一篇学会 HashiCorp Vault 系统

是篇学什么

HashiCorp Vault 是一个用于管理密码
、密钥和证书等秘密的篇学系统
，同时还可提供有身份认证和授权保护的篇学加密服务。利用 Vault 提供的篇学UI  、CLI或HTTP API，篇学可以在严格的篇学控制和审计下安全地存储和管理敏感数据。

为什么

在现代系统中 ，篇学需要诸如数据库访问凭证、篇学外部API访问密钥、篇学服务间调用凭证等多种大量秘密信息，篇学这些信息分散存储在纯文本 、建站模板篇学配置文件 、篇学源代码或其他位置。篇学如果没有专门的篇学解决方案 ，仅靠散落在各平台自身的篇学机制，很难弄清楚谁在访问哪些密钥，很难做好安全存储
、密钥轮换和安全审计等工作。

Vault 通过将所有这些凭据集中起来，在一个地方定义，减少了不必要的暴露
 ，并提供了访问的安全性和审计的方便性 。源码库

工作原理

Vault 主要通过与安全策略关联的令牌来控制客户端对秘密的访问 。安全策略由一组描述路径及其操作可访问性的安全规则组成 。令牌可以手动创建并授予客户端
，也可以由客户端通过登录自行获取。。

Vault 的核心工作流为 ：

客户端提供身份识别信息Vault 通过 LDAP、GitHub、AppRole 等可信第三方验证客户端Vault 将定义好的安全策略关联到令牌，并授予客户端客户端通过令牌访问秘密

功能特性安全存储

Vault 在对秘密数据持久存储之前会对其进行加密 ，因此其原始存储也是安全的亿华云。

动态秘密

Vault 可为 AWS、SQL 数据库等系统提供临时访问凭据，并在到期后作废。

加密服务

Vault 也可以根据安全团队定义的加密参数提供公共的数据的加密、解密服务，而不必存储加解密数据。

租赁与续租

Vault 使用租期管理存储其中的各种秘密 ，到期前没有被续租的秘密将废弃
。

废弃

Vault 允许主动废弃单个、相关
、高防服务器特定类型的秘密，实现密钥轮换或锁定系统，以防范入侵 。

版本

Vault 共有开源版、云托管版和企业版3种版本。

开源版需要自托管，提供动态秘密管理、加密和数据保护等基本功能特性 ，需要通过社区获得支持 。

云托管版本 ，名为 HCP Vault（HashiCorp Cloud Platform Vault），与自托管 Vault 具有相同的二进制文件，在保证一致用户体验的同时，云计算允许组织快速使用 Vault。

企业版需要自托管，比开源版多了扩展、容灾等企业特性，并由HashiCorp提供服务支持
。

快速体验

安装 复制# 安装 yum-config-

manager 来管理存储库。

sudo yum install -y yum-

utils

# 使用 yum-config-

manager 添加官方的 HashiCorp Linux 存储库。

sudo yum-config-manager --add-repo https://rpm.releases.hashicorp.com/RHEL/hashicorp.repo

# 安装

sudo yum -

y install vault

# 或者安装企业版

sudo yum -y install vault-

enterprise

# 验证

vault1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12. 启动

复制# 查看启动帮助

vault server -

help

# 以开发模式启动，数据仍然加密，但保存在内存中，使用http侦听 ，仅用于快速体验，不能用于生产

vault server -

dev

# 记录日志中输出的VAULT_ADDR 、Unseal Key、模板下载Root Token

# 在一个新终端中进行如下操作

# 留存Unseal Key到某个地方

echo "把这段文字用Unseal Key替换" > unseal.key

# 根据server启动日志中的信息设置环境变量VAULT_ADDR ，表示server的访问地址

export VAULT_ADDR=http://127.0.0.1:8200

# 根据server启动日志中的信息设置环境变量VAULT_TOKEN，表示root访问令牌

export VAULT_TOKEN="用Root Token替换这段文字"

# 查看服务状态

vault status1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18. 处理键值对secret

复制# 查看处理键值对的命令帮助

vault kv -

help

# 查看put键值对命令帮助

vault kv put -

help

# 创建一个名为hell、包含foo 、excited两个Key的键值对secret
。

# 每针对同名secret put一次
，其元数据中的version就会递增

vault kv put -mount=secret hello foo=world excited=

yes

# 读取名为hello的键值对secret ，响应中会显示其元数据和键值数据

vault kv get -mount=

secret hello

# 读取kv中excited键的值

vault kv get -mount=secret -field=

excited hello

# 以json格式输出，并使用jq命令提取excited这个key的数据

vault kv get -mount=secret -format=json hello | jq -r .data.data.excited

# 删除名为hello的键值对secret

vault kv delete -mount=

secret hello

# 恢复无意删除的名为hello的secret到第2个版本

vault kv undelete -mount=secret -versions=2 hello1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.

