DataKit 服务Web TLS安全问题修复

原创于 2025-12-26 12:07:49 发布 · 425 阅读

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#安全 #dh #ecdh #tls

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针对DataKit服务 TLS安全检查，发现当前TLS协议DH长度低于3072以及协议中出现CBC问题分析：

DH长度分析

在Spring Boot Web服务中，确定SSL/TLS配置的DH（Diffie-Hellman）参数，最直接的方法是在服务运行时，通过外部工具进行协议层面的握手测试来获取。因为DH参数的实际生效值是由底层的Web容器（如Tomcat）在TLS握手时动态使用的，可能不会直接在应用配置中明文显示。

以下是几种确定DH参数的方法，你可以根据实际情况选择

方法一：使用 OpenSSL 命令测试（最直接）

在Spring Boot应用启动并监听HTTPS端口后，你可以使用OpenSSL客户端模拟连接并获取详细的握手信息，其中就包含服务器使用的DH参数。这是验证实际运行服务配置最准确的方式。

# 假设你的服务运行在 localhost 的 8443 端口
openssl s_client -connect localhost:8443 -msg -tlsextdebug 2>&1 | grep -A 10 -B 5 "ServerKeyExchange"

# 或者使用更全面的命令查看所有握手信息
echo | openssl s_client -connect localhost:8443 -tls1_2 2>&1 | openssl x509 -text -noout

解析与说明：

s_client 是OpenSSL的TLS/SSL客户端工具，用于模拟连接。
-msg 和 -tlsextdebug 参数会输出详细的握手过程调试信息。
使用 grep 搜索“ServerKeyExchange”（密钥交换消息），在TLS握手过程中，如果使用的是基于DH的密钥交换算法（如DHE算法套件），服务器会在此消息中发送其DH参数（素数p、生成元g等）。
如果连接成功，命令输出可能会显示一长串十六进制数，这就是服务器发送的DH参数。你需要从中解析出具体的参数值（如素数长度）。

方法二：检查 Spring Boot 配置

虽然DH参数通常在底层容器内部管理，但你可以在Spring Boot配置中检查和设置与SSL/TLS相关的属性，以间接影响或确认配置。在 application.properties 或 application.yml 中，检查以下关键配置：

在 application.properties 中可能的相关配置：

# 服务器端口和基础SSL配置
server.port=8443
server.ssl.key-store-type=PKCS12
server.ssl.key-store=classpath:keystore.p12
server.ssl.key-store-password=yourpassword
server.ssl.key-alias=yourtomcat

# TLS协议和密码套件配置（这是影响DH参数的关键）
server.ssl.enabled-protocols=TLSv1.2,TLSv1.3
server.ssl.ciphers=TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256...

配置分析：

重点关注 server.ssl.ciphers 属性。如果列表中包含 DHE（例如 TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256），那么服务就会在握手时使用DH参数进行密钥交换。
如果你没有显式配置 ciphers，Web容器（如Tomcat）会使用其默认的密码套件列表。在Spring Boot内嵌的Tomcat中，其默认列表可能会包含一些使用DHE的套件。

关键点与建议

DH参数的来源：在Spring Boot应用中，DH参数通常由内嵌的Web服务器（如Tomcat）提供。Tomcat默认可能使用预定义或生成的DH参数。如果你需要自定义更强、更安全的DH参数（例如，使用超过2048位的素数），通常需要在Tomcat级别进行配置，这可能涉及自定义 TomcatConnectorCustomizer Bean。
安全建议：确保使用的DH参数强度足够。根据当前安全标准，DH的素数长度至少应为3072位。你之前关注的“不安全的加密算法”就包括弱DH参数（如1024位）。使用方法一的OpenSSL命令可以验证实际使用的参数强度。
优先选择ECDHE：从安全性和性能考虑，现代TLS配置更推荐使用ECDHE（基于椭圆曲线的Diffie-Hellman）密钥交换算法，而非传统的DHE。ECDHE在提供同等或更高安全性的同时，速度更快、资源消耗更少。你可以在 server.ssl.ciphers 配置中，优先列出以 TLS_ECDHE_ 开头的密码套件。

当前使用的安全套件

TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA256
TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
TLS_DHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY305_SHA256

TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA384

修复方案详解

修复的关键在于修改 application.yml (或 application.properties) 配置文件：

禁用所有不安全的CBC模式密码套件
优先使用ECDHE并配置强DH参数

具体操作如下：

在 application.yml 中添加或修改SSL配置：

server:
  ssl:
    # 您的证书配置（示例）
    key-store: classpath:keystore.p12
    key-store-password: yourpassword
    key-store-type: PKCS12
    key-alias: youralias
    
