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最近，全球互联网圈子内发生了一件大事：MongoDB数据库被黑事件，被黑掉的MongoDB数据库中所有的数据都内黑客洗劫一空，并留下信息勒索，要求支付比特币来赎回数据。截止到目前，受害者数目还在不断增加。为了更好地解读该事件，首先对MongoDB进行简单介绍，MongoDB数据库是NoSQL的文档型数据库，在DB engines排名中处于第四位。MongoDB最大的优势在于拥有灵活的表结构以及高可用、高可扩展的特性，因此MongoDB深受初创公司的喜爱。
黑客赎金事件回顾
此次MongoDB数据库被黑事件最早由白帽子VictorGevers@GDI Foundation（网名0xDUDE）在2016年12月27日发现，他发现有些在公网上暴露的MongoDB被黑掉，数据库中的数据都被删掉，并且黑客创建了一个WARING数据库（其中包含一张WARING表），其中的文档要求用户发送0.2个比特币到某个地址，然后再通过Email将IP地址发给黑客，黑客再进行相应的数据恢复工作。
在接下来的时间中，陆续有更多的MongoDB数据库被黑事件曝光。该事件最早是由Harak1r1黑客组织发起的，后续有多达20+黑客组织跟进，他们勒索的赎金从0.1到1比特币不等，短短数天时间已有约3W+MongoDB中招；据不完全统计，3天之内被删除的MongoDB数据量超过100TB。
原因分析
为什么会有这么多MongoDB数据库被黑客黑掉呢？是因为MongoDB不安全吗？
事实上并非如此，导致这次事件的直接原因:一是因为攻击成本太低(此次攻击的手段其实很初级)，此次受到攻击的MongoDB用户共同的特征就是受害者没有配置鉴权，并且暴露在公网上，同时使用默认端口，导致门户大开；另外一个直接原因是获取受害者的成本很低，黑客通过SHODAN搜索引擎可以快速地获取暴露在公网上的MongoDB受害者的信息（该搜索是无辜的）。
但究其根本原因无外乎两者:一是被攻击者安全意识薄弱；二是MongoDB自身设计的缺陷，它默认配置没有开启鉴权。
了解到被黑的原因后应该如何应对呢？首先，使用者需要查看自己管理的MongoDB是否中招，可以从三个方面入手:一是验证数据库和集合是否还在；二是检查用户列表，看是否添加了异常的用户；三是检查系统日志看是否有来自异常IP的连接，也可以通过监控系统查看磁盘使用量等操作进行确认。
对于已经中招的MongoDB用户，我们的建议是:首先不要轻易支付赎金，除非有证据表明黑客确实备份了你的数据（据统计，有部分用户已支付赎金，但数据却没有得到恢复）；其次，尝试数据恢复，通过备份（如果有）或文件系统快照（如果有）或其他数据恢复手段。
MongoDB安全Checklist
之所以有大量的MongoDB数据库被黑，首要原因就是因为没有开启鉴权功能。下面将从MongoDB支持的鉴权机制、基于角色的访问控制、内部鉴权（Keyfiles）、Sharding集群的鉴权、鉴权的开销、如何开启鉴权等方面详细介绍MongoDB的鉴权功能。
MongoDB支持的鉴权机制
MongoDB的鉴权是基于用户名和密码完成的。在MongoDB 3.0以前版本中使用的是MongoDB-CR的鉴权协议。该机制略简单，对密码做了一个摘要，然后在服务端通过相同的方式验证，安全性不高。在3.0版本以后，使用的是SCRAM-SHA-1鉴权机制，该机制双向验证，同时验证客户端及服务端的身份，安全性较高（强烈建议使用3.0以后的版本），但该协议不兼容旧的客户端，旧的客户端使用该协议时需要进行版本升级。
除了用户名和密码之外，MongoDB还支持x.509证书鉴权，但该方式较为复杂，此处不再深入介绍。
基于角色的访问控制
在MongoDB中有几个基本概念：User(用户)；Role(角色)是权限的集合，可以继承；AuthenticationDatabase即鉴权数据库，用户在哪个库创建就指定在哪个库进行鉴权。
使用者可以通过Mongo Shell在某个数据库创建一个用户并指定具体权限，如通过以下指令创建一个root角色的用户：db.createUser({user:’用户名’，pwd：‘密码’，roles：[role:’root’,db:’admin’]})
MongoDB数据库可以实现非常精细的权限控制，除了ROOT角色之外，还有很多预先定义的内建角色，如只读数据库角色等；此外，如有特殊需求时，用户可以自定义角色。
内部鉴权
在MongoDB中，副本集及Sharding集群成员之间也需要鉴权，所有成员之间通过相同的Keyfile内容来实现内部鉴权。Keyfiles生成内容可以有很多种方法，但是要求内容必须是base64编码的字符，长度介于[6,1024]之间；此外，需要注意Keyfile文件不能拥有group和other的权限。
事实上，副本集及Sharding集群成员之间的鉴权也是通过SCRAM-SHA-1机制完成的，内部鉴权的用户名是__system，鉴权数据库是local数据库。
Sharding集群的鉴权
Sharding集群的鉴权和副本集鉴权有一定的区别：副本集在Mongod上鉴权，Sharding集群在Mongos上进行鉴权。Sharding集群鉴权时，通过连接Mongos来创建/管理用户；2.6版本以后，用户是保存在Config Server上的Admin库里。在某些场景中，需要直连Shard的一些特殊操作，如cleanupOrphaned/compact/rs.reconfig()等，这种情况下需要在Shard上创建用户，注意这些在Shard上创建的用户是无法通过Mongos来连接的。
