Herstellen einer Verbindung zu Ihrem mithilfe der IAM-Authentifizierung und der AWS SDK for Java

Sie können wie im Folgenden beschrieben eine Verbindung zu einer mit Aurora MySQL oder Aurora PostgreSQL DB-Cluster herstellen. AWS SDK for Java

Voraussetzungen

Die folgenden Voraussetzungen gelten für die Verbindung mit Ihrem DB--Cluster mithilfe der IAM-Authentifizierung:

• Aktivieren und Deaktivieren der IAM-Datenbank-Authentifizierung

• Erstellen und Verwenden einer IAM-Richtlinie für den IAM-Datenbankzugriff

• Erstellen eines Datenbankkontos mithilfe der IAM-Authentifizierung

• Richten Sie das AWS SDK for Java ein

Beispiele zur Verwendung des SDK for Java 2.x finden Sie unter Amazon RDS-Beispiele mit SDK for Java 2.x.

Generieren eines IAM-Authentifizierungstokens

Wenn Sie Programme mit dem schreiben AWS SDK for Java, können Sie mithilfe der Klasse ein signiertes Authentifizierungstoken abrufen. RdsIamAuthTokenGenerator Für die Verwendung dieser Klasse müssen Sie AWS Anmeldeinformationen angeben. Dazu erstellen Sie eine Instanz der DefaultAWSCredentialsProviderChain Klasse. DefaultAWSCredentialsProviderChainverwendet den ersten AWS Zugriffsschlüssel und den ersten geheimen Schlüssel, den es in der standardmäßigen Anbieterkette für Anmeldeinformationen findet. Weitere Informationen über AWS -Zugriffsschlüssel finden Sie unter Verwalten von Zugriffsschlüsseln für Benutzer.

Anmerkung

Sie können keinen benutzerdefinierten Route-53-DNS-Eintrag oder einen benutzerdefinierten Aurora-Endpunkt anstelle des DB-Cluster-Endpunkts verwenden, um das Authentifizierungstoken zu generieren.

Nachdem Sie eine Instance von RdsIamAuthTokenGenerator erstellt haben, können Sie das getAuthToken-Verfahren aufrufen, um ein signiertes Token zu erhalten. Geben Sie die AWS -Region, den Hostnamen, die Portnummer und den Benutzernamen an. Der folgende Beispielcode veranschaulicht diese Vorgehensweise.

package com.amazonaws.codesamples;

import com.amazonaws.auth.DefaultAWSCredentialsProviderChain;
import com.amazonaws.services.rds.auth.GetIamAuthTokenRequest;
import com.amazonaws.services.rds.auth.RdsIamAuthTokenGenerator;

public class GenerateRDSAuthToken {

    public static void main(String[] args) {

	    String region = "us-west-2";
	    String hostname = "rdsmysql.123456789012.us-west-2.rds.amazonaws.com";
	    String port = "3306";
	    String username = "jane_doe";
	
	    System.out.println(generateAuthToken(region, hostname, port, username));
    }

    static String generateAuthToken(String region, String hostName, String port, String username) {

	    RdsIamAuthTokenGenerator generator = RdsIamAuthTokenGenerator.builder()
		    .credentials(new DefaultAWSCredentialsProviderChain())
		    .region(region)
		    .build();

	    String authToken = generator.getAuthToken(
		    GetIamAuthTokenRequest.builder()
		    .hostname(hostName)
		    .port(Integer.parseInt(port))
		    .userName(username)
		    .build());
	    
	    return authToken;
    }

}

Manuelles Erzeugen eines IAM-Authentifizierungstokens

Der einfachste Weg in Java, um ein Authentifizierungstoken zu erzeugen, ist die Verwendung von RdsIamAuthTokenGenerator. Diese Klasse erstellt ein Authentifizierungstoken für Sie und signiert es dann mit der AWS Signaturversion 4. Weitere Informationen finden Sie unter Signaturprozess mit Signaturversion 4 im Allgemeine AWS-Referenz.

