ETCD未授权访问风险基于角色认证和启用https的ca证书修复方案

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#1024程序员节 #etcd #数据库 #postgresql #patroni

在这里插入图片描述

ETCD未授权访问风险安全漏洞修复方案

ETCD未授权访问风险介绍

未授权访问可能产生的风险为攻击者可以从ETCD中拿到节点的注册信息

http://IP:2379/v2/keys
http://IP:2379/v2/keys/?recursive=true

常规修复方案有以下两种：

  • 方案一：基于角色认证的访问控制（BASIC认证）
  • 方案二：基于ca证书的https访问控制（TLS传输）

简单点理解：
方案一就是添加用户密码认证，后续访问需要用户密码才能正常访问
方案二就是使用ca证书，将原先的http通信改成https，后续访问需要使用证书才能正常访问

备注：基于角色认证和ca证书的访问控制支持同时配置

基于角色认证的访问控制（BASIC认证）

# 创建测试数据
etcdctl set /testkey testvalue
# 可直接查看测试数据
etcdctl ls
etcdctl get testkey

image.png

# 创建root用户（etcd V2客户端版本输入密码间期时间很短，且只输入一次）
etcdctl user add root
# 启用认证
etcdctl auth enable

image.png
此处测试我们把root用户密码设置为root

# 开启 Basic Auth 默认会启用拥有所有权限的两个角色 root 和 guest ,并默认用 guest 角色进行的操作，不能删除，得收回 guest 的权限进行限制
etcdctl --username root:password role revoke guest --path '/*' --rw
# 检查 guest 角色权限
etcdctl --username root:password role get guest

image.png

# 再次查看测试数据失败，需要加上用户密码才能正常查看
etcdctl --username root:password get testkey

image.png

至此基于角色认证的访问控制配置结束，还是比较简单的。

基于ca证书的https访问控制（TLS传输）

下载cfssl认证配置工具

cfssl认证配置工具下载网址：https://github.com/cloudflare/cfssl
屏幕快照 20240616 17.41.45.png

若github网站打不开或下载太慢可关注公众号「 钥道不止 」并于后台回复关键字： cfssl 获取X86和ARM架构版本的工具

# X86 版本
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64 
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64 
wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64

授予可执行权限并加入bin目录

chmod +x cfssl*
cp -v cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
cp -v cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
cp -v cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo
ls /usr/local/bin/cfssl*

生成ca认证证书

有多个节点，ca证书的生成在任意节点上操作即可

mkdir -p /etc/etcd/etcdSSL
cd /etc/etcd/etcdSSL

1)、创建 CA 配置文件（ca-config.json），可配置证书有效期（100年）
vi ca-config.json

{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "876000h"
    },
    "profiles": {
      "etcd": {
        "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ],
        "expiry": "876000h"
      }
    }
  }
}

字段说明：

  • ca-config.json：可以定义多个 profiles，分别指定不同的过期时间、使用场景等参数；后续在签名证书时使用某个 profile；此处只定义一个etcd通用认证的profile
  • signing：表示该证书可用于签名其它证书；生成的 ca.pem 证书中 CA=TRUE
  • server auth：表示client可以用该CA对server提供的证书进行验证
  • client auth：表示server可以用该CA对client提供的证书进行验证

2)、创建 CA 证书签名请求文件（ca-csr.json）
vi ca-csr.json

{
  "CN": "etcd",
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "shenzhen",
      "L": "shenzhen",
      "O": "etcd",
      "OU": "System"
    }
  ]
}

字段说明：

  • CN：Common Name，etcd 从证书中提取该字段作为请求的用户名 (User Name)；浏览器使用该字段验证网站是否合法
  • O：Organization，etcd 从证书中提取该字段作为请求用户所属的组 (Group)

3)、生成 CA 证书和私钥(ca-key.pem ca.pem)

cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca

4)、创建 etcd 证书签名请求（修改配置节点的IP）文件（etcd-csr.json）
vi etcd-csr.json

{
  "CN": "etcd",
  "hosts": [
    "127.0.0.1",
    "192.168.56.101",
    "192.168.56.102",
    "192.168.56.103"
  ],
  "key": {
    "algo": "rsa",
    "size": 2048
  },
  "names": [
    {
      "C": "CN",
      "ST": "shenzhen",
      "L": "shenzhen",
      "O": "etcd",
      "OU": "System"
    }
  ]
}

5)、生成 etcd 证书和私钥(etcd-key.pem etcd.pem)

cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=etcd etcd-csr.json | cfssljson -bare etcd

