL/PLAIN 的配置和运维成本相对较小，适合于小型公司中的 Kafka 集群。SASL/PLAIN 有这样一个弊端：它不能动态地增减认证用户，必须重启 Kafka 集群才能令变更生效。因为所有认证用户信息全部保存在静态文件中，所以只能重启 Broker，才能重新加载变更后的静态文件。
SASL/SCRAM 通过将认证用户信息保存在 ZooKeeper 的方式，避免了动态修改需要重启 Broker 的弊端。在实际使用过程中，可以使用 Kafka 提供的命令动态地创建和删除用户，无需重启整个集群。因此，如果打算使用 SASL/PLAIN，不妨改用 SASL/SCRAM 试试。不过要注意的是，后者是 0.10.2 版本引入的。
SASL/OAUTHBEARER 是 2.0 版本引入的新认证机制，主要是为了实现与 OAuth 2 框架的集成。 Kafka 不提倡单纯使用 OAUTHBEARER，因为它生成的不安全的 JSON Web Token，必须配以 SSL 加密才能用在生产环境中。
Delegation 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。如果要使用 Delegation Token，需要先配置好 SASL 认证，然后再利用 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）。

二、SASL/PLAIN

SASL/PLAIN是基于用户名密码的认证方式，是比较常用的一种认证，通常与TLS一起用于加密以实现安全认证。

增加kafka配置

vim /opt/kafka_2.13-2.6.0/config/server.properties

# 增加以下配置，每台节点都要配置
listeners=SASL_PLAINTEXT://host.name:port
security.inter.broker.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism.inter.broker.protocol=PLAIN
sasl.enabled.mechanisms=PLAIN

# 分发配置,需要注意用户名和路径
scp /opt/kafka_2.13-2.6.0/config/server.properties root@kafka2-73085:/opt/kafka_2.13-2.6.0/config/

scp /opt/kafka_2.13-2.6.0/config/server.properties root@kafka3-73085:/opt/kafka_2.13-2.6.0/config/

增加kafka的权限配置信息

# 编辑配置文件
vim /opt/kafka_2.13-2.6.0/config/kafka_server_jaas.conf

# 增加以下配置
# 增加了两个用户 admin用户和tly用户,配置文件中间不能有注释
KafkaServer {
     org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required
     username="admin"
     password="123456"
     user_admin="123456"
     user_tly="123456";
 };

# 分发配置文件
scp kafka_server_jaas.conf root@kafka2-73085:/opt/kafka_2.13-2.6.0/config/

scp kafka_server_jaas.conf root@kafka3-73085:/opt/kafka_2.13-2.6.0/config/

上面配置是新增了两个用户，admin和tly，这两个用户都是普通用户，KafkaServer中的username、password配置的用户和密码，是用来broker和broker连接认证。在本例中，admin是代理broker间通信的用户。user_userName配置为连接到broker的所有用户定义密码，broker使用这些验证所有客户端连接，包括来自其他broker的连接。

将JAAS位置作为JVM参数传递给broker

# 编辑 kafka-run-class.sh
vim /opt/kafka_2.13-2.6.0/bin/kafka-run-class.sh

# 更改第219行
export KAFKA_OPTS="-Djava.security.auth.login.config=/opt/kafka_2.13-2.6.0/config/kafka_server_jaas.conf"

# 分发脚本
scp kafka-run-class.sh root@kafka2-73085:/opt/kafka_2.13-2.6.0/bin/kafka-run-class.sh       
scp kafka-run-class.sh root@kafka2-73085:/opt/kafka_2.13-2.6.0/bin/kafka-run-class.sh

启动kafka集群

kafka-server-start.sh -daemon /opt/kafka_2.13-2.6.0/config/server.properties

这个时候集群启动完毕已经带有权限

客户端连接

查看topic列表

kafka-topics.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --list

迟迟不出结果，卡住了，实际上是没有权限

查看日志如下：

配置权限信息

# 编辑权限文件
vim /root/auth.conf

# 输入如下内容
security.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism=PLAIN
sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username="tly" password="123456";

username和password必须是kafka_server_jaas.conf中配置的。

使用带账号密码配置文件连接

kafka-topics.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --list --command-config /root/auth.conf