Sie können allerdings das Authentifizierungstoken auch manuell erstellen und signieren, wie im folgenden Beispielcode dargestellt.

package com.amazonaws.codesamples;

import com.amazonaws.SdkClientException;
import com.amazonaws.auth.DefaultAWSCredentialsProviderChain;
import com.amazonaws.auth.SigningAlgorithm;
import com.amazonaws.util.BinaryUtils;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.Charset;
import java.security.MessageDigest;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.SortedMap;
import java.util.TreeMap;

import static com.amazonaws.auth.internal.SignerConstants.AWS4_TERMINATOR;
import static com.amazonaws.util.StringUtils.UTF8;

public class CreateRDSAuthTokenManually {
    public static String httpMethod = "GET";
    public static String action = "connect";
    public static String canonicalURIParameter = "/";
    public static SortedMap<String, String> canonicalQueryParameters = new TreeMap();
    public static String payload = StringUtils.EMPTY;
    public static String signedHeader = "host";
    public static String algorithm = "AWS4-HMAC-SHA256";
    public static String serviceName = "rds-db";
    public static String requestWithoutSignature;

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        String region = "us-west-2";
        String instanceName = "rdsmysql.123456789012.us-west-2.rds.amazonaws.com";
        String port = "3306";
        String username = "jane_doe";
	
        Date now = new Date();
        String date = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd").format(now);
        String dateTimeStamp = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd'T'HHmmss'Z'").format(now);
        DefaultAWSCredentialsProviderChain creds = new DefaultAWSCredentialsProviderChain();
	    String awsAccessKey = creds.getCredentials().getAWSAccessKeyId();
	    String awsSecretKey = creds.getCredentials().getAWSSecretKey();
        String expiryMinutes = "900";
        
        System.out.println("Step 1:  Create a canonical request:");
        String canonicalString = createCanonicalString(username, awsAccessKey, date, dateTimeStamp, region, expiryMinutes, instanceName, port);
        System.out.println(canonicalString);
        System.out.println();

        System.out.println("Step 2:  Create a string to sign:");        
        String stringToSign = createStringToSign(dateTimeStamp, canonicalString, awsAccessKey, date, region);
        System.out.println(stringToSign);
        System.out.println();

        System.out.println("Step 3:  Calculate the signature:");        
        String signature = BinaryUtils.toHex(calculateSignature(stringToSign, newSigningKey(awsSecretKey, date, region, serviceName)));
        System.out.println(signature);
        System.out.println();

        System.out.println("Step 4:  Add the signing info to the request");                
        System.out.println(appendSignature(signature));
        System.out.println();
        
    }

    //Step 1: Create a canonical request date should be in format YYYYMMDD and dateTime should be in format YYYYMMDDTHHMMSSZ
    public static String createCanonicalString(String user, String accessKey, String date, String dateTime, String region, String expiryPeriod, String hostName, String port) throws Exception {
        canonicalQueryParameters.put("Action", action);
        canonicalQueryParameters.put("DBUser", user);
        canonicalQueryParameters.put("X-Amz-Algorithm", "AWS4-HMAC-SHA256");
        canonicalQueryParameters.put("X-Amz-Credential", accessKey + "%2F" + date + "%2F" + region + "%2F" + serviceName + "%2Faws4_request");
        canonicalQueryParameters.put("X-Amz-Date", dateTime);
        canonicalQueryParameters.put("X-Amz-Expires", expiryPeriod);
        canonicalQueryParameters.put("X-Amz-SignedHeaders", signedHeader);
        String canonicalQueryString = "";
        while(!canonicalQueryParameters.isEmpty()) {
            String currentQueryParameter = canonicalQueryParameters.firstKey();
            String currentQueryParameterValue = canonicalQueryParameters.remove(currentQueryParameter);
            canonicalQueryString = canonicalQueryString + currentQueryParameter + "=" + currentQueryParameterValue;
            if (!currentQueryParameter.equals("X-Amz-SignedHeaders")) {
                canonicalQueryString += "&";
            }
        }
        String canonicalHeaders = "host:" + hostName + ":" + port + '\n';
        requestWithoutSignature = hostName + ":" + port + "/?" + canonicalQueryString;

        String hashedPayload = BinaryUtils.toHex(hash(payload));
        return httpMethod + '\n' + canonicalURIParameter + '\n' + canonicalQueryString + '\n' + canonicalHeaders + '\n' + signedHeader + '\n' + hashedPayload;