将生成的证书文件拷贝至其他节点：

scp /etc/etcd/etcdSSL/*.pem 192.168.56.102:/etc/etcd/etcdSSL/
scp /etc/etcd/etcdSSL/*.pem 192.168.56.103:/etc/etcd/etcdSSL/

修改etcd配置

从官网的说明介绍可以看到这里有两种配置方式：用 --config-file 指定配置文件路径 或 用ETCD_CONFIG_FILE环境变量
https://etcd.io/docs/v3.5/op-guide/configuration/
屏幕快照 20240616 18.10.34.png

方式一

配置 etcd 的 service 服务文件（修改3个节点IP、–name配置）

[root@dba01 ~]# vi /usr/lib/systemd/system/etcd.service
[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
# Environment="ETCD_UNSUPPORTED_ARCH=arm64"  #Just for ARM
WorkingDirectory=/var/lib/etcd/
EnvironmentFile=-/etc/etcd/etcd.conf
# set GOMAXPROCS to number of processors
ExecStart=/usr/bin/etcd \
  --name etcd01 \
  --data-dir=/etc/etcd/etcd01 \
  --initial-advertise-peer-urls https://192.168.56.101:2380 \
  --listen-peer-urls https://192.168.56.101:2380 \
  --listen-client-urls https://192.168.56.101:2379,http://127.0.0.1:2379 \
  --advertise-client-urls https://192.168.56.101:2379 \
  --initial-cluster-token etcd-cluster \
  --initial-cluster etcd01=https://192.168.56.101:2380,etcd02=https://192.168.56.102:2380,etcd03=https://192.168.56.103:2380 \
  --initial-cluster-state new \
  --cert-file=/etc/etcd/etcdSSL/etcd.pem \
  --key-file=/etc/etcd/etcdSSL/etcd-key.pem \
  --peer-cert-file=/etc/etcd/etcdSSL/etcd.pem \
  --peer-key-file=/etc/etcd/etcdSSL/etcd-key.pem \
  --trusted-ca-file=/etc/etcd/etcdSSL/ca.pem \
  --peer-trusted-ca-file=/etc/etcd/etcdSSL/ca.pem

Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

方式二

配置 etcd 的 service 服务文件，采用 --config-file所有参数配置都从配置文件里读取

[root@dba01 ~]# vi /usr/lib/systemd/system/etcd.service
[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
# Environment="ETCD_UNSUPPORTED_ARCH=arm64"  #Just for ARM
ExecStart=/usr/bin/etcd --config-file /etc/etcd/etcd.conf

Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

在etcd原配置基础上追加如下ca证书配置并调整网络协议http为https

[root@dba01 ～]# cat /etc/etcd/etcd.conf
name: etcd01
data-dir: /etc/etcd/etcd01
initial-advertise-peer-urls: https://192.168.56.101:2380
listen-peer-urls: https://192.168.56.101:2380
listen-client-urls: https://192.168.56.101:2379,http://127.0.0.1:2379
advertise-client-urls: https://192.168.56.101:2379
initial-cluster-token: dcs-cluster
initial-cluster: etcd01=https://192.168.56.101:2380,etcd02=https://192.168.56.102:2380,etcd03=https://192.168.56.103:2380
enable-v2: true
initial-cluster-state: new

#[Security]
client-transport-security:
  cert-file: /etc/etcd/etcdSSL/etcd.pem
  key-file: /etc/etcd/etcdSSL/etcd-key.pem
  client-cert-auth: true
  trusted-ca-file: /etc/etcd/etcdSSL/ca.pem
peer-transport-security:
  cert-file: /etc/etcd/etcdSSL/etcd.pem
  key-file: /etc/etcd/etcdSSL/etcd-key.pem
  client-cert-auth: true
  trusted-ca-file: /etc/etcd/etcdSSL/ca.pem

若是已经运行过存在缓存的，需要先清理etcd缓存，三个节点都要清理（物理缓存文件清理后会导致方案一配置的角色认证失效，若要开启用户密码认证需重新操作上述步骤）

rm -rf /etc/etcd/etcd0*

然后重启 etcd 服务

systemctl daemon-reload
systemctl start etcd
systemctl status etcd

至此基于ca证书的https访问控制配置结束。

访问etcd节点信息

检查etcd集群服务的健康，不带证书将无法正常访问

# 不带ca证书访问
etcdctl cluster-health
# 带ca证书访问
etcdctl \
  --ca-file=/etc/etcd/etcdSSL/ca.pem \
  --cert-file=/etc/etcd/etcdSSL/etcd.pem \
  --key-file=/etc/etcd/etcdSSL/etcd-key.pem \
  cluster-health

image.png

patroni使用配置调整

在PostgreSQL+etcd+patroni的高可用架构中，etcd开启访问控制后patroni得相应的做调整，期间涉及patronide重启，也就是涉及PostgreSQL数据库的重启，需要窗口时间操作