引擎

秘密引擎是 Vault 用于储存、生成和加解密的插件化的组件，键值只是其中一种，其它存储引擎还有数据库、Transit（加解密服务引擎）
、SSH 、Time-baseed OTP  、AWS 
、Consul等 ，也可以自定义。

复制# 秘密引擎需要启用后才能使用。

# 同一种存储引擎可以在不同的路径（path）上启用 。

# 开发模式预设启用了键值引擎。

vault secrets enable -path=kv kv

# 启用秘密引擎的路径默认为秘密引擎的名称

vault secrets enable kv

# 以下命令用于列出所有秘密引擎

vault secrets list

# 以下命令使用 path/秘密名称 的形式设置名为hello的键值数据

vault kv put kv/hello target=world

# 以下命令可禁用路径为kv下的秘密引擎，并删除关联的秘密和配置

vault secrets disable kv/1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.

生产模式安装

建立配置文件

Vault使用HCL文件进行配置，首先创建一个HCL配置文件 ，可以命名为config.hcl。

复制storage "raft" { path = "./vault/data" node_id = "node1"}listener "tcp" { address = "[::]:8200" cluster_address = "[::]:8201" tls_cert_file = "/etc/certs/vault.crt" tls_key_file = "/etc/certs/vault.key"}api_addr = "https://127.0.0.1:8200"cluster_addr = "https://127.0.0.1:8201"ui = true1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.

storage 指示后端存储方式，raft 是一种适合生产模式的后端存储
 。

listener 用于配置侦听 API 请求的地址，生产环境应启用 TLS 。

api_addr 用于备用服务器向主服务器重定向客户端的地址。

cluster_addr 为同一集群下各node互相通信的地址，用于备用服务器forward客户端请求到主服务器  ，必须使用TLS 。

ui用于启用默认不启用的Web UI 。

不支持内存锁定时，需要添加配置
：disable_mlock = true

建立raft工作目录 复制mkdir -p ./vault/data1. 启动服务器 复制vault server -config=config.hcl1. 初始化

启动一个新的终端 ，并执行如下命令以初始化服务器。

复制# 设置服务API地址

export VAULT_ADDR=http://127.0.0.1:8200

# 初始化服务

vault operator init1.2.3.4.

初始化过程会输出5个解封密钥和1个root初始Token，需要安全的分发密钥，避免一个人持有所有密钥 ，以便当Vault密封时，至少需要3个密钥才能解封
。

解封

Vault在初始化后，以及每次重启后，都需要解封才能读取秘密数据。需要在不同的计算机上 ，分别执行如下命令，并各提供一个不同的密钥，才能完成解封。

复制vault operator unseal1. 登录

使用初始化后获得的Root令牌登录Vault服务。

复制vault login1. 其它运维命令

任一运维人员可通过执行 vault operator seal 命令再次密封Vault，可以通过执行 pgrep -f vault | xargs kill 命令终止 Vault 进程
，通过执行 rm -r ./vault/data 命令清除 Vault 数据 。

使用Transit引擎进行加解密

以下演示使用Vault Transit引擎进行数据加解密（不存储）的过程 ，涉及管理员和客户端两个角色 。

复制# (管理员)

以开发模式及root token启动 Vault

# 注：生产环境中，应使用具有某些安全策略的其它Token执行本任务

vault server -dev -dev-root-token-

id root

# (管理员)

使用环境变量声明Vault服务的地址，方便后续操作

export VAULT_ADDR=

$VAULT_ADDR

# (管理员)

使用环境变量声明要使用的令牌，方便后续操作

export VAULT_TOKEN=

root

# (管理员)

启用transit引擎

vault secrets enable transit

# （管理员)

启用名为orders的加密环

vault write -f transit/keys/

orders

# （管理员) 为客户端创建名为app-

orders的安全策略

vault policy write app-orders -<<

EOF

path "transit/encrypt/orders" { capabilities = [ "update" ]}path "transit/decrypt/orders" { capabilities = [ "update" ]}

EOF

# （管理员）为app-

orders安全策略创建一个令牌

vault token create -policy=app-

orders

# （客户端）使用环境变量存储管理员分配的令牌

export APP_ORDER_TOKEN="hvs.CAESIOVYYt5Cq5E0zZX3QVHEv5EYj94pGkGipUX48rI_f2wFGh4KHGh2cy5kdlhPSEhyR2pLa0hlODQwRDVkMzVuMWE"

# （客户端）对明文base64编码后
，再调用Vault服务进行加密

VAULT_TOKEN=$APP_ORDER_TOKEN vault write transit/encrypt/

orders \

plaintext=$(base64 <<< "4111 1111 1111 1111")

# （客户端）调用Vault服务对密文进行解密

VAULT_TOKEN=$APP_ORDER_TOKEN vault write transit/decrypt/

orders \

ciphertext="vault:v1:cZNHVx+sxdMErXRSuDa1q/pz49fXTn1PScKfhf+PIZPvy8xKfkytpwKcbC0fF2U="

