Kafka安全(SASL+ACL)

一、Security

在Kafka的官方文档中介绍了如下几种安全方式，以满足用户不同场景对安全的需求。

• SASL/GSSAPI (Kerberos) - starting at version 0.9.0.0。主要是为 Kerberos 使用，如果当前已有 Kerberos 认证，只需要为集群中每个 Broker 和访问用户申请 Principle ，然后在 Kafka 配置文件中开启 Kerberos 的支持即可。官方文档详见 Authentication using SASL/Kerberos。
• SASL/PLAIN - starting at version 0.10.0.0。一个简单的用户名和密码身份认证机制，通常与 TLS/SSL 一起用于加密，以实现身份验证。是一种比较容易使用的方式，但是也有一个很明显的缺点，这种方式会把用户账户文件配置到静态文件中，每次想要添加新的账户都需要重启 Kafka 去加载静态文件，才能生效，十分不方便。官方文档详见 Authentication using SASL/PLAIN。
• SASL/SCRAM-SHA-256 和 SASL/SCRAM-SHA-512 - starting at version 0.10.2.0。通过将认证信息保存在 ZooKeeper 里面，从而动态的获取用户信息，相当于把 ZK 用作一个认证中心使用。这种认证可以在使用过程中，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，十分方便。官方文档详见 Authentication using SASL/SCRAM 。
• SASL/OAUTHBEARER - starting at version 2.0。 Kafka 引入的新认证机制，主要是为了实现与 OAuth2 框架的集成，Kafka 不提倡单纯使用 OAUTHBEARER，因为它生成的不安全 Json Web Token，必须配以 SSL 加密才能在生产环境中使用。官方文档详见 Authentication using SASL/OAUTHBEARER 。

二、SASL+ACL实现用户及权限认证

2.1、下载

wget https://repo.huaweicloud.com/apache/kafka/3.3.1/kafka_2.12-3.3.1.tgz -P /data
cd /data
tar -zxf kafka_2.12-3.3.1.tgz 
ln -s kafka_2.12-3.3.1 kafka
cd /data/kafka

2.2、Kafka服务配置

Kafka server 的 jaas 文件如下

/data/kafka/config/jaas/kafka_server_jaas.conf

这里创建五个用户，密码分别如下，后会会对其进行分别授权。

用户  密码
admin   admin123
kwriter kwriter123
kreader kreader123
sharga  sharga123
shargb  shargb123

创建文件：

mkdir /data/kafka/config/jaas/
vim /data/kafka/config/jaas/kafka_server_jaas.conf

配置如下：

KafkaServer {
    org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required
    username="admin"
    password="admin123"
    user_admin="admin123"
    user_kwriter="kwriter123"
    user_kreader="kreader123"
    user_sharga="sharga123"
    user_shargb="shargb123";
};

2.3、修改Kafka 服务启动脚本

1、复制一份作为带安全的启动脚本

cp /data/kafka/bin/kafka-server-start.sh /data/kafka/bin/sasl_kafka-server-start.sh

2、修改大概 44 行为如下，引入上面的 jaas.conf 文件，修改为如下

export LOG_DIR=/var/log/kafka-logs
export KAFKA_OPTS="-Djava.security.auth.login.config=/data/kafka/config/jaas/kafka_server_jaas.conf"
exec $base_dir/kafka-run-class.sh $EXTRA_ARGS kafka.Kafka "$@"

2.4、配置server.properties

拷贝一份

cp /data/kafka/config/server.properties /data/kafka/config/jaas/server.properties

，配置如下：

broker.id=0
listeners=SASL_PLAINTEXT://192.168.179.3:9092
advertised.listeners=SASL_PLAINTEXT://192.168.179.3:9092
security.inter.broker.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism.inter.broker.protocol=PLAIN
sasl.enabled.mechanisms=PLAIN
# ACL 入口类
authorizer.class.name=kafka.security.authorizer.AclAuthorizer
# 设置 admin 用户为超级管理员
super.users=User:admin

auto.create.topics.enable=true
log.dirs=/data/kafka/data/kafka-logs
zookeeper.connect=192.168.179.3:2181/kafka

创建需要的目录

mkdir -p /data/kafka/data/{kafka-logs,zookeeper}

2.5、启动Zookeeper

ZK服务地址可以使用Kafka自带的，也可以使用已部署在的ZK。如果已有ZK可以跳过这一步。这里以Kafka自带的为例。
配置 zookeeper.properties：

dataDir=/data/kafka/data/zookeeper
clientPort=2181
maxClientCnxns=0
admin.enableServer=false

启动ZK

/data/kafka/bin/zookeeper-server-start.sh -daemon /data/kafka/config/zookeeper.properties