  • 方案一：基于角色认证的访问控制（BASIC认证）
# patroni
username: root
password: root
  • 方案二：基于ca证书的https访问控制（TLS传输）
chown -R postgres.postgres /etc/etcd/etcdSSL/*.pem

# patroni
protocol: https
cacert: /etc/etcd/etcdSSL/ca.pem
cert: /etc/etcd/etcdSSL/etcd.pem
key: /etc/etcd/etcdSSL/etcd-key.pem

image.png

patroni配置文件更新etcd的配置：
https://patroni.readthedocs.io/en/latest/yaml_configuration.html#etcd
image.png

# 同时开启用户认证和ca证书的访问
etcdctl \
  --ca-file=/etc/etcd/etcdSSL/ca.pem \
  --cert-file=/etc/etcd/etcdSSL/etcd.pem \
  --key-file=/etc/etcd/etcdSSL/etcd-key.pem \
  --username root:root 
  cluster-health

参考链接

etcd 的实现原理：https://draveness.me/etcd-introduction/
RAFT协议工作原理：http://thesecretlivesofdata.com/raft/
etcd单台部署，启用https以及ca自签名：
https://cloud.tencent.com/developer/article/1441188
etcd多台部署，启用https以及ca自签名：
https://cloud.tencent.com/developer/article/1441194
etcd的配置参数：
https://github.com/etcd-io/etcd/blob/main/etcd.conf.yml.sample

