Настройка аутентификации и шифрования в Mosquitto на Ubuntu 24.04

321 просмотров 1 2025-03-18

Mosquitto − популярный брокер сообщений MQTT, широко используемый для IoT-устройств и распределённых систем. Установленный с настройками по умолчанию, Mosquitto не обеспечивает надёжной защиты данных, что делает его уязвимым для атак. В этой статье мы начнём рассматривать основные методы защиты Mosquitto на Ubuntu 24.04, в частности, разберём, как производится настройка аутентификации и шифрования соединений с помощью TLS. Два данных аспекта, описанные далее, позволят повысить безопасность созданной вами MQTT-инфраструктуры.

Настройка аутентификации

Первоначально мы запустили Mosquitto, используя анонимное подключение, то есть без какой-либо аутентификации. Теперь же необходимо обеспечить доступ к брокеру с помощью строго определённых учётных записей. Исходя из этого, на первом этапе настройки аутентификации нужно будет создать новый файл для хранения паролей:

$ sudo mosquitto_passwd -c /etc/mosquitto/passwd mosquitto-user

Здесь:

  • опция -c указывает на то, что в ходе выполнения команды будет создан именно новый файл, и если такой файл на данный существует, он будет перезаписан;
  • /etc/mosquitto/passwd − создаваемый файл паролей;
  • mosquitto-user − пользователь, при помощи которого будет осуществляться подключение к брокеру.

В ходе выполнения команда попросит указать пароль для создаваемой учётной записи.

Если нужно в уже существующий файл добавить ещё одного пользователя, используйте подобную команду, но уже без опции -c:

$ sudo mosquitto_passwd /etc/mosquitto/passwd another-mosquitto-user

Для того, чтобы процессы Mosquitto получили доступ к файлу паролей, измените его владельца и группу на пользователя и группу mosquitto:

$ sudo chown mosquitto:mosquitto /etc/mosquitto/passwd

Далее, откройте для редактирования конфигурационный файл Mosquitto, чтобы внести в него некоторые изменения:

$ sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf

А именно необходимо закрыть анонимный доступ к брокеру и указать путь к файлу паролей:

allow_anonymous false
password_file /etc/mosquitto/passwd

Если в файле присутствует строка allow_anonymous true, удалите её или закомментируйте. После чего закройте файл mosquitto.conf, сохранив внесённые изменения, и перезапустите службу mosquitto:

$ sudo systemctl restart mosquitto

С этого момента запуск подписки на тестовый MQTT-топик test от брокера Mosquitto нужно будет производить с указанием соответствующих имени пользователя и пароля:

$ mosquitto_sub -h X.X.X.X -t test -u "mosquitto-user" -P "Password"

В данном случае X.X.X.X − IP-адрес или имя хоста, на котором производится запуск брокера, Password − пароль, указанный при создании пользователя mosquitto-user.

Шифрование данных с помощью TLS

Для обеспечения конфиденциальности и безопасности передаваемых данных между клиентами и MQTT-брокером в Mosquitto рекомендуется использовать шифрование данных. Без использования шифрования данные передаются в открытом виде. Это делает их уязвимыми для перехвата и несанкционированного доступа.

Для шифрования данных Mosquitto использует протокол TLS/SSL (Transport Layer Security/Secure Sockets Layer). При установлении безопасного соединения клиент и сервер обмениваются сертификатами и ключами. При этом сервер предоставляет свой сертификат, чтобы клиент мог убедиться в его подлинности.

Создание конфигурационного файла OpenSSL

Соответственно, сначала необходимо на сервере сгенерировать сертификат и приватный ключ Центра сертификации (CA, Certificate Authority), которые будут использоваться в инфраструктуре с использованием TLS/SSL. Чтобы упростить работу с ключами, создайте конфигурационный файл для OpenSSL, который будет определять параметры создания сертификатов и ключей:

$ sudo nano /etc/mosquitto/certs/openssl.cnf

Содержимое файла должно выглядеть примерно следующим образом:

[req]
default_bits = 2048
prompt = no
default_md = sha256
distinguished_name = dn

[dn]
C = RU
ST = Moscow Region
L = Moscow
O = Your Organization
OU = Your Unit
CN = X.X.X.X

[v3_ca]
subjectAltName = @alt_names

[alt_names]
IP.1 = X.X.X.X

В данном случае

  • [req] − раздел, содержащий основные параметры запроса, в том числе:
    • default_bits = 2048 − размер ключа;
    • prompt = no − параметр, отключающий интерактивный ввод данных;
    • default_md = sha256 − алгоритм хеширования;
    • distinguished_name = dn − ссылка на секцию [dn];
  • [dn] − раздел, содержащий информацию о сертификате;
    • C = RU − код страны в формате ISO 3166-1;
    • ST = Moscow Region − регион, то есть, область, край или штат;
    • L = Moscow − город или населённый пункт;
    • O = Your Organization − название организации;
    • OU = Your Unit − подразделение организации;
    • CN = X.X.X.X − основное имя, обычно, имя домена или IP-адрес сервера, для которого создаётся сертификат (в данном случае замените X.X.X.X на IP-адрес вашего брокера Mosquitto);
  • [v3_ca] − раздел, содержащий настройки расширенных полей сертификата;
    • subjectAltName = @alt_names − параметр означает, что поле Subject Alternative Name (SAN) будет заполнено значениями из секции [alt_names];
  • [alt_names] − альтернативные имена или IP-адрес сервера;
    • IP.1 = X.X.X.X − параметр, указывающий на то, что сертификат может использоваться для конкретного IP.

