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如何使用 API 管理中的客户端证书身份验证确保 API 安全

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适用于：所有 API 管理层级

API 管理提供的功能可确保使用客户端证书和相互 TLS 身份验证安全地访问 API（即，客户端到 API 管理）。 你可以验证连接客户端提供的证书，并使用策略表达式，对照所需的值检查证书属性。

若要了解如何使用客户端证书保护对 API 后端服务的访问（即，从 API 管理到后端），请参阅如何使用客户端证书身份验证保护后端服务。

有关 API 授权的概念概述，请参阅 API 管理中对 API 的身份验证和授权。

证书选项

对于证书验证，API 管理可以根据 API 管理实例中管理的证书进行检查。 如果选择使用 API 管理来管理客户端证书，则可以使用以下选项：

  • 引用 Azure Key Vault 中托管的证书
  • 直接在 API 管理中添加证书文件

建议使用密钥保管库证书，因为它有助于提高 API 管理安全性：

  • 密钥保管库中存储的证书可以在服务上重复使用
  • 粒度访问策略 可应用到密钥保管库中存储的证书
  • 密钥保管库中更新的证书会在 API 管理中自动轮换。 在密钥保管库中更新后，API 管理中的证书会在 4 小时内更新。 你还可以使用 Azure 门户或通过管理 REST API 手动刷新证书。

先决条件

  • 如果尚未创建 API 管理服务实例，请参阅创建 API 管理服务实例。

  • 需要有权访问证书以及 Azure 密钥保管库中用于管理的密码，或上传到 API 管理服务。 证书必须采用 CER 或 PFX 格式。 允许使用自签名证书。

    如果使用自签名证书，还应在 API 管理实例中安装受信任的根和中间 CA 证书。

    注意

    “消耗”层不支持用于证书验证的 CA 证书。

密钥保管库集成的先决条件

  1. 如果还没有密钥保管库，请创建一个。 有关创建密钥保管库的步骤，请参阅快速入门：使用 Azure 门户创建密钥保管库。

    若要创建证书或将证书导入密钥保管库，请参阅快速入门：使用 Azure 门户从 Azure 密钥保管库设置和检索证书。

  2. 在 API 管理实例中启用系统分配的或用户分配的托管标识。

配置对密钥保管库的访问权限

  1. 在门户中导航到你的密钥保管库。

  2. 在左侧菜单中，选择“访问配置”，并记下配置的权限模型。

  3. 根据权限模型，为 API 管理托管标识配置密钥保管库访问策略或 Azure RBAC 访问。

    添加密钥保管库访问策略：

    1. 在左侧菜单中，选择“访问策略”。
    2. 在“访问策略”页上，选择“+ 创建”。
    3. 在“权限”选项卡上的“机密权限”下，选中“获取”和“列出”，然后选择“下一步”。
    4. 在“主体”选项卡上的“选择主体”中，搜索托管标识的资源名称，然后选择“下一步”。 如果你使用系统分配的标识，则主体为你的 API 管理实例的名称。
    5. 再次选择“下一步”。 在“查看 + 创建”选项卡上，选择“创建”。

    配置 Azure RBAC 访问：

    1. 在左侧菜单中，选择“访问控制(IAM)”。
    2. 在“访问控制(IAM)”页上，选择“添加角色分配”。
    3. 在“角色”选项卡上，选择“密钥保管库机密用户”。
    4. 在“成员”选项卡上，选择“托管标识”>“+ 选择成员”。
    5. 在“选择托管标识”页上，选择系统分配的托管标识或与 API 管理实例关联的用户分配的托管标识，然后选择“选择”。
    6. 选择“查看 + 分配”。

