33.18. Поддержка SSL

Postgres Pro реализует собственную поддержку SSL-подключений для шифрования клиент-серверного взаимодействия в качестве меры безопасности. Подробнее функциональность SSL на стороне сервера описывается в Разделе 17.9.

Библиотека libpq читает системный файл конфигурации OpenSSL. По умолчанию этот файл называется openssl.cnf и находится в каталоге, который сообщает команда openssl version -d. Если требуется указать другое расположение файла конфигурации, его можно задать в переменной окружения OPENSSL_CONF.

33.18.1. Проверка сертификатов сервера на стороне клиента

По умолчанию Postgres Pro не выполняет никакие проверки сертификата сервера. Это означает, что клиента можно ввести в заблуждение, подменив сервер (например, изменив запись в DNS или заняв его IP-адрес). Чтобы защититься от такой подмены, клиент должен иметь возможность проверять подлинность сервера по цепочке доверия. Для создания цепочки доверия нужно установить корневой (самоподписанный) сертификат центра сертификации (ЦС) на одном компьютере, а конечный сертификат, подписанный корневым, на другом. В цепочке может использоваться и «промежуточный» сертификат, который подписывается корневым сертификатом и подписывает подчинённые сертификаты.

Чтобы клиент мог проверить подлинность сервера, установите на клиенте корневой сертификат, а на сервере установите конечный сертификат, подписанный этим корневым. Чтобы сервер мог проверить подлинность клиента, установите на сервере корневой сертификат, а на клиенте конечный сертификат, подписанный данным корневым. Конечный сертификат также может связываться с корневым через один или несколько промежуточных сертификатов (они обычно хранятся вместе с конечным сертификатом).

Когда цепочка доверия присутствует, клиент может проверить конечный сертификат, переданный сервером, двумя способами. Если параметр sslmode имеет значение verify-ca, libpq будет проверять подлинность сервера, проверяя цепочку доверия до корневого сертификата, установленного на клиенте. Если в sslmode выбран режим verify-full, libpq будет также проверять соответствие имени узла сервера имени, записанному в сертификате. SSL-подключение не будет установлено, если проверить сертификат сервера не удастся. Режим verify-full рекомендуется для большинства окружений, где важна безопасность.

В режиме verify-full имя компьютера сверяется с атрибутом (или атрибутами) Subject Alternative Name (Альтернативное имя субъекта) в сертификате или с атрибутом Common Name (Общее имя), если в сертификате отсутствует атрибут Subject Alternative Name типа dNSName. Если атрибут имени сертификата начинается со звёздочки (*), звёздочка воспринимается как подстановочный знак и ей будут соответствовать все символы, кроме точки (.). Это означает, что такой сертификат не будет соответствовать поддоменам. Если подключение устанавливается по IP-адресу, а не по имени компьютера, проверяться будет IP-адрес (без поиска в DNS).

Чтобы настроить проверку сертификата сервера, необходимо поместить один или несколько корневых сертификатов в файл ~/.postgresql/root.crt в домашнем каталоге пользователя. (В Microsoft Windows этот файл называется %APPDATA%\postgresql\root.crt.) Также следует добавлять в этот файл промежуточные сертификаты, если они нужны для связывания цепочки сертификатов, переданных сервером, с корневыми сертификатами, установленными на клиенте.

Если существует файл ~/.postgresql/root.crl (или %APPDATA%\postgresql\root.crl в Microsoft Windows), при проверке также учитывается содержащийся в нём список отозванных сертификатов (CRL, Certificate Revocation List).

Размещение файла корневых сертификатов и CRL можно поменять, задав параметры соединения sslrootcert и sslcrl или переменные окружения PGSSLROOTCERT и PGSSLCRL, соответственно.

Примечание

Для обратной совместимости с предыдущими версиями Postgres Pro, при наличии файла с сертификатами корневых ЦС поведение режима sslmode=require не отличается от режима verify-ca, то есть сертификат сервера будет проверяться по сертификату ЦС. Полагаться на это поведение не рекомендуется — приложения, которым нужно проверять сертификат, должны всегда выбирать режим verify-ca или verify-full.