Сохраните изменения в файле, после чего закройте его.

Создание корневого сертификата (CA)

Для дальнейшей работы перейдите в каталог, в котором будут создаваться ключи и сертификаты:

$ cd /etc/mosquitto/certs/

После чего сгенерируйте закрытый ключ, который будет использоваться для выпуска TLS-сертификатов:

$ sudo openssl genpkey -algorithm RSA -out ca.key

Затем создайте самоподписанный сертификат CA. Его можно будет использовать для подписи сертификатов серверов и клиентов:

$ sudo openssl req -new -x509 -days 365 -key ca.key -out ca.crt -config openssl.cnf

Создание сертификата сервера

Далее сгенерируйте закрытый ключ для TLS-шифрования сервера Mosquitto:

$ sudo openssl genpkey -algorithm RSA -out server.key

Создайте запрос на сертификат (CSR), который можно подписать у CA для получения действующего SSL-сертификата:

$ sudo openssl req -new -key server.key -out server.csr -config openssl.cnf

И, наконец, подпишите запрос на сертификат server.csr с использованием собственного центра сертификации:

$ sudo openssl x509 -req -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out server.crt -days 365 -extfile openssl.cnf -extensions v3_ca

Чтобы у Mosquitto был доступ к созданным файлам, измените владельца и группу директории /etc/mosquitto/certs/ и её содержимого на пользователя и группу mosquitto:

$ sudo chown mosquitto:mosquitto -R /etc/mosquitto/certs/

Изменение конфигурации Mosquitto

Теперь необходимо внести изменения в конфигурацию Mosquitto. Для чего откройте файл /etc/mosquitto/mosquitto.conf при помощи текстового редактора nano:

$ sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf

И добавьте в него следующие строки:

listener 8883
cafile /etc/mosquitto/certs/ca.crt
certfile /etc/mosquitto/certs/server.crt
keyfile /etc/mosquitto/certs/server.key

При этом, если вы хотите, чтобы в Mosquitto перестал использоваться порт 1883, удалите или закомментируйте строку listener 1883.

Закройте файл с сохранением изменений и перезапустите сервис mosquitto:

$ sudo systemctl restart mosquitto

Проверка подключения с использованием MQTTX

Теперь для запуска подписки на тестовый MQTT-топик test будет выглядеть следующим образом:

$ mosquitto_sub -h X.X.X.X -p 8883 -t test -u "mosquitto-user" -P "Password" --cafile /etc/mosquitto/certs/ca.crt

Здесь:

  • X.X.X.X − IP-адрес сервера Mosquitto;
  • 8883 − порт, используемый для подключения;
  • mosquitto-user − имя пользователя для подключения к Mosquitto;
  • Password − пароль учётной записи mosquitto-user;
  • /etc/mosquitto/certs/ca.crt − путь к файлу сертификата центра сертификации.

Чтобы воспользоваться защищённым соединением, например, из такого MQTT-клиента, как MQTTX, необходимо сделать так, чтобы MQTT-клиент доверял серверному сертификату при установке зашифрованного соединения. Для этого необходимо скопировать файл сертификата центра сертификации ca.crt на компьютер, с которого будет осуществляться подключение к брокеру. Сделать это можно, например, с использованием приложения WinSCP.

Копирование файла при помощи WinSCP

В интерфейсе MQTTX кликните значок создания нового подключения, где укажите:

  • название нового подключения в строке Name;
  • протокол mqtts:// и IP-адрес сервера в строке Host;
  • номер используемого порта, а именно, 8883, в строке Port.

Также в строках Username и Password укажите имя пользователя и пароля пользователя, используемые для подключения к брокеру. Переключатели SSL/TLS и SSL Secure оставьте во включённом состоянии. В разделе Certificate активируйте опцию CA or Self signed certificates, и наконец, в поле CA File выберите скопированный ранее файл сертификата центра сертификации. Для того, чтобы сохранить изменения и подключиться к брокеру, кликните Connect.

Создание нового защищённого подключения в MQTTX

После подключения к Mosquitto при помощи MQTTX вы можете отправить сообщение, которое будет получено брокером на вашем виртуальном сервере.

Передача сообщения в MQTTX - Настройка аутентификации и шифрования в Mosquitto

Статья полезна?

 
Похожие статьи
Оставить комментарий