ZK y Kafka con AES-GCM-SIV

¿Qué es AES-GCM-SIV?

AES-GCM-SIV es un modo de operación para el estándar de cifrado avanzado (AES) que combina las ventajas de Galois/Counter Mode (GCM) con la resistencia al mal uso de nonces proporcionada por Synthetic Initialization Vector (SIV). Esto significa que, incluso si se reutiliza un nonce (número único utilizado una vez), la seguridad del cifrado se mantiene, lo cual es ideal en sistemas distribuidos donde la gestión de nonces únicos puede ser compleja.

Cómo configurar AES-GCM-SIV en ZooKeeper y Kafka

En entornos donde Apache Kafka y ZooKeeper gestionan datos sensibles, es crucial asegurar la comunicación entre estos componentes. Una forma efectiva de lograrlo es mediante la configuración de TLS/SSL con cifrado avanzado como AES-GCM-SIV, que ofrece resistencia al mal uso de nonces y proporciona autenticación y confidencialidad robustas.

Para habilitar la comunicación segura entre Kafka y ZooKeeper utilizando TLS/SSL, puedes seguir estos pasos:

1. Generar certificados TLS: Crea certificados para los nodos de Kafka y ZooKeeper. Puedes utilizar herramientas como keytool de Java o openssl para generar un keystore y truststore. Asegúrate de que los certificados estén firmados por una autoridad de certificación (CA) confiable o autogenerados si es para un entorno de prueba.

keytool -genkeypair -alias kafka -keyalg RSA -keystore kafka.keystore.jks -validity 365
keytool -export -alias kafka -file kafka.cer -keystore kafka.keystore.jks
keytool -import -alias kafka -file kafka.cer -keystore kafka.truststore.jks

2. Configurar ZooKeeper para TLS: Edita el archivo de configuración zoo.cfg y añade las siguientes propiedades:

serverCnxnFactory=org.apache.zookeeper.server.NettyServerCnxnFactory
sslQuorum=true
ssl.keyStore.location=/ruta/al/keystore
ssl.keyStore.password=tu_contraseña
ssl.trustStore.location=/ruta/al/truststore
ssl.trustStore.password=tu_contraseña

Asegúrate de que los archivos keystore y truststore estén accesibles para el usuario que ejecuta ZooKeeper.

3. Configurar Kafka para TLS con ZooKeeper: En el archivo server.properties de Kafka, añade:

zookeeper.connect=host1:2182,host2:2182,host3:2182
zookeeper.ssl.client.enable=true
zookeeper.clientCnxnSocket=org.apache.zookeeper.ClientCnxnSocketNetty
zookeeper.ssl.keyStore.location=/ruta/al/keystore
zookeeper.ssl.keyStore.password=tu_contraseña
zookeeper.ssl.trustStore.location=/ruta/al/truststore
zookeeper.ssl.trustStore.password=tu_contraseña

Asegúrate de que los puertos utilizados (por ejemplo, 2182) estén configurados para TLS en ZooKeeper.

Integración de AES-GCM-SIV en Kafka

Aunque Kafka no soporta directamente AES-GCM-SIV para la comunicación entre brokers y ZooKeeper, puedes implementar este cifrado en la capa de aplicación para proteger los datos en tránsito. Una herramienta útil para esto es Kryptonite for Kafka, que permite cifrar y descifrar mensajes utilizando AES-GCM-SIV.

Pasos para utilizar AES-GCM-SIV con Kryptonite

1. Integrar Kryptonite en tu proyecto: Añade la dependencia correspondiente en tu archivo de construcción (por ejemplo, pom.xml para Maven).

2. Configurar Kryptonite: Define las propiedades necesarias para utilizar AES-GCM-SIV, como la ubicación de las claves y los identificadores de algoritmo.

3. Cifrar y descifrar mensajes: Utiliza las funciones proporcionadas por Kryptonite para proteger los mensajes antes de enviarlos a Kafka y para descifrarlos al recibirlos.

Este enfoque asegura que los datos sensibles estén protegidos incluso antes de ser transmitidos por Kafka, añadiendo una capa adicional de seguridad .

Consideraciones Finales

• Gestión de claves: Implementa una estrategia segura para la gestión y almacenamiento de claves criptográficas.

• Actualizaciones y parches: Mantén actualizados Kafka, ZooKeeper y las bibliotecas de cifrado para protegerte contra vulnerabilidades conocidas.

• Monitoreo y auditoría: Establece mecanismos de monitoreo para detectar accesos no autorizados o actividades sospechosas en tus sistemas.

Implementar AES-GCM-SIV en tu infraestructura de Kafka y ZooKeeper mejora significativamente la seguridad de tus datos en tránsito, especialmente en entornos donde la gestión es un desafío.

Referencias

• https://es.wikipedia.org/wiki/Advanced_Encryption_Standard
• https://en.wikipedia.org/wiki/AES-GCM-SIV
• https://community.getorchestra.io/apache-foundation/apache-kafka-concepts-zookeeper-encryption-explained/
• https://docs.confluent.io/platform/7.0/security/zk-security.html
• https://github.com/hpgrahsl/kryptonite-for-kafka/blob/master/README.md
• https://docs.cloudera.com/runtime/7.2.16/kafka-securing/topics/kafka-secure-tls-zk.html