    }

    //Step 2: Create a string to sign using sig v4
    public static String createStringToSign(String dateTime, String canonicalRequest, String accessKey, String date, String region) throws Exception {
        String credentialScope = date + "/" + region + "/" + serviceName + "/aws4_request";
        return algorithm + '\n' + dateTime + '\n' + credentialScope + '\n' + BinaryUtils.toHex(hash(canonicalRequest));

    }

    //Step 3: Calculate signature
    /**
     * Step 3 of the &AWS; Signature version 4 calculation. It involves deriving
     * the signing key and computing the signature. Refer to
     * http://docs.aws.amazon
     * .com/general/latest/gr/sigv4-calculate-signature.html
     */
    public static byte[] calculateSignature(String stringToSign,
                                            byte[] signingKey) {
        return sign(stringToSign.getBytes(Charset.forName("UTF-8")), signingKey,
                SigningAlgorithm.HmacSHA256);
    }

    public static byte[] sign(byte[] data, byte[] key,
                          SigningAlgorithm algorithm) throws SdkClientException {
        try {
            Mac mac = algorithm.getMac();
            mac.init(new SecretKeySpec(key, algorithm.toString()));
            return mac.doFinal(data);
        } catch (Exception e) {
            throw new SdkClientException(
                    "Unable to calculate a request signature: "
                            + e.getMessage(), e);
        }
    }

    public static byte[] newSigningKey(String secretKey,
                                   String dateStamp, String regionName, String serviceName) {
        byte[] kSecret = ("AWS4" + secretKey).getBytes(Charset.forName("UTF-8"));
        byte[] kDate = sign(dateStamp, kSecret, SigningAlgorithm.HmacSHA256);
        byte[] kRegion = sign(regionName, kDate, SigningAlgorithm.HmacSHA256);
        byte[] kService = sign(serviceName, kRegion,
                SigningAlgorithm.HmacSHA256);
        return sign(AWS4_TERMINATOR, kService, SigningAlgorithm.HmacSHA256);
    }

    public static byte[] sign(String stringData, byte[] key,
                       SigningAlgorithm algorithm) throws SdkClientException {
        try {
            byte[] data = stringData.getBytes(UTF8);
            return sign(data, key, algorithm);
        } catch (Exception e) {
            throw new SdkClientException(
                    "Unable to calculate a request signature: "
                            + e.getMessage(), e);
        }
    }

    //Step 4: append the signature
    public static String appendSignature(String signature) {
        return requestWithoutSignature + "&X-Amz-Signature=" + signature;
    }

    public static byte[] hash(String s) throws Exception {
        try {
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
            md.update(s.getBytes(UTF8));
            return md.digest();
        } catch (Exception e) {
            throw new SdkClientException(
                    "Unable to compute hash while signing request: "
                            + e.getMessage(), e);
        }
    }
}

Herstellen der Verbindung zu einem DB--Cluster

Im folgenden Codebeispiel wird gezeigt, wie Sie ein Authentifizierungstoken erzeugen und anschließend zum Verbinden mit einem Cluster für die Ausführung mit Aurora MySQL verwenden können.

Um dieses Codebeispiel auszuführen, benötigen Sie den AWS SDK for Java, der auf der AWS Site zu finden ist. Außerdem benötigen Sie Folgendes:

• MySQL Connector/J. Dieses Codebeispiel wurde mit mysql-connector-java-5.1.33-bin.jar getestet.

• Ein Zwischenzertifikat für Amazon Aurora, das für eine AWS Region spezifisch ist. (Weitere Informationen finden Sie unter Verwenden von SSL/TLS zum Verschlüsseln einer Verbindung zu einer .) Während der Laufzeit sucht der Class Loader das Zertifikat in demselben Verzeichnis, in dem sich dieser Java-Beispielcode befindet, damit er es finden kann.

• Ändern Sie die Werte der folgenden Parameter nach Bedarf.

  • RDS_INSTANCE_HOSTNAME – Der Hostname des DB--Clusters, auf den Sie zugreifen möchten.

  • RDS_INSTANCE_PORT – Die Nummer des Ports, der für die Verbindung zum PostgreSQL-DB-Cluster verwendet wird.

