作者介绍：

钱芳园，专注数据库和数据库自动化领域的工程师，擅长 MySQL、Redis 运维以及基于 go 语言的数据库自动化开发。

一、背景

新一代去哪儿数据库自动化渠道规划整体架构如下：

架构阐明：

【1】渠道是分层构建，不同层级的模块功用专注不同的功用，上图只是列出部分模块。

【2】Server 是整个架构的初始化模块，也是整个渠道的管控节点。

【3】Meta 是整个架构的元数据中心。

【4】每个模块都是独立的存在，同一层级的模块之间可以彼此调用，低层级的模块不能自动调用高层级的模块。依据自动化渠道的规划，渠道需求布置一套 Agent 和各种 Plugin 在方针服务器上，Agent 和 Plugin 具有履行各种指令、使命。可是 Agent/Plugin 需求与 Server 之间传输一些灵敏信息（暗码、秘钥等），需求规划一套交互协议，防止灵敏信息走漏，保证数据传输的安全性。

二、方针

规划一套Agent/Plugin和Server之间的通信协议，需求完结以下方针：

• 满意功用上的需求，可以接受恳求，履行指令和使命。
• 保证灵敏信息传输的安全性。
• 对部分影响较大的恳求进行认证。
• 尽可能不依赖外部服务。

三、分析

通讯方法

现在主流两个服务之间的通讯方法有：http/https、tcp、udp、rcp。

通讯方法	协议层	长处	缺点
tcp/udp	传输层	完全可定制化的通讯协议，可以具有较高的安全性。	需求从底层完结一套复杂的通讯协议，开发本钱十分高。
rpc	应用层	成熟的通讯协议，现有结构可以完好支持，可以在此基础上完结二次开发，而且功能较高。	需求指定的客户端才干通讯，调试不太便利，开发本钱稍高。
http/https	应用层	成熟的通讯协议，现有结构可以完好支持，可以在此基础上完结二次开发，而且客户端较多，调试十分便利。	比较rcp，功能较低，开发本钱较低。

现在 Agent / Plugin 和 Server 之间的通讯的功能要求不高，最主要的是满意功用上的需求和防止灵敏信息走漏，便利开发、调试。故咱们选用开发本钱稍低的 http 协议。

需求加密的接口

Agent/Plugin和Server 之间通讯时，90% 的场景是获取一些非灵敏性信息，例如：服务器信息、硬件信息等。假如这些非灵敏的信息进行加密会大大浪费资源，增加双方的担负。故咱们对含有非灵敏信息的接口不选用加密的通讯方法，仅对含有灵敏信息的接口进行加密传输。

加密协议

加密方法大致分为对称加密和非对称加密。两者主要的区别在于加密和解密的秘钥是否是同一个。

– 对称加密

对称加密用的秘钥既可以用来加密明文数据，也可以用来解密密文数据，故被称之为对称加密。一般情况下对称加密的加密算法是揭露的，一旦秘钥走漏则密文就会很容破解，所以对称加密的关键在于秘钥的安全管理。

加密进程如下：

密文=Func(明文,秘钥)

其间Func为加密算法。解密进程如下：

明文=Func(密文,秘钥)

其间 Func 为加密算法。

对称加密算法主要有 AES、DES、3DES 等，由于 DES 和 3DES 在安全性方面不如 AES，故现在不再引荐运用 DES 和 3DES 。

名称	密钥长度	运算速度	安全性	资源耗费	是否引荐
DES	56位	较快	低	中	不引荐
3DES	112位或168位	慢	中	高	不引荐
AES	128、192、256位	快	高	低	引荐

– 非对称加密

非对称加密有一对秘钥，可以用其间任何一个秘钥来加密，用另一个秘钥来解密。一般情况下会把其间的一把秘钥揭露，可以运用这个秘钥对任何数据进行加密，只需另一把秘钥不走漏就可以保证数据安全。为了区别这两个秘钥，可以揭露的秘钥称为公钥，不能揭露的秘钥称为私钥。

加密进程如下：

密文=Func(明文,公钥)

其间Func为加密算法。解密进程如下：

明文=Func(密文,私钥)

其间Func为加密算法。

常见的非对称加密算法有RSA、DSA等。

名称	成熟度	安全性（取决于密钥长度）	运算速度	资源耗费
RSA	高	高	慢	高
DSA	高	高	慢	只能用于数字签名
ECC	低	高	快	低(计算量小,存储空间占用小,带宽要求低)

RSA 加密算法是现在最有影响力的公钥加密算法，而且被遍及以为是现在最优秀的公钥计划 之一。RSA 是第一个能一起用于加密和数字签名的算法，它可以抵抗到现在为止已知的一切暗码进犯，已被 ISO 引荐为公钥数据加密规范。对称加密和非对称加密算法比较：

加密方法	优势	下风
对称加密	速度快，资源耗费低	安全性不如非对称加密
非对称加密	安全性高	加解密速度低，资源耗费高

基于加密和解密速度上的考虑，现在Agent/Plugin和Server之间选用对称加密算法。

流程规划

– 流程图

图示以Agent和 Server 认证进程为例。Agent 和 Server 之间都含有一个固定的 key，这个 key 是编码在二进制代码中，无法访问。

– 认证进程

1. agent 发动时会搜集自身和环境信息，并向 server 注册。
2. server 收到注册恳求之后，会针对本次恳求的 agent 生成装备信息。

• 随机生成一个securityKey(每个agent每次注册都会生成新的securityKey)。
• 运用 securityKey 加密 agent 的原始装备信息。
• 运用 key 加密 securityKey 。

3. server 将装备信息（包括加密之后的 securityKey）发送给 agent。
4. agent 收到装备信息后，运用对应的 key 解析 securityKey，然后运用 securityKey 解密出原始的装备信息。

– 恳求进程

1. server 生成 token。

• 生成包括 server 身份信息在内的服务信息。
• 运用 agent 对应的 securityKey 加密服务信息。
• 运用加密之后的服务信息生成 token 。

2. server 向 agent 下发指令恳求，并附加 token。

3. agent 收到恳求之后，进行查看。

• 解析 token 并获取服务信息。
• 运用 securityKey 解密服务信息，并获取恳求的身份信息。
• 查看身份信息是否正确，假如查看过错则直接拒绝恳求。

4. agent 履行指令并回来成果。

– 阐明

1. agent 和 server 共有的 key

• key 只用于加密和解密 sercurityKey，不用于其他用处，即便走漏也不会影响认证。
• agent 和 server 是二进制编译布置，key 不存在与装备文件中，key 不会在网络中以任何方式传输。
• key不参与数据加密进程，即便 server 向 agent 恳求时，key 不相同认证也会通过。
• 后边假如需求考虑替换掉 key，只需求保证 agent 注册的时分 server 与 agent 的 key 相同就可以注册成功。

2. securityKey

• 每个 agent 专属一个 securityKey 。
• 每个 agent 发动注册均会随机生成一个 securityKey ，假如存在旧的 securityKey 则会被掩盖。
• securityKey 是用来加密灵敏信息，防止灵敏信息。
• securityKey 仅在注册进程中传输一次，而且只存在于 agent 的内存中，不会以任何方式存在于文件中。

3. token

token 中包括加密之后的server身份信息，agent 认证时会做如下查看：

• agent 查看 token 身份信息是否符合要求，假如身份信息不符合要求则认证不予通过。
• agent 会将身份信息与恳求来源进行比较，假如不同则被以为 token 为非法。