Ubuntu16.04でStunnelを使用してRedisへのトラフィックを暗号化する方法
序章
RedisはオープンソースのKey-Valueデータストアであり、永続性のためにオプションのディスク書き込みを備えたメモリ内ストレージモデルを使用しています。 トランザクション、Pub / Subメッセージングパターン、自動フェイルオーバーなどの機能を備えています。 Redisには、ほとんどの言語で記述されたクライアントがあり、推奨される言語はそのWebサイトに掲載されています。
Redisは、独自の暗号化機能を提供していません。 信頼できる関係者のみがアクセスできる、分離されたプライベートネットワークに展開されていることを前提として動作します。 ご使用の環境がその仮定に一致しない場合は、Redisトラフィックを暗号化で個別にラップする必要があります。
このガイドでは、stunnel
と呼ばれる安全なトンネリングプログラムを使用してRedisトラフィックを暗号化する方法を示します。 Redisクライアントとサーバー間のトラフィックは、専用のSSL暗号化トンネルを介してルーティングされます。 デモのために2台のUbuntu16.04サーバーを使用します。
前提条件
開始するには、各マシンでsudo
権限が設定されたroot以外のユーザーが必要です。 さらに、このガイドでは、基本的なファイアウォールが設定されていることを前提としています。 Ubuntu 16.04初期サーバーセットアップガイドに従って、これらの要件を満たすことができます。
続行する準備ができたら、以下に従ってください。
stunnelとは何ですか?
基本的な暗号化通信の場合、stunnel
ユーティリティのインストールと構成は簡単です。 2台のマシン間の暗号化された転送を可能にします。 クライアントはローカルポートに接続し、stunnel
はそれを暗号化でラップしてから、リモートサーバーに転送します。 サーバー側では、stunnel
は構成されたポートをリッスンし、トラフィックを復号化してからローカルポート(この場合はRedisサーバーがリッスンするポート)に転送します。
stunnel
を使用する利点は次のとおりです。
- Ubuntuは、デフォルトのリポジトリに
stunnel
のパッケージを保持しています - Ubuntuには、起動時にプロセスを自動的に開始するinitスクリプトが含まれています
- 構成は簡単で直感的です
- 目的ごとに新しいトンネルが使用されます。 これは状況によっては不利になる場合がありますが、アクセスをきめ細かく制御できます。
いくつかの欠点は次のとおりです。
- クライアントは、デフォルト以外のローカルポートに接続することでリモートマシンに接続します。これは、最初は直感的ではない場合があります。
- レプリケーションまたはクラスタリングのために2つのRedisサーバーを接続する場合、サーバー間通信用に各マシンに2つのトンネルを構成する必要があります(1つはアウトバウンドトラフィック用、もう1つはインバウンドトラフィック用)。
これらの特性を念頭に置いて、始めましょう。
Redisサーバーとクライアントパッケージをインストールする
始める前に、一方のマシンにRedisサーバーをインストールし、もう一方のマシンでクライアントパッケージを利用できるようにする必要があります。 これらのいずれかまたは両方をすでに構成している場合は、スキップしてください。
注: Redisサーバーの命令は、後で接続をテストするために使用されるテストキーを設定します。 すでにRedisサーバーがインストールされている場合は、接続をテストするときに、このキーを設定するか、他の既知のキーを使用できます。
Redisサーバーのインストール
ChrisLeaのRedisサーバーPPAを使用して、最新バージョンのRedisをインストールします。 サードパーティのリポジトリを利用する場合は、常に注意してください。 この場合、Chris Leaは信頼できるパッケージャーであり、いくつかの人気のあるオープンソースプロジェクト向けに高品質で最新のパッケージを維持しています。
次のように入力して、PPAを追加し、Redisサーバーソフトウェアを最初のマシンにインストールします。
sudo apt-add-repository ppa:chris-lea/redis-server sudo apt-get update sudo apt-get install redis-server
Enter と入力して、このプロセス中にプロンプトを受け入れます。
インストールが完了したら、次のように入力して、ローカルでRedisサービスに接続できることをテストします。
redis-cli ping
ソフトウェアがインストールされて実行されている場合は、次のように表示されます。
Redis server outputPONG
後で使用できるキーを設定しましょう。
redis-cli set test 'success'
testキーを値success
に設定しました。 stunnel
を構成した後、クライアントマシンからこのキーにアクセスしようとします。
Redisクライアントのインストール
他のUbuntu16.04マシンはクライアントとして機能します。 必要なすべてのソフトウェアは、デフォルトのリポジトリのredis-tools
パッケージで入手できます。
sudo apt-get update sudo apt-get install redis-tools
リモートRedisサーバーのデフォルト構成とファイアウォールがアクティブになっているため、現在、リモートRedisインスタンスに接続してテストすることはできません。
各コンピューターにstunnelをインストールして有効にする