    # 1. 强制使用 TLS 1.2 或 1.3，禁用旧协议
    enabled-protocols: TLSv1.2,TLSv1.3
    
    # 2. 明确指定安全的密码套件列表（这是最关键的一步）
    ciphers: >
      TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
      TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
      TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256,
      TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
      TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256

配置解析：

为何这样修改：原始列表中包含了 *_CBC_* 的套件，这些已被认为存在安全隐患。新的列表只保留了GCM和CHACHA20这两种更安全的认证加密模式。
关于DH/ECDH长度：新列表以 TLS_ECDHE_* 开头，这使用了椭圆曲线迪菲-赫尔曼（ECDHE）密钥交换。ECDHE在同等安全强度下所需的密钥长度远小于传统DHE（例如，256位ECDHE相当于约3072位DHE），从而直接规避了“DHE密钥长度不足3072位”的漏洞警告。
保留的DHE套件：列表中仍保留了 TLS_DHE_RSA_WITH_AES_*_GCM_* 套件以保证兼容性。要解决其密钥长度问题，需要下一步的增强配置。

DataKit 漏洞具体分析

Spring Boot 3.5版本所内嵌的Tomcat，其默认的DH（Diffie-Hellman）密钥参数长度是2048位。安全扫描工具要求的3072位存在差距，因此触发了“dh/ecdh密钥长度不足”的漏洞警告。以下是具体的对应关系和配置方法：

项目	具体信息	说明
Spring Boot 3.5	3.5.x	您使用的版本。
内嵌Tomcat版本	Tomcat 10.1.x	Spring Boot 3.5的默认Web容器。
Tomcat默认DH密钥大小	2048位	这是Tomcat 10.1.x的默认值。虽然2048位目前仍被许多标准接受，但部分严格的安全策略（如您使用的扫描工具）已要求提升至3072位。
Spring Boot配置属性	`server.ssl.dh-parameters-file`	用于指定自定义的强DH参数文件。

具体解决方案

短期：立即采用 “方法一（Java配置类）” 快速修复漏洞。
长期：在 server.ssl.ciphers 列表中彻底移除所有 TLS_DHE_* 开头的密码套件，只保留 TLS_ECDHE_* 套件。这是最安全、最现代的实践，能从根源上避免DH参数强度的困扰。

长期方案说明：

在 server.ssl.ciphers 列表中彻底移除了所有 TLS_DHE_* 开头的密码套件，那么服务器在TLS握手时将完全不会使用传统的Diffie-Hellman密钥交换，因此也无需再配置Tomcat的DH参数。DH参数仅在使用DHE或DSS相关的密码套件时才生效。

技术原理

密码套件决定机制：在TLS握手时，服务器和客户端会从双方都支持的密码套件列表中协商出一个共同使用的套件。如果您从服务器端列表中移除了所有DHE套件，即使客户端支持，最终协商结果也不可能是DHE套件。
ECDHE是更优替代：保留的 TLS_ECDHE_* 套件使用的是椭圆曲线迪菲-赫尔曼密钥交换。它与传统DHE提供相同的“前向保密”安全特性，但在相同安全强度下密钥更短、计算速度更快（例如，256位的ECDHE相当于约3072位的传统DHE）。

配置与验证步骤

最终的安全配置：application.yml 应如下所示，仅保留安全的ECDHE套件，并推荐启用TLS 1.3：

server:
  ssl:
    # ... 证书配置
    enabled-protocols: TLSv1.2, TLSv1.3  # TLS 1.3强制使用现代密钥交换，彻底告别DHE
    ciphers: >
      TLS_AES_256_GCM_SHA384,           # TLS 1.3 套件
      TLS_AES_128_GCM_SHA256,           # TLS 1.3 套件
      TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384,
      TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256,
      TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256

关键验证：确认无DHE套件：
重启应用后，使用以下命令验证。这是最关键的一步，可以证明配置已生效

echo | openssl s_client -connect localhost:8443 -tls1_2 2>&1 | grep "Cipher"

预期结果：输出的密码套件名称应为 ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384 或列表中的其他 ECDHE 套件，绝对不应出现 DHE 字样

总结与建议

结论明确：禁用DHE套件后，无需再配置 dh-parameters-file 或通过代码设置 setDhParamSize。
最佳实践：此方案是一劳永逸的解决方式。它不仅直接修复了“DH密钥长度不足”的漏洞，还提升了性能，并符合TLS 1.3的发展方向。
额外加固：强烈建议同时启用TLS 1.3。在TLS 1.3中，不安全的密钥交换方式和算法（包括传统DHE和CBC模式）已被完全移除，从协议层面确保了安全性。