公钥检索与常见错误

2023-04-11

字数统计: 1.4k字 | 阅读时长: 5分

前言

在写Java的时候发现的一个报错:
java.sql.SQLNonTransientConnectionException: Public Key Retrieval is not allowed

经过一番搜索，发现主要是与MySQL版本相关，由TLS连接引起。

处理方式

考虑到有些同学只想“知其然”，先把解决方式贴出来。

引起该报错首先确定MySQL服务器的版本多半大于MySQL 5.7.28（当然不排除是这之前的版本但手动开启了TLS加密）。并且，多半是由于在连接时禁用了SSL。

考虑以下解决方式：

开启SSL连接。
添加连接参数allowPublicKeyRetrieval=true。
提高JDBC版本，与服务器版本匹配（玄学）。

JDBC连接参数：useSSL

JDBC的useSSL是一个连接选项，用于控制在JDBC连接过程中是否启用加密连接，虽然叫SSL，但其实是TLS了。

当useSSL=true时，JDBC会使用SSL连接到MySQL服务器。在这种情况下，JDBC会在握手过程中验证MySQL服务器的证书，以确保与正确的服务器建立连接。同时，JDBC也会使用SSL协议对数据进行加密和解密，以保护数据传输的安全性。

当useSSL=false时，JDBC不会使用SSL连接到MySQL服务器。在这种情况下，JDBC会以普通的方式连接到MySQL服务器，并使用明文传输数据。这种情况下的连接可能会存在安全隐患，因为数据在传输过程中可能会被拦截和窃听。

我们可以通过抓包来验证，首先是在开启SSL的情况下：

useSSL

此时Username不可见，然后关闭SSL再抓：

noUseSSL

此时数据以明文的方式传输，但密码仍然经过加密处理（RSA），这是由于MySQL的身份验证机制。

MySQL身份验证

在MySQL 8.0之前，当MySQL客户端连接到启用了SSL加密的MySQL服务器时，会自动从服务器端下载SSL证书的公钥，以便进行SSL握手协议，从而确保客户端与服务器之间通信的机密性和完整性。但是，这个过程可能存在潜在的安全风险，因为MySQL客户端在下载公钥的过程中，可能会遭受中间人攻击。

为了解决这个安全问题，MySQL 8.0引入了Public Key Retrieval特性，它允许MySQL服务器在SSL握手协议中，发送服务器端SSL证书的SHA-256指纹（SHA-256 Fingerprint）而不是公钥。MySQL客户端可以使用这个指纹，从一个可信任的位置（如本地文件系统、内存缓存或PKCS#11设备）获取服务器端SSL证书的公钥，从而避免了中间人攻击。

在 MySQL 8.0 版本中，身份验证插件是一个可插拔的模块，用于控制 MySQL 用户身份验证的方式。在以前的 MySQL 版本中，使用的身份验证插件是 “mysql_native_password”，而在 MySQL 8.0 中，则使用 “caching_sha2_password”，这是一个更强大和更安全的插件，它使用 SHA-256 哈希函数（好像也不一定，只是SHA2）来加密密码，并提供了密码过期和密码历史记录功能，以增强数据库的安全性。

在 MySQL 8.0 中，还提供了另外两个身份验证插件，分别是 “sha256_password” 和 “mysql_old_password”。其中 “sha256_password” 也使用 SHA-256 哈希函数进行密码加密，但它不支持密码过期和密码历史记录功能。而 “mysql_old_password” 是用于向前兼容以前版本的 MySQL，它使用旧的加密方法。

报错分析

对于使用 caching_sha2_password 插件的客户端，在连接到服务器时，密码永远不会以明文形式公开。密码传输的方式取决于是否使用安全连接或 RSA 加密：

如果连接是安全的，则不需要 RSA 密钥对，也不会使用它。这适用于使用 TLS 加密的 TCP 连接，以及 Unix 套接字文件和共享内存连接。密码以明文形式发送，但不能被窥探，因为连接是安全的。

如果连接不安全，则使用 RSA 密钥对。这适用于未使用 TLS 加密的 TCP 连接和命名管道连接。RSA 仅用于客户端和服务器之间的密码交换，以防止密码窥探。当服务器收到加密的密码时，它会对其进行解密。在加密中使用加扰来防止重复攻击。

由于笔者使用的MySQL为8.0版本，默认使用”caching_sha2_password”插件进行身份验证，当关闭SSL时，该插件发现连接未加密，因此要求使用 RSA 加密传输密码。但是服务端并没有将公钥发送给客户端，而客户端又无法在可信位置检索到公钥，所以无法加密密码，导致报错。

基于以上分析，可以提出两种解决方案：

改用加密连接。
在不用加密连接的同时，让客户端从服务器获取公钥。

实验

MySQL服务器版本：8.0.32，在每次成功连接后重启服务器，否则连接成功后会出现登录缓存，导致错误无法复现。

mysql-connector-java	useSSL	allowPublicKeyRetrieval	success
5.1.47	false		false
5.1.47			true
5.1.47	false	true	true
8.0.23	false		false
8.0.23			true
8.0.23	false	true	true
8.0.32	false		false
8.0.32			true
8.0.32	false	true	true

根据实验结果，基本上可以验证之前的想法，且可以判断JDBC连接默认开启SSL并关闭allowPublicKeyRetrieval。

参考

[1] https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/caching-sha2-pluggable-authentication.html
[2] https://silencezheng.top/2022/05/26/article41/
[3] https://cloud.tencent.com/developer/news/791903
[4] https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/encrypted-connection-protocols-ciphers.html

后记

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