]> git.apps.os.sepia.ceph.com Git - ceph.git/commitdiff
doc: Added a new intro for cephx authentication.
authorJohn Wilkins <john.wilkins@inktank.com>
Tue, 16 Oct 2012 22:22:25 +0000 (15:22 -0700)
committerJohn Wilkins <john.wilkins@inktank.com>
Tue, 16 Oct 2012 22:22:25 +0000 (15:22 -0700)
Signed-off-by: John Wilkins <john.wilkins@inktank.com>
doc/cluster-ops/auth-intro.rst [new file with mode: 0644]

diff --git a/doc/cluster-ops/auth-intro.rst b/doc/cluster-ops/auth-intro.rst
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d7c2ea3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,291 @@
+=====================================
+ Ceph Authentication & Authorization
+=====================================
+
+Ceph is a distributed storage system where a typical deployment involves a
+relatively small quorum of *monitors*, scores of *metadata servers* (MDSs) and
+many thousands of OSD daemons operating across many hosts/nodes--representing
+the server portion of the Ceph object store. Ceph clients such as CephFS, Ceph
+block device and Ceph Gateway interact with the Ceph object store. All Ceph
+object store clients use the ``librados`` library to interact with the Ceph
+object store. The following diagram illustrates an abstract client/server
+technology stack.
+
+.. ditaa::  +---------------------------------------------------+
+            |                      client                       |
+            +---------------------------------------------------+
+            |                     librados                      |
+            +---------------------------------------------------+
+            +---------------+ +---------------+ +---------------+
+            |      OSDs     | |      MDSs     | |    Monitors   |
+            +---------------+ +---------------+ +---------------+
+
+Users are either individuals or system actors such as applications, which 
+use Ceph clients to interact with Ceph server daemons.
+
+.. ditaa::  +-----+
+            | {o} |
+            |     |
+            +--+--+       /---------\               /---------\
+               |          |  Ceph   |               |  Ceph   |
+            ---+---*----->|         |<------------->|         |
+               |     uses | Clients |               | Servers |
+               |          \---------/               \---------/
+            /--+--\
+            |     |
+            |     |
+             actor                                    
+
+For additional information, see our `Cephx Guide`_ and `ceph-authtool manpage`_.
+
+.. _Cephx Guide: ../authentication
+.. _ceph-authtool manpage: ../../man/8/ceph-authtool/
+
+Ceph Authentication (cephx)
+===========================
+
+Cryptographic authentication has some computational costs, though they should
+generally be quite low.  If the network environment connecting your client and
+server hosts is very safe and you cannot afford authentication, you can use a
+Ceph option to turn it off.  **This is not generally recommended**, but should you
+need to do so, details can be found in the `Disable Cephx`_ section.  
+
+.. important:: Remember, if you disable authentication, you are at risk of a 
+   man-in-the-middle attack altering your client/server messages, which could 
+   lead to disastrous security effects.
+
+A key scalability feature of Ceph is to avoid a centralized interface to the
+Ceph object store, which means that Ceph clients must be able to interact with
+OSDs directly. To protect data, Ceph provides its ``cephx`` authentication
+system, which authenticates users operating Ceph clients. The ``cephx`` protocol
+operates in a manner with behavior similar to `Kerberos`_. 
+
+.. _Disable Cephx: ../authentication#disable-cephx
+.. _Kerberos: http://en.wikipedia.org/wiki/Kerberos_(protocol)
+
+A user/actor invokes a Ceph client to contact a monitor. Unlike Kerberos, each
+monitor can authenticate users and distribute keys, so there is no single point
+of failure or bottleneck when using ``cephx``. The monitor returns an
+authentication data structure similar to a Kerberos ticket that contains a
+session key for use in obtaining Ceph services.  This session key is itself
+encrypted with the user's permanent  secret key, so that only the user can
+request services from the Ceph monitor(s). The client then uses the session key
+to request its desired services from the monitor, and the monitor provides the
+client with a ticket that will authenticate the client to the OSDs that actually
+handle data. Ceph monitors and OSDs share a secret, so the client can use the
+ticket provided by the monitor with any OSD or metadata server in the cluster.
