插入外部 CA 密钥和证书

本任务展示运维人员如何使用现有根证书配置 Citadel 进行证书以及密钥的签发。

缺省情况下 Citadel 生成自签署的根证书和密钥，用于给工作负载签署证书。Citadel 还可以使用运维人员指定的根证书、证书和密钥进行工作负载的证书颁发。该任务所演示了向 Citadel 插入外部证书和密钥的方法。

开始之前

  • 根据 quick start 内容，安装 Istio 并启用双向 TLS：
  1. $ kubectl apply -f install/kubernetes/istio-demo-auth.yaml

或者

使用 Helm 并设置 global.mtls.enabled 为 true.

插入现有密钥和证书

假设我们想让 Citadel 使用现有的 ca-cert.pem 证书和 ca-key.pem，其中 ca-cert.pem 是由 root-cert.pem 根证书签发的，我们也准备使用 root-cert.pem 作为 Istio 工作负载的根证书。

下面的例子中，Citadel 的签署（CA）证书（root-cert.pem）不同于根证书（root-cert.pem），因此工作负载无法使用根证书进行证书校验。工作负载需要一个 cert-chain.pem 文件作为信任链，其中需要包含所有从根证书到工作负载证书之间的中间 CA。在我们的例子中，他包含了 Citadel 的签署证书，所以 cert-chain.pem 和 ca-cert.pem 是一致的。注意如果你的 ca-cert.pem 和 ca-cert.pem 是一致的，那么 cert-chain.pem 就是个空文件了。

这些文件都会在 samples/certs/ 目录中准备就绪提供使用。

下面的步骤在 Citadel 中插入了证书和密钥：

  • 创建一个名为 cacert 的 secret，其中包含所有输入文件 ca-cert.pem、ca-key.pem、root-cert.pem 以及 cert-chain.pem：
  1. $ kubectl create secret generic cacerts -n istio-system --from-file=samples/certs/ca-cert.pem \
  2.     --from-file=samples/certs/ca-key.pem --from-file=samples/certs/root-cert.pem \
  3.     --from-file=samples/certs/cert-chain.pem
  • 使用 Helm 重新部署 Citadel，其中 global.mtls.enabled 设置为 true，security.selfSigned 设置为 false 。Citadel 将从 secret-mount 文件中读取证书和密钥。
  1. $ helm template install/kubernetes/helm/istio --name istio --namespace istio-system -x charts/security/templates/deployment.yaml \
  2. --set global.mtls.enabled=true --set security.selfSigned=false > $HOME/citadel-plugin-cert.yaml
  3. $ kubectl apply -f $HOME/citadel-plugin-cert.yaml
  • 为了确定工作负载获取了正确的证书，删除 Citadel 生成的 Secret（命名为 istio.*）。在本例中就是 istio.default。Citadel 会签发新的证书给工作负载。
  1. $ kubectl delete secret istio.default

检查新证书

本节中，我们要校验新的工作负载证书以及根证书是否正确传播。需要在本机安装 openssl。

  • 根据部署文档安装 Bookinfo 应用。

  • 获取已加载的证书。下面我们使用 ratings pod 作为例子，检查这个 Pod 上加载的证书。

用变量 RATINGSPOD 保存 Pod 名称：

  1. $ RATINGSPOD=`kubectl get pods -l app=ratings -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}'`

运行下列命令，获取 proxy 容器中加载的证书：

  1. $ kubectl exec -it $RATINGSPOD -c istio-proxy -- /bin/cat /etc/certs/root-cert.pem > /tmp/pod-root-cert.pem

/tmp/pod-root-cert.pem 文件中包含传播到 Pod 中的根证书。

  1. $ kubectl exec -it $RATINGSPOD -c istio-proxy -- /bin/cat /etc/certs/cert-chain.pem > /tmp/pod-cert-chain.pem

而 /tmp/pod-cert-chain.pem 这个文件则包含了工作负载证书以及传播到 Pod 中的 CA 证书

  • 检查根证书和运维人员指定的证书是否一致：

Zip

  1. $ openssl x509 -in @samples/certs/root-cert.pem@ -text -noout > /tmp/root-cert.crt.txt
  2. $ openssl x509 -in /tmp/pod-root-cert.pem -text -noout > /tmp/pod-root-cert.crt.txt
  3. $ diff /tmp/root-cert.crt.txt /tmp/pod-root-cert.crt.txt

输出为空代表符合预期。

  • 检查 CA 证书和运维人员指定的是否一致

Zip

  1. $ tail -n 22 /tmp/pod-cert-chain.pem > /tmp/pod-cert-chain-ca.pem
  2. $ openssl x509 -in @samples/certs/ca-cert.pem@ -text -noout > /tmp/ca-cert.crt.txt
  3. $ openssl x509 -in /tmp/pod-cert-chain-ca.pem -text -noout > /tmp/pod-cert-chain-ca.crt.txt
  4. $ diff /tmp/ca-cert.crt.txt /tmp/pod-cert-chain-ca.crt.txt

输出为空代表符合预期。

  • 检查从根证书到工作负载证书的证书链：

ZipZip

  1. $ head -n 21 /tmp/pod-cert-chain.pem > /tmp/pod-cert-chain-workload.pem
  2. $ openssl verify -CAfile <(cat @samples/certs/ca-cert.pem@ @samples/certs/root-cert.pem@) /tmp/pod-cert-chain-workload.pem
  3. /tmp/pod-cert-chain-workload.pem: OK

清理

  • 移除 secret cacerts:
  1. $ kubectl delete secret cacerts -n istio-system
  • 移除 Istio 组件:
  1. $ kubectl delete -f install/kubernetes/istio-demo-auth.yaml