Key Vault 防火墙要求

如果在密钥保管库上启用了 Key Vault 防火墙，则具有以下附加要求：

  • 必须使用 API 管理实例的“系统分配的”托管标识来访问密钥保管库。

  • 在 Key Vault 防火墙中，启用“允许受信任的 Microsoft 服务绕过此防火墙”选项。

  • 在选择要添加到 Azure API 管理的证书或机密时，请确保允许本地客户端 IP 地址临时访问密钥保管库。 有关详细信息，请参阅配置 Azure Key Vault 网络设置。

    完成配置后，可以在密钥保管库防火墙中阻止客户端地址。

虚拟网络要求

如果 API 管理实例部署在虚拟网络中，则还应配置下列网络设置：

  • 在 API 管理子网上，启用 Azure Key Vault 的服务终结点。
  • 配置一个网络安全组 (NSG) 规则，以允许指向 AzureKeyVault 和 AzureActiveDirectory 服务标记的出站流量。

有关详细信息，请参阅在 VNET 中设置 Azure API 管理时使用的网络配置。

添加密钥保管库证书

请参阅密钥保管库集成的先决条件。

重要

将密钥保管库证书添加到 API 管理实例时，必须有权列出密钥保管库中的机密。

注意

在 API 管理中使用密钥保管库证书时，请注意不要删除证书、密钥保管库或用于访问密钥保管库的托管标识。

将密钥保管库证书添加到 API 管理：

  1. 在 Azure 门户，导航到 API 管理实例。

  2. 在“安全性”下，选择“证书”。

  3. 选择“证书”>“+ 添加”。

  4. 在“Id”中，输入所选的名称。

  5. 在“证书”下，选择“密钥保管库”。

  6. 输入密钥保管库证书的标识符，或选择“选择”来选择密钥保管库中的证书。

    重要

    如果你自己输入密钥保管库证书标识符，请确保它不包含版本信息。 否则，在密钥保管库中更新后，证书不会在 API 管理中自动轮换。

  7. 在“客户端标识”中，选择一个系统分配的托管标识，或一个现有的用户分配的托管标识。 了解如何在 API 管理服务中添加或修改托管标识。

    注意

    标识需要从密钥保管库获取和列出证书的权限。 如果你尚未配置对密钥保管库的访问权限，则 API 管理会提示你，你可以让其自动为标识配置必要的权限。

  8. 选择 添加。

    屏幕截图显示在门户中将密钥保管库证书添加到 API 管理。

  9. 选择“保存”。

上传证书

将客户端证书上传到 API 管理：

  1. 在 Azure 门户，导航到 API 管理实例。

  2. 在“安全性”下，选择“证书”。

  3. 选择“证书”>“+ 添加”。

  4. 在“Id”中，输入所选的名称。

  5. 在“证书”下，选择“自定义”。

  6. 浏览以选择证书 .pfx 文件并输入其密码。

  7. 选择 添加。

    屏幕截图显示在门户中将客户端证书上传到 API 管理。

  8. 选择“保存”。

注意

如果只想使用证书向 API 管理验证客户端，可以上传 CER 文件。

启用 API 管理实例，以接收和验证客户端证书

开发人员、基本、标准和高级层

若要在开发人员层、基本层、标准层或高级层中通过 HTTP/2 接收和验证客户端证书，必须在“自定义域”边栏选项卡上启用“协商客户端证书”设置，如下所示。

协商客户端证书

消耗层

若要在“消耗”层中接收并验证客户端证书，必须在“自定义域”边栏选项卡上启用“请求客户端证书”设置，如下所示。

请求客户端证书

用于客户端证书的策略

使用 validate-client-certificate 策略验证客户端证书的一个或多个属性，该客户端证书用于访问托管在 API 管理 API 实例中的 API。

配置策略以验证一个或多个属性，包括证书颁发者、主题、指纹、是否根据联机吊销列表验证证书等。

使用上下文变量的证书验证

还可使用 context 变量创建策略表达式以检查客户端证书。 以下各节中的示例显示了使用 context.Request.Certificate 属性和其他 context 属性的表达式。