+Like Kerberos, ``cephx`` tickets expire, so an attacker cannot use an expired
+ticket or session key obtained surreptitiously. This form of authentication will
+prevent attackers with access to the communications medium from either creating
+bogus messages under another user's identity or altering another user's
+legitimate messages, as long as the user's secret key is not divulged before it
+expires.
+
+To use ``cephx``, an administrator must set up users first. In the following
+diagram, the ``client.admin`` user invokes  ``ceph auth get-or-create-key`` from
+the command line to generate a username and secret key. Ceph's ``auth``
+subsystem generates the username and key, stores a copy with the monitor(s) and
+transmits the user's secret back to the ``client.admin`` user. This means that 
+the client and the monitor share a secret key.
+
+.. important:: The ``client.admin`` user must provide the user ID and 
+   secret key to the user in a secure manner. 
+
+.. ditaa:: +---------+     +---------+
+           | Client  |     | Monitor |
+           +---------+     +---------+
+                |  request to   |
+                | create a user |
+                |-------------->|----------+ create user
+                |               |          | and                 
+                |<--------------|<---------+ store key
+                | transmit key  |
+                |               |
+
+
+To authenticate with the monitor, the client passes in the user name to the
+monitor, and the monitor generates a session key and encrypts it with the secret
+key associated to the user name. Then, the monitor transmits the encrypted
+ticket back to the client. The client then decrypts the payload with the shared
+secret key to retrieve the session key. The session key identifies the user for
+the current session. The client then requests a ticket on behalf of the user
+signed by the session key. The monitor generates a ticket, encrypts it with the
+user's secret key and transmits it back to the client. The client decrypts the
+ticket and uses it to sign requests to OSDs and metadata servers throughout the
+cluster.
+
+.. ditaa:: +---------+     +---------+
+           | Client  |     | Monitor |
+           +---------+     +---------+
+                |  authenticate |
+                |-------------->|----------+ generate and
+                |               |          | encrypt                
+                |<--------------|<---------+ session key
+                | transmit      |
+                | encrypted     |
+                | session key   |
+                |               |             
+                |-----+ decrypt |
+                |     | session | 
+                |<----+ key     |              
+                |               |
+                |  req. ticket  |
+                |-------------->|----------+ generate and
+                |               |          | encrypt                
+                |<--------------|<---------+ ticket
+                | recv. ticket  |
+                |               |             
+                |-----+ decrypt |
+                |     | ticket  | 
+                |<----+         |              
+
+
+The ``cephx`` protocol authenticates ongoing communications between the client
+machine and the Ceph servers. Each message sent between a client and server,
+subsequent to the initial authentication, is signed using a ticket that the
+monitors, OSDs and metadata servers can verify with their shared secret.
+
+.. ditaa:: +---------+     +---------+     +-------+     +-------+
+           |  Client |     | Monitor |     |  MDS  |     |  OSD  |
+           +---------+     +---------+     +-------+     +-------+
+                |  request to   |              |             |
+                | create a user |              |             |               
+                |-------------->| mon and      |             |
+                |<--------------| client share |             |
+                |    receive    | a secret.    |             |
+                | shared secret |              |             |
+                |               |<------------>|             |
+                |               |<-------------+------------>|
+                |               | mon, mds,    |             |
+                | authenticate  | and osd      |             |  
+                |-------------->| share        |             |
+                |<--------------| a secret     |             |
+                |  session key  |              |             |
+                |               |              |             |
+                |  req. ticket  |              |             |
+                |-------------->|              |             |
+                |<--------------|              |             |
+                | recv. ticket  |              |             |
+                |               |              |             |
+                |   make request (CephFS only) |             |
+                |----------------------------->|             |
+                |<-----------------------------|             |
+                | receive response (CephFS only)             |
+                |                                            |
+                |                make request                |
+                |------------------------------------------->|  
+                |<-------------------------------------------|
+                               receive response
+
+The protection offered by this authentication is between the Ceph client and the
+Ceph server hosts. The authentication is not extended beyond the Ceph client. If
+the user accesses the Ceph client from a remote host, Ceph authentication is not
+applied to the connection between the user's host and the client host.