# （客户端）对解密后的文本进行base64解码

base64 --decode <<< "NDExMSAxMTExIDExMTEgMTExMQo="

# （管理员）执行如下命令进行密钥轮换

vault write -f transit/keys/orders/

rotate

# （客户端）再次调用加密服务 ，此时密文开头会变为vault:

v2

vault write transit/encrypt/

orders \

plaintext=$(base64 <<< "4111 1111 1111 1111")

# （客户端）使用新密钥包装旧密文。Vault会自行先解密再用新密钥加密。

vault write transit/rewrap/

orders \

ciphertext="vault:v1:cZNHVx+sxdMErXRSuDa1q/pz49fXTn1PScKfhf+PIZPvy8xKfkytpwKcbC0fF2U="

# （管理员）启用密钥的24小时自动轮换

vault write transit/keys/orders/

config \

auto_rotate_period=24

h

# (管理员)

查看密钥信息，其中 auto_rotate_period 为轮换设置，默认值0s表示禁用。

vault read transit/keys/

orders

# (管理员)

设置最小可解密密钥版本
，默认从1开始所有版本的密钥均可以解密

vault write transit/keys/orders/

config \

min_decryption_version=5

# （管理员）导出密钥（包括明文和密文） ，密文可以保存到Vault的键值引擎，

# 用于在Vault外对大文件进行加解密

vault write -f transit/datakey/plaintext/

orders

# （管理员）导入一个已有的外部密钥

vault read -field=public_key transit/wrapping_key1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.53.54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.

使用数据库引擎获得动态凭证

以下演示使用Vault的数据库引擎来管理数据库访问凭证
，涉及管理员和应用程序两个角色。

复制# 首先做一些准备工作，本例中使用docker方式启动一个postgres数据库实例

# 拉取postgres的docker镜像

docker pull postgres:

latest

# 启动 postgres 容器

docker run \

--detach \ --name learn-postgres \ -e POSTGRES_USER=

root \

-e POSTGRES_PASSWORD=

rootpassword \

-p 5432:5432

\

--rm \

postgres

# 通过docker在名为learn-

postgres的容器中执行psql命令，

# 来创建一个名为 ro 的角色，用于完成示例

docker exec -

i \

learn-

postgres \

psql -U root -c "CREATE ROLE \"ro\" NOINHERIT;"

# 为 ro 角色授予一些权限

docker exec -

i \

learn-

postgres \

psql -U root -c "GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO \"ro\";"#--------以下进入正式环节-----

# （管理员）以dev模式启动一个Vault服务 ，方便演示

vault server -dev -dev-root-token-

id root

# （管理员）设置环境变量，方便后续操作

export VAULT_ADDR=http://127.0.0.1:8200export VAULT_TOKEN=

root

export POSTGRES_URL=127.0.0.1:5432

# （管理员）在Vault中启用数据库引擎

vault secrets enable database

# （管理员） 配置 postgreql-database-

plugin，包括连接信息

# connection_url支持以,

分割的多个实例，插件将依次尝试连接

vault write database/config/

postgresql \

plugin_name=postgresql-database-

plugin \

connection_url="postgresql://{ { username}}:{ { password}}@$POSTGRES_URL/postgres?sslmode=disable"

\

allowed_roles=

readonly \

username="root"

\

password="rootpassword"

# （管理员）创建一个可在postgres中建立角色的sql模板

tee readonly.sql <<

EOF

CREATE ROLE "{ { name}}" WITH LOGIN PASSWORD { { password}} VALID UNTIL { { expiration}} INHERIT;GRANT ro TO "{ { name}}";

EOF

# （管理员）创建名为readonly的数据库角色 ，创建语句将使用上面的sql模板

vault write database/roles/

readonly \

db_name=

postgresql \

creation_statements=@readonly.sql

\

default_ttl=1

h \

max_ttl=24

h

# (应用程序)

从Vault获取一个只读角色

# 返回结果中包括username、password，以及租约id和租期等信息

vault read database/creds/

readonly

# 可使用如下命令验证获得的角色是否存在

docker exec -

i \

learn-

postgres \

psql -U root -c "SELECT usename, valuntil FROM pg_user;"

# （管理员）列出所有租约

vault list sys/leases/lookup/database/creds/

readonly

#（管理员）使用环境变量保存第一份租约的id

LEASE_ID=$(vault list -format=json sys/leases/lookup/database/creds/readonly | jq -r ".[0]")

# （管理员）续约

vault lease renew database/creds/readonly/

$LEASE_ID

# （管理员）在租约到期前主动撤销

vault lease revoke database/creds/readonly/

$LEASE_ID

# （管理员）按照前缀撤销所有符合条件的租约

vault lease revoke -prefix database/creds/readonly1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.53.54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.73.74.75.

Vault还提供数据库用户名模板、密码策略等功能。

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