注意

如果通过应用程序网关公开 API 管理网关终结点，相互证书身份验证可能无法正常工作。 这是因为应用程序网关充当第 7 层负载均衡器，会与后端 API 管理服务建立一个不同的 SSL 连接。 由于此原因，客户端在初始 HTTP 请求中附加的证书不会转发到 APIM。 但有一个解决方法，就是使用服务器变量选项来传输证书。 有关详细说明，请参阅相互身份验证服务器变量。

重要

  • 从 2021 年 5 月开始，仅当 API 管理实例的 hostnameConfiguration 将 negotiateClientCertificate 属性设置为 True 时，context.Request.Certificate 属性才会请求证书。 negotiateClientCertificate 默认设置为 false。
  • 如果在客户端中禁用了 TLS 重新协商，可能会在使用 context.Request.Certificate 属性请求证书时看到 TLS 错误。 如果发生这种情况，请在客户端中启用 TLS 重新协商设置。

检查颁发者和使用者

可以将以下策略配置为检查客户端证书的颁发者和使用者：

<choose>
    <when condition="@(context.Request.Certificate == null || !context.Request.Certificate.Verify() || context.Request.Certificate.Issuer != "trusted-issuer" || context.Request.Certificate.SubjectName.Name != "expected-subject-name")" >
        <return-response>
            <set-status code="403" reason="Invalid client certificate" />
        </return-response>
    </when>
</choose>

注意

若要禁止检查证书吊销列表，请使用 context.Request.Certificate.VerifyNoRevocation() 而不是 context.Request.Certificate.Verify()。 如果客户端证书是自签名证书，则必须将根（或中间）CA 证书上传到 API 管理，context.Request.Certificate.Verify() 和 context.Request.Certificate.VerifyNoRevocation() 才能正常工作。

检查指纹

可以将以下策略配置为检查客户端证书的指纹：

<choose>
    <when condition="@(context.Request.Certificate == null || !context.Request.Certificate.Verify() || context.Request.Certificate.Thumbprint != "DESIRED-THUMBPRINT-IN-UPPER-CASE")" >
        <return-response>
            <set-status code="403" reason="Invalid client certificate" />
        </return-response>
    </when>
</choose>

注意

若要禁止检查证书吊销列表，请使用 context.Request.Certificate.VerifyNoRevocation() 而不是 context.Request.Certificate.Verify()。 如果客户端证书是自签名证书，则必须将根（或中间）CA 证书上传到 API 管理，context.Request.Certificate.Verify() 和 context.Request.Certificate.VerifyNoRevocation() 才能正常工作。

针对已上传到 API 管理的证书检查指纹

以下示例演示如何针对已上传到 API 管理的证书，检查客户端证书的指纹：

<choose>
    <when condition="@(context.Request.Certificate == null || !context.Request.Certificate.Verify()  || !context.Deployment.Certificates.Any(c => c.Value.Thumbprint == context.Request.Certificate.Thumbprint))" >
        <return-response>
            <set-status code="403" reason="Invalid client certificate" />
        </return-response>
    </when>
</choose>

注意

若要禁止检查证书吊销列表，请使用 context.Request.Certificate.VerifyNoRevocation() 而不是 context.Request.Certificate.Verify()。 如果客户端证书是自签名证书，则必须将根（或中间）CA 证书上传到 API 管理，context.Request.Certificate.Verify() 和 context.Request.Certificate.VerifyNoRevocation() 才能正常工作。

提示

本文中所述的客户端证书死锁问题可以通过多种方式表现出来，例如：请求冻结、请求在超时后生成 403 Forbidden 状态代码、context.Request.Certificate 为 null。 此问题通常会影响内容长度约为 60KB 或更大的 POST 和 PUT 请求。 若要防止出现此问题，请在“自定义域”边栏选项卡上为所需主机名启用“协商客户端证书”设置，如本文档的第一个图像所示。 在“消耗”层中，此功能不可用。

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