次に、各サーバーとクライアントにstunnel
をインストールする必要があります。 Ubuntuには、デフォルトのリポジトリにstunnel4
と呼ばれるバージョン4のユーティリティが含まれています。 前のセクションで何もインストールする必要がなかった場合は、インストールする前に、必ずsudo apt-get update
コマンドを含めてパッケージインデックスを更新してください。
# sudo apt-get update sudo apt-get install stunnel4
Ubuntuのstunnel
サービスは、systemdで管理できる古いSysVinitスクリプトを起動に使用します。 ネイティブのsystemdメソッドを使用するのではなく、起動時に開始するようにサービスを構成するには、/etc/default/stunnel4
ファイルを変更する必要があります。
sudo nano /etc/default/stunnel4
ENABLED
オプションを「1」に設定して、サービスが起動時に開始できるようにします。
/ etc / default / stunnel4
. . . ENABLED=1 . . .
各サーバーでファイルを保存して閉じます。
次に、通信の暗号化に使用される自己署名SSL証明書とキーを作成します。
Redisサーバーで自己署名SSL証明書とキーを作成する
Redisサーバーで、/etc/stunnel
ディレクトリに自己署名SSL証明書とキーを作成します。 これは、stunnel
の2つのインスタンス間の接続を暗号化するために使用されます。 redis-server
という名前を使用して、証明書とキーファイルを参照します。
sudo openssl req -x509 -nodes -days 3650 -newkey rsa:2048 -keyout /etc/stunnel/redis-server.key -out /etc/stunnel/redis-server.crt
作成している証明書に関する情報の入力を求められます。 これは内部でのみ使用されるため、値はそれほど重要ではありません。必要に応じて入力してください。 以下の例を見ることができます:
Redis server output. . . ----- Country Name (2 letter code) [AU]:US State or Province Name (full name) [Some-State]:New York Locality Name (eg, city) []:New York City Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:DigitalOcean Organizational Unit Name (eg, section) []:Community Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:redis-server Email Address []:[email protected]
次のように入力して、生成された.key
ファイルへのアクセスを制限します。
sudo chmod 600 /etc/stunnel/redis-server.key
SSL証明書とキーが用意できたので、Redisサーバーのstunnel
構成ファイルを作成できます。
Redisサーバーのstunnel構成ファイルを作成する
開始するには、Redisサーバーの/etc/stunnel
ディレクトリ内の.conf
で終わるファイルを開きます。
sudo nano /etc/stunnel/redis.conf
内部で、メインセクションでPIDファイルを書き込む場所を指定します。 /run
ディレクトリは、これらのタイプのファイルを格納するように設計されているため、次のものを使用します。
/etc/stunnel/redis.conf
pid = /run/stunnel-redis.pid
次に、Redisサービスへのアクセスを構成するセクションを作成します。 これは好きなように呼び出すことができます(redis-server
と呼びます)。 このセクションでは、この構成を、後日このマシンで構成する必要がある可能性のある他のトンネルから分離します。
cert
およびkey
ディレクティブをそれぞれ使用して、Redisサーバー自体の証明書とキーの場所を指定する必要があります。
ここでは、着信データのトンネルも定義します。 accept
暗号化されたトラフィックを、Redisサーバーの外部IPアドレスのデフォルトのRedisポート(ポート6379)に送信します。 次に、そのトラフィックを local インターフェイスのデフォルトのRedisポートにconnect
して、復号化されたトラフィックをデポジットします。 これは、Redisサービスが実際にリッスンしている場所です。
/etc/stunnel/redis.conf
pid = /run/stunnel-redis.pid [redis-server] cert = /etc/stunnel/redis-server.crt key = /etc/stunnel/redis-server.key accept = redis_servers_public_IP:6379 connect = 127.0.0.1:6379
終了したら、ファイルを保存して閉じます。
stunnelを再起動し、ファイアウォールを構成します
stunnel
がRedisサーバーで構成されたので、次のように入力してサービスを再起動できます。
sudo systemctl restart stunnel4.service