已经可以正常返回了，说明有权限认证通过了：

创建topic

kafka-topics.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --create --topic topic_1 --partitions 3 --replication-factor 3 --command-config /root/auth.conf

生产消息

kafka-console-producer.sh  --bootstrap-server \
kafka1-73085:9092 --topic topic_1 --producer.config /root/auth.conf

消费消息

kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 \
--topic topic_1 --consumer.config /root/auth.conf

权限配置

# 修改server.properties 增加如下配置
# 指定通过ACL来控制权限
authorizer.class.name=kafka.security.authorizer.AclAuthorizer

# 指定超级管理员
super.users=User:admin

使用权限配置并且超级用户是admin，这个用户和我们上面配置的列表中的admin用户相互映射，每个机器都需要配置然后重启所有节点

# 配置用户认证文件信息
vim /root/admin.conf
# 输入如下内容
security.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism=PLAIN
sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username="admin" password="123456";

# 重启所有节点,每个节点都要执行
# 停止节点
kafka-server-stop.sh

# 启动节点
kafka-server-start.sh -daemon /opt/kafka_2.13-2.6.0/config/server.properties

此时每个节点都有了权限认证

# 配置用户认证文件
vim /root/admin.conf

# 输入以下内容
security.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism=PLAIN
sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username="admin" password="123456";

创建topic

这个时候使用auth.conf已经不能创建topic了，使用admin.conf可以创建，因为admin账号和配置的超级管理员一致；而auth.conf配置的是tly账号；

kafka-topics.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --create --topic topic_2 --partitions 3 --replication-factor 3 --command-conf /root/auth.conf

不使用认证创建会一直卡主不动，其实也是没权限的，时间久了就会报timeout异常

kafka-topics.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --create --topic topic_3 --partitions 3 --replication-factor 3

kafka-acls控制权限

命令为：kafka-acls.sh
参数如下：

–add 增加权限 --remove 删除权限
–allow-host 允许操作的主机 --deny-host 拒绝的主机
–allow-principal 允许操作的用户 --deny-principal 拒绝用户
–bootstrap-server 集群地址
–command-config 认证文件信息
–group 可以消费topic的消费者组
–list 查询所有权限
–operation 增加操作权限
- describe
- describeConfigs
- alter
- read
- delete
- create
- all
- write
- alterconfig
–topic 指定topic

查询topic所有权限

kafka-acls.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --list  --command-config /root/admin.conf

删除所有权限

kafka-acls.sh --bootstrap-server  kafka1-73085:9092 --topic topic_1 --remove  --command-config /root/admin.conf

给用户增加权限

给之前的用户tly授权

kafka-acls.sh --bootstrap-server  kafka1-73085:9092  --add --allow-principal User:tly --topic topic_1 --operation all --command-config /root/admin.conf

使用tly用户查看当前topic

kafka-topics.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092  --list --command-config /root/auth.conf

回收权限

kafka-acls.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --remove --allow-principal user:tly --topic topic_1 --operation all --command-config /root/admin.conf

增加权限并且增加IP限制

kafka-acls.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --add  --deny-principal User:tly --topic topic_1 --operation all --deny-host 127.0.0.1 --command-config admin.conf

生产者和消费者的权限设置

# 删除所有权限信息
kafka-acls.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092  --topic topic_1 --remove --command-config /root/admin.conf

# 添加生产者权限
kafka-acls.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --add --allow-principal User:tly --operation Write --topic topic_1 --command-config /root/admin.conf

# 添加消费权限
kafka-acls.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --add --allow-principal User:tly --operation Read --topic topic_1 --command-config /root/admin.conf

# 消费消息
kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --topic topic_1 --from-beginning --consumer.config /root/auth.conf

# 发现消费不到，原因是消费者组没有权限
# 增加消费者组权限
kafka-acls.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --add --allow-principal User:tly --operation Read --topic topic_1 --group group_1 --command-config /root/admin.conf

# 再次执行消费消息命令并增加分组信息即可以消费到数据
kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server kafka1-73085:9092 --topic topic_1 --from-beginning --consumer.config /root/auth.conf --group group_1