鉴权的开销
开启鉴权势必会带来性能的开销，这是因为鉴权通常需要客户端和服务端进行一些网络交互以及CPU计算，比如SCRAM-SHA-1机制会在客户端和服务端进行一定迭代次数的Hash计算。对于长连接来说，这些性能开销是可以忽略的，因为长连接建立之后只需要一次鉴权即可进行多次操作；但对于短连接，会对性能有一定影响，因为每次操作都新建连接，都需要进行一次鉴权（这里可以考虑使用阿里云MongoDB，因为我们队鉴权的性能做了优化，效果能够达到原来的10倍）。鉴权所导致性能开销和带来的安全效益两者相比，显然后者更为重要，毕竟安全是性能的基础。
如何开启鉴权？
鉴权的开启步骤较为简单:
- 在配置文件中，通过指定security.authorization：enabled和keyFile：<path-to-keyfile>两个配置项，前者是打开基础鉴权，后者是配置副本集及Sharding集群成员内部鉴权。
- 如果不使用配置文件，直接通过命令行启动，则通过增加--auth和--keyFile <path-to-keyfile>参数即可。
需要注意的是，鉴权开启之后，需要通过本地Localhost进行连接服务器去创建第一个管理员用户，建立管理员用户之后才能建立其他的普通用户，而且MongoDB需要重新启动。
除了鉴权之外，为了防止黑客攻击，还需要进行其他的安全防护措施：
- 修改监听端口，即不使用默认27017端口。
- 限制访问来源，用户可以通过net.bindlp选项配置监听IP（MongoDB默认绑定在所有网卡上监听IP），此外，可以通过防火墙之类的安全组限制对外暴露的端口。
- 不要使用Root权限账户启动进程，最好使用单独的用户启动进程，避免高级黑客通过某些手段获取主机的root权限。
- MongoDB默认具有Http相关的接口，用户可以通过Http的方式查看MongoDB相关的信息，并且可以通过一些REST API进行某些操作。出于安全起见，在生产环境下，需要关闭Http相关接口，具体配置方式：
- net.http.enabled:false
- net.http.JSONPEnabled:false
- net.http.RESTInterfaceEnabled:false
除了上述操作，为了安全起见，还可以对数据进行加密，将业务数据先加密后再存放到MongoDB中，避免数据泄露。
容灾
在此次MongoDB数据库被黑事件中，数据基本上都被黑客删除了，因此除了做好鉴权等安全工作之外，还需要对数据做好容灾，通过一些手段对数据进行定期备份；或者也可以通过配置一个MongoDB的延迟副本集节点来简单起到备份的效果。
备份和恢复
备份又分为全量备份和增量备份。MongoDB目前支持的全量备份有两种方式：一种是通过mongodump进行逻辑备份（使用mongorestore进行恢复）；另一种是基于文件系统快照或其他手段进行物理备份。
增量备份主要采用抓取oplog的方式实现，这需要用户自主开发抓取oplog的程序。
配置延迟副本集节点
在MongoDB中，可以指定某个节点配置成比Primary节点最新数据固定延迟一段时间的节点以备数据恢复用，例如可以配置一个比主节点晚一个小时的节点，如果黑客在一个小时内将数据删掉，则可以通过该节点将数据恢复。
阿里云MongoDB服务
阿里云MongoDB服务强制要求开启鉴权，同时对MongoDB自身的鉴权进行了优化，使得鉴权性能提升10倍；同时开放用户管理功能，最大程度保留灵活性。目前，阿里云MongoDB只允许内网访问（只允许在云ECS上访问云MongoDB），避免对外暴露IP；同时还支持VPC，可以将MongoDB配置在VPC中；此外，还支持IP白名单，只有指定的IP才能访问数据库，大大提高了安全性。
审计
阿里云MongoDB服务还实现了审计功能，可以记录所有操作、来源、耗时 。上图是审计结果，可以看到在11：00：48时，某个用户执行了Drop表的操作，客户端IP和消耗时间都有记录。当数据库内数据被删除时，可以通过审计日志查看操作者的信息以及发生时间（审计日志查看功能目前还未对外开发，下一步计划开放）。
自动备份/恢复
阿里云MongoDB服务提供了自动备份/恢复功能，目前实现了全量和增量备份。用户通过阿里云MongoDB可以恢复到任意时间点。
总结
为了避免MongoDB数据库被黑客入侵，用户需要开启鉴权，利用MongoDB强大的权限控制功能，遵循权限最小化原则进行用户管理；修改监听端口和限制访问来源来预防MongoDB暴露在公网上；另外不要使用ROOT启动进程，并注意关闭HTTP相关的接口。
除此之外，还需要做好容灾，定期进行全量备份；有条件的做增量备份，或者配置延迟副本集节点。如果，既想省心，又想保证MongoDB数据库的安全性，建议采用阿里云MongoDB服务。
延伸阅读：
- 通过MongoDB安全事件来谈谈为什么要用云服务：https://yq.aliyun.com/articles/68436
- MongoDB 安全 checklist 及最优配置模板》：https://yq.aliyun.com/articles/68488
- MongoDB数据库未授权访问漏洞及加固：https://help.aliyun.com/knowledge_detail/37451.html
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关于分享嘉宾：
郑涔，花名明俨，阿里云数据库组技术专家，主要关注分布式存储、NoSQL数据库等技术领域，目前主要参与MongoDB云数据库的研发，致力于让开发者用上最好的MongoDB云服务。