suoyue_zhan
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embed/etcd.go:369","msg":"closed etcd server","name":"etcd2","data-dir":"/var/lib/etcd/default.etcd","advertise-peer-urls":["https://156.238.230.124:2380"],"advertise-client-urls":["https://156.238.230.124:2379"]}
05-14
<think>好的，我现在需要帮助用户分析etcd.service的Unit process exited问题，特别是状态码1的情况。用户提到了systemd的错误信息，还引用了关于init系统和Nginx配置的问题，但主要关注点应该是etcd服务关闭的原因。 首先，回顾之前的回答，我之前已经给出了详细的排查步骤，包括日志分析、权限检查、配置文件验证等。用户现在可能希望更深入地理解错误原因，特别是systemd报错的具体含义，以及etcd服务关闭的常见原因。 我需要确保回答结构清晰，分点解析，并参考用户提供的引用内容。用户引用中提到了CentOS 7使用systemd，所以需要结合systemd的管理机制来解释Unit process exited的含义。同时，用户提到的Nginx错误可能与引用中的配置问题无关，但可以忽略，因为用户当前的问题集中在etcd。 接下来，需要分析systemd报错的具体信息：当etcd.service的主进程退出，状态码1，通常表示应用程序内部错误。这可能包括配置错误、证书问题、权限不足或端口冲突等。需要将这些原因分类，并给出对应的排查方法。 此外，用户提到“closed etcd server embed/etcd.go:369”，这可能是日志中的具体错误行，需要解释该代码行的含义，可能涉及etcd内部组件关闭的原因，比如存储故障或网络问题。 需要结合之前的回答内容，但避免重复，同时补充更多可能的错误原因，比如数据损坏、资源限制（如内存不足）、依赖服务未启动等。还要强调日志分析的重要性，特别是使用journalctl查看详细日志。 最后，确保回答符合格式要求：使用中文，行内公式用$...$，独立公式用$$...$$，引用标记正确，并生成相关问题。同时，检查是否覆盖用户的所有疑问点，如etcd服务关闭的原因和Unit process exited的含义。</think>### ETCD服务关闭及Unit Process Exited错误深度解析 #### 一、systemd报错本质解读 当出现`etcd.service: Main process exited, code=exited, status=1/FAILURE`时，表示systemd管理的etcd主进程发生非正常终止。这里的核心要素解析： 1. **状态码语义** - `status=1`：通用应用程序错误代码，对应$errno$中的EPERM错误[^1] - 与系统级错误码（如139=段错误）不同，此错误通常由应用逻辑触发 2. **生命周期阶段定位** ```mermaid graph LR A[systemd加载unit文件] --> B[执行ExecStart] B --> C{进程初始化} C -->|失败| D[status=1] C -->|成功| E[进入服务运行] ``` 该错误明确指向**服务初始化阶段**的故障，与运行中崩溃（OOM等）有本质区别 #### 二、ETCD服务关闭的六大核心诱因 1. **证书链断裂** - 检测命令： $$ openssl verify -CAfile /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt /etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt $$ - 典型日志特征： `x509: certificate has expired or is not yet valid` 2. **存储子系统故障** ```bash # 检查预写日志(WAL)状态 etcdutl defrag --data-dir /var/lib/etcd # 验证boltdb完整性 etcdutl check datadir /var/lib/etcd ``` *关键错误模式*： `etcdserver: failed to recover v3 backend from snapshot: corrupted snapshot file` 3. **端口绑定冲突** ```bash # 检测2379/2380端口占用 ss -tlnp | grep -E ':(2379|2380)' # 动态调试方法 ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="http://0.0.0.0:23790" etcd --advertise-client-urls=http://localhost:23790 ``` 4. **配置文件语法错误** ```yaml # 典型错误配置示例 listen-client-urls: "http://192.168.1.100:2379,http://127.0.0.1:2379" # 正确 listen-client-urls: http://192.168.1.100:2379,http://127.0.0.1:2379 # 缺少引号导致解析失败 ``` 5. **资源限制突破** | 限制类型 | 检测命令 | 解决方案 | |---------|----------|----------| | 文件描述符 | `cat /proc/$(pidof etcd)/limits` | 修改systemd配置`LimitNOFILE=65535` | | 内存限制 | `journalctl -u etcd | grep -i oom` | 添加`--max-memory-bytes`启动参数 | 6. **节点间时钟偏差** - 临界阈值：超过1秒的时钟偏移将导致集群不可用 - 同步命令： ```bash chronyc -a 'burst 4/4' && chronyc -a makestep ``` #### 三、关键日志模式识别表 | 日志特征 | 对应故障 | 修复方案 | |---------|----------|----------| | `rafthttp: failed to find member` | 节点发现失败 | 检查`--initial-cluster`参数格式 | | `the clock difference against peer` | 时间不同步 | 部署NTP服务 | | `apply request took too long` | 磁盘IO瓶颈 | 更换SSD或调整`--quota-backend-bytes` | | `snapshot error: etcdserver: snapshotting is disabled` | 快照配置错误 | 设置`--snapshot-count=10000` | #### 四、高级诊断方法 1. **动态二进制分析** ```bash # 使用delve调试器捕获初始化错误 dlv exec /usr/local/bin/etcd -- --config-file=/etc/etcd/etcd.conf.yml (dlv) break main.run (dlv) continue ``` 2. **cgroup资源监控** ```bash # 实时监控ETCD内存使用 systemd-cgtop -p $(systemctl show -p ControlGroup etcd.service | cut -d= -f2) ``` 3. **内核事件追踪** ```bash # 捕获文件系统错误 perf record -e 'ext4:ext4_es_*' -p $(pidof etcd) ``` #### 五、自动化修复脚本增强版 ```bash #!/bin/bash # 集成证书自动轮换功能 auto_renew_cert() { local cert_dir="/etc/etcd/ssl" openssl x509 -checkend 86400 -noout -in ${cert_dir}/server.crt || { cfssl gencert -ca=${cert_dir}/ca.pem \ -ca-key=${cert_dir}/ca-key.pem \ -config=${cert_dir}/ca-config.json \ -profile=etcd ${cert_dir}/server-csr.json | cfssljson -bare server systemctl restart etcd } } # 执行存储健康检查 check_storage_health() { etcdctl endpoint health --write-out=json | jq '.[].errors' } ``` --- ### 相关问题 1. 如何通过`etcdctl alarm list`命令诊断集群异常状态？ 2. 当ETCD出现`mvcc: database space exceeded`错误时，如何安全清理历史数据？ 3. 怎样使用`systemd-analyze blame`定位服务启动延迟问题？ 4. 在容器化环境中，如何通过`crictl`工具调试ETCD容器进程？ [^1]: 详见Linux程序员手册errno.h定义 [^2]: 证书有效期建议设置为不超过1年 [^3]: WAL日志损坏需从备份恢复或重建集群 [^4]: 生产环境建议启用TLS客户端证书认证
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