查看日志：

tail -f /var/log/zookeeper/server.log 

可以通过如下命令进一步查看 znode 信息

/data/kafka/bin/zookeeper-shell.sh 192.168.179.3:2181

2.6、启动Kafka 集群

# 1 启动 Kafka
/data/kafka/bin/sasl_kafka-server-start.sh -daemon /data/kafka/config/jaas/server.properties

# 2 查看启动日志
tail -f /var/log/kafka-logs/server.log 

关闭的命令如下：

/data/kafka/bin/kafka-server-stop.sh 
/data/kafka/bin/zookeeper-server-stop.sh

如果需要调整Kafka JVM参数，可以如下进行修改，调整期堆大小，或者其它参数

vim /data/kafka/bin/sasl_kafka-server-start.sh +28

2.7、ACL

接下来对用户进行授权，大概按照如下进行设置。

用户  密码          权限  说明
admin   admin123    All 超级管理员用户
kwriter kwriter123  producer    生产者类权限，Writer、Create、Describe
kreader kreader123  consumer    消费者类权限，Read、Describe
sharga  sharga123   All 仅对sharga-* 类Topic有所有权
shargb  shargb123   All 仅对shargb-* 类Topic有所有权

命令：

# 1 授予kwriter用户为生产者权限
/data/kafka/bin/kafka-acls.sh --authorizer-properties zookeeper.connect=192.168.179.3:2181/kafka \
--add --allow-principal User:kwriter --producer --topic "*"

# 2 授予kreader 用户为消费者权限
/data/kafka/bin/kafka-acls.sh --authorizer-properties zookeeper.connect=192.168.179.3:2181/kafka \
--add --allow-principal User:kreader --consumer --topic "*" --group "*"

# 3 对sharga用户进行授权，前缀模式
/data/kafka/bin/kafka-acls.sh --authorizer-properties zookeeper.connect=192.168.179.3:2181/kafka \
--add --allow-principal User:sharga --group "*" --topic "sharga" --resource-pattern-type prefixed

# 4 对shargb用户进行授权,前缀模式
/data/kafka/bin/kafka-acls.sh --authorizer-properties zookeeper.connect=192.168.179.3:2181/kafka \
--add --allow-principal User:shargb --group "*" --topic "shargb" --resource-pattern-type prefixed

# 5 查看ACL权限列表
/data/kafka/bin/kafka-acls.sh --authorizer-properties zookeeper.connect=192.168.179.3:2181/kafka --list

小的测试验证（在没有使用正确用户时，执行如下会失败）

# 1 创建 Topic（客户端没有使用认证是，创建topic会失败）
/data/kafka/bin/kafka-topics.sh --create --bootstrap-server node01:9092 \
--partitions 1 --replication-factor 1 --topic test_sasl

# 2 查看 topic（客户端没有使用认证是，获取topic会失败）
/data/kafka/bin/kafka-topics.sh --list --bootstrap-server node01:9092 | grep test

# 3 查看 topic详情（客户端没有使用认证是，获取topic详情会失败）
/data/kafka/bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server 192.168.179.3:9092 \
--describe --topic test_sasl

# 4 生产者（此时会因为权限问题，而报错，下面来解决这个问题）
/data/kafka/bin/kafka-console-producer.sh --bootstrap-server 192.168.179.3:9092 \
--topic test_sasl

# 5 消费者（此时会因为权限问题，而报错，下面来解决这个问题）
/data/kafka/bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server node01:9092 \
--from-beginning --topic test_sasl

2.7.1、admin

新增admin配置属性文件

vim /data/kafka/config/jaas/admin.properties

内容如下：

sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username="admin" password="admin123";
security.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism=PLAIN

以 admin 身份执行如下命令

# 1 再次创建 topic，此时可以成功创建
/data/kafka/bin/kafka-topics.sh --create --bootstrap-server node01:9092 \
--command-config /data/kafka/config/jaas/admin.properties \
--partitions 1 --replication-factor 1 --topic test_sasl

# 2 list
/data/kafka/bin/kafka-topics.sh --list --bootstrap-server node01:9092 \
--command-config /data/kafka/config/jaas/admin.properties

# 3 topic详新信息
/data/kafka/bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server node01:9092 \
--command-config /data/kafka/config/jaas/admin.properties \
--describe --topic test_sasl

如果需要删除Topic，可使用如下命令

/data/kafka/bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server node01:9092 \
--command-config /data/kafka/config/jaas/admin.properties \
--delete --topic test_sasl

其它（可以执行完下面生产者或消费者命令后再执行查看）

# 1 查看当前的消费者组
/data/kafka/bin/kafka-consumer-groups.sh --bootstrap-server node01:9092 --command-config \
/data/kafka/config/jaas/admin.properties --list

# 2 查看消费者消费进度
/data/kafka/bin/kafka-consumer-groups.sh --bootstrap-server node01:9092 --command-config \
/data/kafka/config/jaas/admin.properties --describe --group test-consumer-group

# 3 查看 Kafka Topic 的 offset 信息
/data/kafka/bin/kafka-run-class.sh kafka.tools.GetOffsetShell --bootstrap-server node01:9092 \
--command-config /data/kafka/config/jaas/admin.properties --time -1 --topic test_sasl

2.7.2、生产者

新增生产者kwrite用户的配置属性文件

vim /data/kafka/config/jaas/kwriter.properties

内容如下：

sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username="kwriter" password="kwriter123";
security.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism=PLAIN