33.18.2. Клиентские сертификаты

Если сервер попытается проверить подлинность клиента, запрашивая конечный сертификат клиента, libpq будет передавать сертификаты, сохранённые в файле ~/.postgresql/postgresql.crt в домашнем каталоге пользователя. Эти сертификаты должны связываться по цепочке с корневым сертификатом, которому доверяет сервер. Также должен присутствовать соответствующий закрытый ключ ~/.postgresql/postgresql.key. К этому файлу закрытого ключа должен быть запрещён доступ всех и группы; такой режим доступа устанавливает команда chmod 0600 ~/.postgresql/postgresql.key. В Microsoft Windows эти файлы называются %APPDATA%\postgresql\postgresql.crt и %APPDATA%\postgresql\postgresql.key, а права доступа не проверяются, так как этот каталог считается защищённым. Размещение файлов сертификатов и закрытого ключа можно переопределить с помощью параметров подключения sslcert и sslkey либо переменных окружения PGSSLCERT и PGSSLKEY.

Первым сертификатом в postgresql.crt должен быть сертификат клиента, так как он должен соответствовать закрытому ключу клиента. Дополнительно в этот файл могут быть добавлены «промежуточные» сертификаты — это позволит избежать хранения всех промежуточных сертификатов на сервере (см. ssl_ca_file).

За инструкциями по созданию сертификатов обратитесь к Подразделу 17.9.5.

33.18.3. Защита, обеспечиваемая в различных режимах

Разные значения параметра sslmode обеспечивают разные уровни защиты. SSL позволяет защититься от следующих типов атак:

Прослушивание

Если третья сторона может прослушивать сетевой трафик между клиентом и сервером, она может получить как информацию соединения (включая имя пользователя и пароль), так и передаваемые данные. Чтобы защититься от этого, SSL шифрует трафик.

Посредник (MITM)

Если третья сторона может модифицировать данные, передаваемые между клиентом и сервером, она может представиться сервером и, таким образом, сможет видеть и модифицировать данные, даже если они зашифрованы. Третья сторона затем может воспроизводить характеристики соединения и данные для подлинного сервера, что сделает невозможным обнаружение этой атаки. Векторами такой атаки может быть «отравление» DNS и подмена адресов, в результате чего клиент будет обращаться не к тому серверу, к которому нужно. Также есть несколько других вариантов реализации этой атаки. Для защиты в SSL применяется проверка сертификатов, в результате которой сервер доказывает свою подлинность клиенту.

Олицетворение

Если третья сторона может представляться авторизованным клиентом, она может просто обращаться к данным, к которым не должна иметь доступа. Обычно это происходит вследствие небезопасного управления паролями. В SSL для предотвращения этой угрозы используются клиентские сертификаты, гарантирующие, что к серверу могут обращаться только владельцы действительных сертификатов.

Чтобы соединение было гарантированно безопасным, SSL должен быть настроен на клиенте и на сервере, прежде чем будет установлено соединение. Если он настроен только на сервере, клиент может начать передавать важную информацию (например, пароли), до того как поймёт, что сервер требует высокого уровня безопасности. В libpq для установления безопасных соединений нужно задать для параметра sslmode значение verify-full или verify-ca и предоставить системе корневой сертификат для проверки. В качестве аналогии можно привести использование адреса с https для безопасного просмотра веб-содержимого.

Когда подлинность сервера подтверждена, клиент может передавать конфиденциальные данные. Это значит, что до этого момента клиенту не нужно знать, применяются ли сертификаты для аутентификации, так что настройка использования сертификатов только на стороне сервера не угрожает безопасности.

Все варианты использования SSL подразумевают издержки шифрования и обмена ключами, что порождает необходимость выбора между производительностью и безопасностью. В Таблице 33.1 описываются риски, от которых защищают различные варианты sslmode, и приводятся утверждения относительно защиты и издержек.