Redisサーバーで接続をリッスンしているサービスを確認すると、パブリックインターフェイスのポート6379でリッスンしているstunnel
が表示されます。 また、Redisがローカルインターフェイスで同じポートをリッスンしていることも確認できます。
sudo netstat -plunt
Redis server outputActive Internet connections (only servers) Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State PID/Program name tcp 0 0 public_IP:6379 0.0.0.0:* LISTEN 4292/stunnel4 tcp 0 0 127.0.0.1:6379 0.0.0.0:* LISTEN 2679/redis-server 1 tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN 1720/sshd tcp6 0 0 :::22 :::* LISTEN 1720/sshd
stunnel
はパブリックインターフェイスをリッスンしていますが、ファイアウォールはトラフィックを通過させるように構成されていない可能性があります。
ポート6379へのすべてのトラフィックを許可するには、次のように入力します。
sudo ufw allow 6379
これにより、stunnel
がリッスンしているパブリックインターフェイスのポート6379へのアクセスが可能になります。 stunnel
ポートは、暗号化されたトラフィックのみを受け入れます。
証明書をクライアントに配布する
各Redisクライアントには、Redisサーバーの証明書ファイルのコピーが必要です。 .crt
ファイルを配布する最も簡単な方法は、サーバーにファイルの内容を出力してから、接続しているマシンの対応するファイルに内容をコピーすることです。
次のように入力して、Redisサーバー上の.crt
ファイルの内容を出力します。
cat /etc/stunnel/redis-server.crt
Redis server output-----BEGIN CERTIFICATE----- MIIEGTCCAwGgAwIBAgIJALUdz8P8q8UPMA0GCSqGSIb3DQEBCwUAMIGiMQswCQYD VQQGEwJVUzERMA8GA1UECAwITmV3IFlvcmsxFjAUBgNVBAcMDU5ldyBZb3JrIENp . . . Tq7WJk77tk4nPI8iGv1WuK8xTAm5aOncxP16VoMpsDMV+GB1p3nBkMQ/GKF8pPXU fn6BnDWKmeZqAlBM+MGYAfkbZWdBslrWasCJzs+tehTqL0LLJ6d3Gi9biBPb -----END CERTIFICATE-----
BEGINCERTIFICATEおよびENDCERTIFICATEとマークされた行を含む表示された証明書をクリップボードにコピーします。
クライアントマシンで、/etc/stunnel
ディレクトリにある同じ名前のファイルを開きます。
sudo nano /etc/stunnel/redis-server.crt
Redisサーバーからコピーしたコンテンツを貼り付けます。 終了したら、ファイルを保存して閉じます。
Redisクライアントのstunnel構成ファイルを作成する
クライアントがサーバーの証明書のコピーを持っているので、stunnel
構成のクライアント側を構成できます。
クライアントマシンの/etc/stunnel
ディレクトリにある.conf
で終わるファイルを開きます。 ファイルをredis.conf
と呼びます。
sudo nano /etc/stunnel/redis.conf
内部で、サービスがプロセスIDを再度保存するPIDファイルを指定します。
/etc/stunnel/redis.conf
pid = /run/stunnel-redis.pid
次に、アウトバウンドデータ用のトンネルを構成するセクションを追加します。 これには任意の名前を付けることができます(redis-client
と呼びます)。 このセクションでは、この構成を、後日このマシンで構成する必要がある可能性のある他のトンネルから分離します。
client
ディレクティブを使用して、このセクションをクライアント構成として明示的にマークする必要があります。 accept
ディレクティブを設定して、ローカルインターフェイスの未使用のポートをリッスンし、ローカルRedisクライアントからの接続を処理します(この例ではポート8000を使用します)。 connect
ディレクティブを、RedisサーバーのパブリックIPアドレスと開いたポートに設定します。
次に、CAfile
を使用して、Redisサーバーの証明書のコピーをポイントします。 また、verify
を4に設定する必要があります。これにより、stunnel
は、証明書チェーンに関係なく証明書のみをチェックします(証明書に自己署名したため)。
/etc/stunnel/redis.conf
pid = /run/stunnel-redis.pid [redis-client] client = yes accept = 127.0.0.1:8000 connect = remote_server_IP_address:6379 CAfile = /etc/stunnel/redis-server.crt verify = 4
終了したら、ファイルを保存して閉じます。
クライアントサービスの再起動と接続のテスト
クライアントでstunnel
サービスを再起動して、変更を実装します。
sudo systemctl restart stunnel4.service