使用客户端命令行测试

/data/kafka/bin/kafka-console-producer.sh --bootstrap-server node01:9092 \
--producer.config /data/kafka/config/jaas/kwriter.properties --topic test_sasl

发送如下的数据：

{"id":100,"name":"one","age":1}
{"id":101,"name":"two","age":2}
{"id":102,"name":"three","age":3}

2.7.3、消费者

新增生产者kreader用户的配置属性文件

vim /data/kafka/config/jaas/kreader.properties

内容如下：

group.id=test-consumer-group
sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username="kreader" password="kreader123";
security.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism=PLAIN

消费者测试：

/data/kafka/bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server node01:9092 \
--consumer.config /data/kafka/config/jaas/kreader.properties --from-beginning --topic test_sasl

2.7.4、sharga用户

新增生产者sharga用户的配置属性文件

vim /data/kafka/config/jaas/sharga.properties

内容如下：

group.id=test-sharga-group
sasl.jaas.config=org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username="sharga" password="sharga123";
security.protocol=SASL_PLAINTEXT
sasl.mechanism=PLAIN

执行如下命令：

# 1 创建自己的topic
## sharga-t01
/data/kafka/bin/kafka-topics.sh --create --bootstrap-server node01:9092 --command-config \
/data/kafka/config/jaas/sharga.properties --partitions 1 --replication-factor 1 --topic sharga-t01

# 2 生产者
/data/kafka/bin/kafka-console-producer.sh --bootstrap-server node01:9092 --producer.config \
/data/kafka/config/jaas/sharga.properties --topic sharga-t01

向sharga-t01的Topic发送如下消息：

{"id":100,"name":"one","age":1}
{"id":101,"name":"two","age":2}
{"id":102,"name":"three","age":3}

#3 同样创建 sharga-t02 Topic
/data/kafka/bin/kafka-topics.sh --create --bootstrap-server node01:9092 --command-config \
/data/kafka/config/jaas/sharga.properties --partitions 1 --replication-factor 1 --topic sharga-t02

# 4 生产者
/data/kafka/bin/kafka-console-producer.sh --bootstrap-server node01:9092 --producer.config \
/data/kafka/config/jaas/sharga.properties --topic sharga-t02

向sharga-t02的Topic发送如下消息：

{"id":100,"sex":"man"}
{"id":101,"sex":"man"}
{"id":102,"sex":"woman"}

# 5 查看当前的 topic 列表
/data/kafka/bin/kafka-topics.sh --list --bootstrap-server node01:9092 --command-config \
/data/kafka/config/jaas/sharga.properties

sharga用户仅能查看到自己的Topic

2.7.6、说明

这种方式是将用户和密码相关的信息保存在了服务器本地文件中了，经过前面的配置，基本涉及到安全认证的配置都放置到了/data/kafka/config/jaas 目录下，因此如果需要在真实服务上使用时，这个目录需要经读写权限详细的分配给系统的每个用户，对于不允许使用此用户配置信息的其他用户，这个文件的读写权限可以不授予给这个用户。

2.8、生产者客户端代码设置

Properties props = new Properties();
//...
props.put("security.protocol", "SASL_PLAINTEXT");
props.put("sasl.mechanism", "PLAIN");
props.put("sasl.jaas.config", "org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username='kwriter' password='kwriter123';");

2.9、消费者客户端代码设置

Properties props = new Properties();
//...
props.put("security.protocol", "SASL_PLAINTEXT");
props.put("sasl.mechanism", "PLAIN");
props.put("sasl.jaas.config", "org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username='kreader' password='kreader123';");

2.10、Spring-kafka需配置如下

spring:
  #……
  kafka:
      bootstrap-servers: node01:9092 #指定kafka server的地址，集群配多个，中间，逗号隔开
      producer:
        key-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer
        value-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer
        properties:
          # sasl 安全认证
          security.protocol: SASL_PLAINTEXT
          sasl.mechanism: PLAIN
          sasl.jaas.config: org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username='kwriter' password='kwriter123';
      consumer:
        group-id: app_consumer_group #群组ID
        enable-auto-commit: true
        auto-commit-interval: 1000s
        key-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
        value-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
        properties:
          security.protocol: SASL_PLAINTEXT
          sasl.mechanism: PLAIN
          sasl.jaas.config: org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username='kreader' password='kreader123';

2.11、Flink SQL

create table kafka_sharga_t01(
  id int,
  name string,
  age int
) with (
  'format' = 'json',
  'properties.bootstrap.servers' = '192.168.179.3:9092',
  'connector' = 'kafka',
  'topic' = 'sharga-t01',
  'properties.group.id' = 'group1',
  'scan.startup.mode' = 'earliest-offset',
  'properties.sasl.jaas.config' = 'org.apache.kafka.common.security.plain.PlainLoginModule required username="sharga" password="sharga123";',
  'properties.security.protocol' = 'SASL_PLAINTEXT',
  'properties.sasl.mechanism' = 'PLAIN'
);