  • REGION_NAME— Die AWS Region, in der der ausgeführt wird.

  • DB_USER – Das Datenbankkonto, auf das Sie zugreifen möchten.

  • SSL_CERTIFICATE— Ein SSL-Zertifikat für Amazon Aurora, das für eine AWS Region spezifisch ist.

    Informationen zum Herunterladen eines Zertifikats für Ihre AWS -Region finden Sie unter Verwenden von SSL/TLS zum Verschlüsseln einer Verbindung zu einer . Speichern Sie das SSL-Zertifikat in demselben Verzeichnis wie diese Java-Programmdatei ab, damit der Class Loader das Zertifikat während der Laufzeit finden kann.

In diesem Codebeispiel werden AWS Anmeldeinformationen aus der standardmäßigen Anbieterkette für Anmeldeinformationen abgerufen.

Anmerkung

Geben Sie aus Sicherheitsgründen für DEFAULT_KEY_STORE_PASSWORD ein anderes Passwort als hier angegeben an.

package com.amazonaws.samples;

import com.amazonaws.services.rds.auth.RdsIamAuthTokenGenerator;
import com.amazonaws.services.rds.auth.GetIamAuthTokenRequest;
import com.amazonaws.auth.BasicAWSCredentials;
import com.amazonaws.auth.DefaultAWSCredentialsProviderChain;
import com.amazonaws.auth.AWSStaticCredentialsProvider;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.security.KeyStore;
import java.security.cert.CertificateFactory;
import java.security.cert.X509Certificate;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.Statement;
import java.util.Properties;

import java.net.URL;

public class IAMDatabaseAuthenticationTester {
    //&AWS; Credentials of the IAM user with policy enabling IAM Database Authenticated access to the db by the db user.
    private static final DefaultAWSCredentialsProviderChain creds = new DefaultAWSCredentialsProviderChain();
    private static final String AWS_ACCESS_KEY = creds.getCredentials().getAWSAccessKeyId();
    private static final String AWS_SECRET_KEY = creds.getCredentials().getAWSSecretKey();

    //Configuration parameters for the generation of the IAM Database Authentication token
    private static final String RDS_INSTANCE_HOSTNAME = "rdsmysql.123456789012.us-west-2.rds.amazonaws.com";
    private static final int RDS_INSTANCE_PORT = 3306;
    private static final String REGION_NAME = "us-west-2";
    private static final String DB_USER = "jane_doe";
    private static final String JDBC_URL = "jdbc:mysql://" + RDS_INSTANCE_HOSTNAME + ":" + RDS_INSTANCE_PORT;

    private static final String SSL_CERTIFICATE = "rds-ca-2019-us-west-2.pem";

    private static final String KEY_STORE_TYPE = "JKS";
    private static final String KEY_STORE_PROVIDER = "SUN";
    private static final String KEY_STORE_FILE_PREFIX = "sys-connect-via-ssl-test-cacerts";
    private static final String KEY_STORE_FILE_SUFFIX = ".jks";
    private static final String DEFAULT_KEY_STORE_PASSWORD = "changeit";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //get the connection
        Connection connection = getDBConnectionUsingIam();

        //verify the connection is successful
        Statement stmt= connection.createStatement();
        ResultSet rs=stmt.executeQuery("SELECT 'Success!' FROM DUAL;");
        while (rs.next()) {
        	    String id = rs.getString(1);
            System.out.println(id); //Should print "Success!"
        }

        //close the connection
        stmt.close();
        connection.close();
        
        clearSslProperties();
        
    }

    /**
     * This method returns a connection to the db instance authenticated using IAM Database Authentication
     * @return
     * @throws Exception
     */
    private static Connection getDBConnectionUsingIam() throws Exception {
        setSslProperties();
        return DriverManager.getConnection(JDBC_URL, setMySqlConnectionProperties());
    }