クライアントのトンネルが正しく設定されていることを確認します。
sudo netstat -plunt
Redis client outputActive Internet connections (only servers) Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State PID/Program name tcp 0 0 127.0.0.1:8000 0.0.0.0:* LISTEN 3809/stunnel4 tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN 1714/sshd tcp6 0 0 :::22 :::* LISTEN 1714/sshd
ご覧のとおり、stunnel
はローカルポート8000で接続をリッスンしています。
これで、クライアントをローカルインターフェイスのポート8000にポイントすることで、リモートRedisインスタンスに接続できるようになります。
redis-cli -p 8000 ping
Redis client outputPONG
このガイドの冒頭で設定したテストキーをクエリします。
redis-cli -p 8000 get test
Redis client output"success"
これにより、リモートデータベースに正常にアクセスできることが確認されます。
トンネルを使用せずにリモートRedisサーバーと通信できない不可能であることを確認するために、リモートポートへの直接接続を試みることができます。
redis-cli -h redis_server_public_IP -p 6379 ping
Redis client outputError: Connection reset by peer
ご覧のとおり、トラフィックは、トンネルを介して正しく暗号化されている場合にのみ、リモートRedisポートで受け入れられます。
マルチクライアントおよびサーバー間通信のための上記の例の拡張
上で概説した例では、単一のRedisサーバーと単一のクライアントの簡単な例を使用しました。 ただし、これらの同じ方法は、より複雑な相互作用に適用できます。
この例を拡張して複数のクライアントを処理するのは簡単です。 上記のアクションを実行する必要があります。
- 新しいクライアントにRedisクライアントソフトウェアと
stunnel
パッケージをインストールします stunnel
ソフトウェアを有効にして起動時に起動する- サーバーの証明書ファイルを
/etc/stunnel
ディレクトリにコピーします stunnel
クライアント構成ファイルを新しいクライアントマシンにコピーしますstunnel
サービスを再起動します
安全なサーバー間通信をセットアップするには(たとえば、レプリケーションまたはクラスタリング用)、2つの並列トンネルをセットアップする必要があります。
- 新しいサーバーに、Redisサーバーパッケージと
stunnel
をインストールします stunnel
ソフトウェアを有効にして起動時に起動する- 新しいRedisサーバーの新しい証明書とキーファイルを生成します(ファイルには一意の名前を使用します)
- 各証明書ファイルを一方のサーバーからもう一方のサーバーに
/etc/stunnel
ディレクトリにコピーします - 各サーバー(既存のサーバーを含む)で
stunnel
構成ファイルを編集または作成して、次のものが含まれるようにします。
- 新しいRedisサーバーのファイアウォールで外部ポートを開きます
- Redis構成ファイルを調整して、ローカルにマップされたポートに接続してリモートサーバーにアクセスするように各Redisインスタンスを構成します(必要なディレクティブはサーバーの関係によって異なります)。 詳細については、Redisのドキュメントを参照してください)。
両方のサーバーのstunnel
構成ファイルは次のようになります。
サーバー間通信用のstunnel構成ファイル
pid = /run/stunnel-redis.pid [redis-server] cert = /etc/stunnel/this_servers_certificate.crt key = /etc/stunnel/this_servers_key.key accept = this_servers_public_IP:6379 connect = 127.0.0.1:6379 [redis-client] client = yes accept = 127.0.0.1:arbitrary_local_port connect = remote_servers_public_IP:6379 CAfile = /etc/stunnel/remote_servers_certificate.crt verify = 4
必要に応じて、各マシンに複数のクライアントセクションを構成して、ローカルポートをリモートサーバーにマップできます。 このような場合は、リモートサーバーごとにaccept
ディレクティブを使用して未使用のローカルポートを必ず選択してください。
結論
Redisは、多くのデプロイメントにとって非常に貴重な強力で柔軟なツールです。 ただし、安全でない環境でRedisを操作することは、サーバーとデータを攻撃や盗難に対して脆弱なままにする大きな責任です。 信頼できる関係者だけがネットワークを構築していない場合は、他の手段でトラフィックを保護することが不可欠です。 このガイドで概説されている方法は、Redisパーティ間の通信を保護するための1つの方法にすぎません。 その他のオプションには、spipedによるトンネリングまたはVPNのセットアップが含まれます。