Таблица 33.1. Описания режимов SSL

sslmodeЗащита от прослушиванияЗащита от MITMУтверждение
disableНетНетМне не важна безопасность и я не приемлю издержки, связанные с шифрованием.
allowВозможноНетМне не важна безопасность, но я приемлю издержки, связанные с шифрованием, если на этом настаивает сервер.
preferВозможноНетМне не важна безопасность, но я предпочитаю шифрование (и приемлю связанные издержки), если это поддерживает сервер.
requireДаНетЯ хочу, чтобы мои данные шифровались, и я приемлю сопутствующие издержки. Я доверяю сети в том, что она обеспечивает подключение к нужному серверу.
verify-caДаЗависит от политики ЦСЯ хочу, чтобы мои данные шифровались, и я приемлю сопутствующие издержки. Мне нужна уверенность в том, что я подключаюсь к доверенному серверу.
verify-fullДаДаЯ хочу, чтобы мои данные шифровались, и я приемлю сопутствующие издержки. Мне нужна уверенность в том, что я подключаюсь к доверенному серверу и это именно указанный мной сервер.

Различие вариантов verify-ca и verify-full зависит от характера корневого ЦС. Если используется публичный ЦС, режим verify-ca допускает подключение к серверу с сертификатом, который получил кто угодно в этом ЦС. В такой ситуации нужно всегда использовать режим verify-full. Если же используется локальный ЦС или даже самоподписанный сертификат, режим verify-ca обычно обеспечивает достаточную защиту.

По умолчанию параметр sslmode имеет значение prefer. Как показано в таблице, оно неэффективно с точки зрения безопасности и может только привносить дополнительные издержки. Оно выбрано по умолчанию исключительно для обратной совместимости и не рекомендуется для защищённых окружений.

33.18.4. Файлы, используемые клиентом SSL

В Таблице 33.2 перечислены файлы, имеющие отношение к настройке SSL на стороне клиента.

Таблица 33.2. Файлы, используемые клиентом SSL/libpq

ФайлСодержимоеНазначение
~/.postgresql/postgresql.crtсертификат клиентазапрашивается сервером
~/.postgresql/postgresql.keyзакрытый ключ клиентаподтверждает клиентский сертификат, передаваемый владельцем; не гарантирует, что владелец сертификата заслуживает доверия
~/.postgresql/root.crtсертификаты доверенных ЦСпозволяет проверить, что сертификат сервера подписан доверенным центром сертификации
~/.postgresql/root.crlсертификаты, отозванные центрами сертификациисертификат сервера должен отсутствовать в этом списке

33.18.5. Инициализация библиотеки SSL

Если ваше приложение инициализирует библиотеку libssl и/или libcrypto, и libpq собрана с поддержкой SSL, вы должны вызвать PQinitOpenSSL, чтобы сообщить libpq, что библиотека libssl и/или libcrypto уже инициализированы вашим приложением, чтобы libpq не пыталась ещё раз инициализировать их. Более подробно API SSL описывается на странице http://h41379.www4.hpe.com/doc/83final/ba554_90007/ch04.html.

PQinitOpenSSL

Позволяет приложениям выбрать, какие библиотеки безопасности нужно инициализировать.

void PQinitOpenSSL(int do_ssl, int do_crypto);

Когда параметр do_ssl отличен от нуля, libpq будет инициализировать библиотеку OpenSSL перед первым подключением к базе данных. Когда параметр do_crypto не равен нулю, будет инициализироваться библиотека libcrypto. По умолчанию (если функция PQinitOpenSSL не вызывается) инициализируются обе библиотеки. Если поддержка SSL не была скомпилирована, эта функция присутствует, но ничего не делает.

Если ваше приложение использует и инициализирует библиотеку OpenSSL или её нижележащую библиотеку libcrypto, вы должны вызвать эту функцию, передав нули в соответствующих параметрах, перед первым подключением к базе данных. Собственно инициализацию также важно произвести перед установлением подключения.

PQinitSSL

Позволяет приложениям выбрать, какие библиотеки безопасности нужно инициализировать.

void PQinitSSL(int do_ssl);

Эта функция равнозначна вызову PQinitOpenSSL(do_ssl, do_ssl). Приложениям достаточно инициализировать или не инициализировать обе библиотеки OpenSSL и libcrypto одновременно.

Функция PQinitSSL существует со времён PostgreSQL 8.0, тогда как PQinitOpenSSL появилась в PostgreSQL 8.4, так что PQinitSSL может быть предпочтительней для приложений, которым нужно работать с более старыми версиями libpq.