+
+
+Ceph Authorization (caps)
+=========================
+
+Ceph uses the term "capabilities" (caps) to describe authorizing an
+authenticated  user to exercise the functionality of the monitors, OSDs and
+metadata servers. Capabilities can also restrict access to data within one or
+more pools.
+
+.. important:: Ceph capabilities are **NOT** the same as CephFS
+   filesystem authorization permission using the POSIX file system 
+   interface (e.g., ``chmod``).
+
+A Ceph ``client.admin`` user sets a user's capabilities when creating
+the user.
+
+
+``allow``
+
+:Description: Precedes access settings for a daemon. Implies ``rw`` for MDS only. 
+:Example: ``ceph-authtool -n client.foo --cap mds 'allow'``
+
+
+``r``
+
+:Description: Gives the user read access. Required with monitors to retrieve the CRUSH map.
+:Example: ``ceph-authtool -n client.foo --cap mon 'allow r'``
+
+
+``w``
+
+:Description: Gives the user write access to objects.
+:Example: ``ceph-authtool -n client.foo --cap osd 'allow w'`` 
+
+
+``x``
+
+:Description: Gives the user the capability to call class methods (i.e., both read and write).
+:Example: ``ceph-authtool -n client.foo --cap osd 'allow x'``
+
+
+``class-read``
+
+:Descriptions: Gives the user the capability to call class read methods. Subset of ``x``. 
+:Example: ``ceph-authtool -n client.foo --cap osd 'allow class-read'``
+
+
+``class-write``
+
+:Description: Gives the user the capability to call class write methods. Subset of ``x``. 
+:Example: ``ceph-authtool -n client.foo --cap osd 'allow class-write'``
+
+
+``*``
+
+:Description: Gives the user read, write and execute permissions for a particular daemon/pool, and the ability to execute admin commands.
+:Example: ``ceph-authtool -n client.foo --cap osd 'allow *'``
+
+
+When setting capabilities for a user, Ceph also supports restricting the
+capabilities to a particular pool. This means you can have full access to some
+pools, and restricted (or no) access to other pools for the same user.
+For example:: 
+
+       ceph-authtool -n client.foo --cap osd 'allow rwx' pool=customer-pool
+
+
+
+Cephx Limitations
+=================
+
+The ``cephx`` protocol authenticates Ceph clients and servers to each other.  It
+is not intended to handle authentication of human users or application programs
+run on their behalf.  If that effect is required to handle your access control
+needs, you must have another mechanism, which is likely to be specific to the
+front end used to access the Ceph object store.  This other mechanism has the
+role of ensuring that only acceptable users and programs are able to run on the
+machine that Ceph will permit to access its object store. 
+
+The keys used to authenticate Ceph clients and servers are typically   stored in
+a plain text file with appropriate permissions in a trusted host.
+
+.. important:: This method has security shortcomings, but they are difficult to avoid, 
+   given the basic authentication methods Ceph uses in the background. Those setting up 
+   Ceph systems should be aware of these shortcomings.  
+
+In particular, arbitrary user machines, especially portable machines, should not
+be configured to interact directly with Ceph, since that mode of use would
+require the storage of a plaintext authentication key on an insecure machine.
+Anyone  who stole that machine or obtained surreptitious access to it could
+obtain the key that will allow them to authenticate their own machines to Ceph.
+
+Rather than permitting potentially insecure machines to access a Ceph object
+store directly,  users should be required to sign in to a trusted machine in
+your environment using a method  that provides sufficient security for your
+purposes.  That trusted machine will store the plaintext Ceph keys for the
+human users.  A future version of Ceph may address these particular
+authentication issues more fully.
+
+At the moment, none of the Ceph authentication protocols provide secrecy for
+messages in transit. Thus, an eavesdropper on the wire can hear and understand
+all data sent between clients and servers in Ceph, even if he cannot create or
+alter them. Further, Ceph does not include options to encrypt user data in the
+object store. Users can hand-encrypt and store their own data in the Ceph
+object store, of course, but Ceph provides no features to perform object
+encryption itself. Those storing sensitive data in Ceph should consider
+encrypting their data before providing it  to the Ceph system.