MySQL 主从复制加密以及binlog的加密实现

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MySQL 主从复制加密以及binlog的加密实现
1 概述

本文主要讲述了如何在主从复制的过程中使用SSL进行加密，还有binlog加密（MySQL 8.0.14+）的实现。

2 环境
- MySQL 8.0.25
- Docker
- 一主一从
3 准备容器

先拉取镜像并启动，主库3306，从库3307，还需要加上--ssl参数，以开启SSL加密连接的功能：
```
docker pull mysql
docker run -itd -p 3306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql-master mysql --ssl
docker run -itd -p 3307:3306 -p 33061:33060 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql-slave mysql --ssl
```
启动容器之后进入容器并安装vim和net-tools：
```
apt install vim net-tools
```
同时进入MySQL准备好数据源：
```
create database test;
use test;
create table user(
	id int primary key auto_increment,
	name varchar(30) not null,
	age int not null
);
```
4 SSL连接准备

4.1 确保SSL开启

首先可以进入MySQL确保SSL功能开启：
```
show variables like '%ssl%';
```
4.2 生成CA和私钥

默认情况下，在/var/lib/mysql下已经有生成的证书和私钥文件，如果不想用默认的，可以重新生成：
```
sudo mkdir /mysql
sudo chown mysql:mysql /mysql
mysql_ssl_rsa_setup --datadir=/mysql
```
生成的文件包括：
- ca-key.pem：CA私钥
- ca.pem：自签名的CA证书
- client-key.pem：客户端连接时使用的私钥
- client-cert.pem：客户端连接时使用的证书
- server-key.pem：服务器端私钥
- server-cert.pem：服务器端证书
- public_key.pem/private_key.pem：密钥对的公钥和私钥
实际使用只需要用到ca.pem、服务端私钥证书、客户端私钥证书这五个文件。由于主从复制的时候，主库作为服务端，从库作为客户端，因此ca.pem/server-key.pem/server-client.pem只需要在主库中配置，而ca.pem/client-key.pem/client-cert.pem需要通过scp传到从库中。

4.3 修改权限

权限错误会导致MySQL无法正常使用SSL的功能：
```
sudo chown mysql:mysql /mysql/*.pem
sudo chmod 400 /mysql/*.pem
sudo chmod 444 /mysql/ca.pem
```
4.4 修改配置文件

修改主库的配置文件，如下所示：
```
[mysqld]
ssl_ca=/mysql/ca.pem
ssl_cert=/mysql/server-cert.pem
ssl_key=/mysql/server-key.pem
```
而从库配置文件修改如下：
```
[client]
ssl-ca=/mysql/ca.pem
ssl-cert=/mysql/client-cert.pem
ssl-key=/mysql/client-key.pem
```
此时从库是没办法连接自己的，只能连接主库，如果需要连接自己，需要将主库的server-key.pem/server-cert.pem拷贝到从库中，并配置从库的[mysqld]：
```
[mysqld]
ssl_ca=/mysql/ca.pem
ssl_cert=/mysql/server-cert.pem
ssl_key=/mysql/server-key.pem
```
5 主从复制的其他配置

下面是一些主从复制的最常规最简单的配置，主库仅配置了id和需要复制的库：
```
[mysqld]
server-id=1                
binlog-do-db=test         
```
从库的配置如下：
```
[mysqld]
server-id=2            
replicate-do-db=test   
```
修改完后重启主库和从库。

6 创建主从复制的用户

在主库中创建主从复制的用户（具体ip请使用ifconfig查看）：
```
create user 'repl'@'172.17.0.3' identified with mysql_native_password by '123456' require ssl;
grant replication slave on *.* to 'repl'@'172.17.0.3';
```
7 修改从库配置指向主库

首先查看主库的状态：
```
show master status;
```
把File和Position记录下来，并在从库中使用change master to/change replication source to（8.0.23+）设置主库信息：
```
change master to
master_host = '172.17.0.2',
master_user = 'repl',
master_password = '123456',
master_log_file = 'binlog.000005',
master_log_pos = 156,
master_ssl = 1;
```
或
```
change replication source to
source_host = '172.17.0.2',
source_user = 'repl',
source_password = '123456',
source_log_file = 'binlog.000005',
source_log_pos = 156;  
source_ssl = 1;
```
8 启动从库并测试

可以使用start slave/start replica（8.0.22+）启动从库开启复制功能：
```
start slave
# 或
start replica
```
启动完成后使用
```
show slave stautsG
```
查看从库状态：

需要显示两个Yes才算成功，如果Slave_IO_Running一直显示Connecting，可能原因是：
- 在从库中配置的主库地址、端口、用户名、密码等错误
- SSL配置错误，比如使用了错误的client-key.pem
- 防火墙问题
请查看日志自行检查，日志位置可通过
```
show variables like 'log_error'
```
查看。

没有问题后，尝试在主库中插入数据：
```
use test;
insert into user values('111',1);
```
在从库中就可以查询到了：
```
use test;
select * from user;
```
9 binlog的加密

从8.0.14开始，MySQL提供了对binlog的加密功能，默认情况下，binlog是没有加密的，加密需要使用keyring插件或者组件：

实现步骤如下：
- 安装keyring_file插件
- 修改配置
- 测试
9.1 安装插件

MySQL提供了以下插件的安装：

由于使用的是社区版，社区版只支持keyring_file插件，以此为例。

主库和从库修改配置文件如下：
```
[mysqld]
early-plugin-load=keyring_file.so
keyring_file_data=/mysql/keyring
```
重启后，进入MySQL查看：
```
select plugin_name,plugin_status from information_schema.plugins where plugin_name like 'keyring%';
```
需要处于ACTIVE状态，这样就是成功了。

9.2 修改配置

binlog的加密通过一个系统变量binlog_encryption控制，需要手动开启：
```
set global binlog_encryption=ON;
set persist binlog_encryption=ON;
```
开启后查看日志：
```
show binary logs;
```
可以看到是加密了的binlog：

而之前没有加密的binlog可以手动迁移数据后进行删除。

加密完binlog后并不需要修改主从复制的配置，主从复制依然生效，如下图所示：

主库插入了一个用户从库依然能select到。

10 参考链接
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