    /**
     * This method sets the mysql connection properties which includes the IAM Database Authentication token
     * as the password. It also specifies that SSL verification is required.
     * @return
     */
    private static Properties setMySqlConnectionProperties() {
        Properties mysqlConnectionProperties = new Properties();
        mysqlConnectionProperties.setProperty("verifyServerCertificate","true");
        mysqlConnectionProperties.setProperty("useSSL", "true");
        mysqlConnectionProperties.setProperty("user",DB_USER);
        mysqlConnectionProperties.setProperty("password",generateAuthToken());
        return mysqlConnectionProperties;
    }

    /**
     * This method generates the IAM Auth Token.
     * An example IAM Auth Token would look like follows:
     * btusi123.cmz7kenwo2ye.rds.cn-north-1.amazonaws.com.cn:3306/?Action=connect&DBUser=iamtestuser&X-Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-Date=20171003T010726Z&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz-Expires=899&X-Amz-Credential=AKIAPFXHGVDI5RNFO4AQ%2F20171003%2Fcn-north-1%2Frds-db%2Faws4_request&X-Amz-Signature=f9f45ef96c1f770cdad11a53e33ffa4c3730bc03fdee820cfdf1322eed15483b
     * @return
     */
    private static String generateAuthToken() {
        BasicAWSCredentials awsCredentials = new BasicAWSCredentials(AWS_ACCESS_KEY, AWS_SECRET_KEY);

        RdsIamAuthTokenGenerator generator = RdsIamAuthTokenGenerator.builder()
                .credentials(new AWSStaticCredentialsProvider(awsCredentials)).region(REGION_NAME).build();
        return generator.getAuthToken(GetIamAuthTokenRequest.builder()
                .hostname(RDS_INSTANCE_HOSTNAME).port(RDS_INSTANCE_PORT).userName(DB_USER).build());
    }

    /**
     * This method sets the SSL properties which specify the key store file, its type and password:
     * @throws Exception
     */
    private static void setSslProperties() throws Exception {
        System.setProperty("javax.net.ssl.trustStore", createKeyStoreFile());
        System.setProperty("javax.net.ssl.trustStoreType", KEY_STORE_TYPE);
        System.setProperty("javax.net.ssl.trustStorePassword", DEFAULT_KEY_STORE_PASSWORD);
    }

    /**
     * This method returns the path of the Key Store File needed for the SSL verification during the IAM Database Authentication to
     * the db instance.
     * @return
     * @throws Exception
     */
    private static String createKeyStoreFile() throws Exception {
        return createKeyStoreFile(createCertificate()).getPath();
    }

    /**
     *  This method generates the SSL certificate
     * @return
     * @throws Exception
     */
    private static X509Certificate createCertificate() throws Exception {
        CertificateFactory certFactory = CertificateFactory.getInstance("X.509");
        URL url = new File(SSL_CERTIFICATE).toURI().toURL();
        if (url == null) {
            throw new Exception();
        }
        try (InputStream certInputStream = url.openStream()) {
            return (X509Certificate) certFactory.generateCertificate(certInputStream);
        }
    }

    /**
     * This method creates the Key Store File
     * @param rootX509Certificate - the SSL certificate to be stored in the KeyStore
     * @return
     * @throws Exception
     */
    private static File createKeyStoreFile(X509Certificate rootX509Certificate) throws Exception {
        File keyStoreFile = File.createTempFile(KEY_STORE_FILE_PREFIX, KEY_STORE_FILE_SUFFIX);
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(keyStoreFile.getPath())) {
            KeyStore ks = KeyStore.getInstance(KEY_STORE_TYPE, KEY_STORE_PROVIDER);
            ks.load(null);
            ks.setCertificateEntry("rootCaCertificate", rootX509Certificate);
            ks.store(fos, DEFAULT_KEY_STORE_PASSWORD.toCharArray());
        }
        return keyStoreFile;
    }
    
    /**
     * This method clears the SSL properties.
     * @throws Exception
     */
    private static void clearSslProperties() throws Exception {
           System.clearProperty("javax.net.ssl.trustStore");
           System.clearProperty("javax.net.ssl.trustStoreType");
           System.clearProperty("javax.net.ssl.trustStorePassword"); 
    }
    
}

Informationen dazu, wie Sie über einen Proxy eine Verbindung mit einem DB-Cluster herstellen, finden Sie unter Herstellen einer Verbindung mit einem Proxy mithilfe der IAM-Authentifizierung.