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基于 SSL 的 MQTT

ThingsBoard支持在MQTT服务器上启用SSL,包括单向和双向SSL。

大多数ThingsBoard环境中,负载均衡器作为设备与平台之间SSL连接的终端。 即:MQTT流量在设备与负载均衡器之间加密,在负载均衡器与平台服务之间解密。 这种方式配置简单。 多数云负载均衡器(如AWS、Google Cloud等)提供内置证书生成工具和完善的SSL over TCP配置文档。 缺点是无法使用双向SSL,客户端证书信息不会从负载均衡器传递到平台服务。

仍可配置ThingsBoard使用MQTT双向SSL,并避免在Load Balancer上做SSL终结。 建议使用受信任CA签发的有效SSL证书,以节省在 自签名证书 相关问题上的排查时间。 以下说明如何在PEM文件格式或Java Keystore中配置SSL。

使用PEM证书文件的SSL配置

3.3.2及以上版本

通过 configuration 文件、docker-compose或kubernetes脚本配置以下环境变量。 示例以 thingsboard.conf 为例:

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...
export MQTT_SSL_ENABLED=true
export MQTT_SSL_CREDENTIALS_TYPE=PEM
export MQTT_SSL_PEM_CERT=server.pem
export MQTT_SSL_PEM_KEY=server_key.pem
export MQTT_SSL_PEM_KEY_PASSWORD=secret
...

说明:

  • MQTT_SSL_ENABLED — 启用/禁用SSL;
  • MQTT_SSL_CREDENTIALS_TYPE — 服务器凭证类型。PEM表示PEM证书文件;KEYSTORE表示Java keystore;
  • MQTT_SSL_PEM_CERT — 服务器证书文件路径。可包含服务器证书或证书链,也可包含服务器私钥;
  • MQTT_SSL_PEM_KEY — 服务器证书私钥文件路径。默认可选。若服务器证书文件中不含私钥则必须指定;
  • MQTT_SSL_PEM_KEY_PASSWORD — 可选,服务器证书私钥密码。

配置完成后,启动或重启ThingsBoard服务。

文档警告图标

确保证书文件可被 ThingsBoard 进程访问:

  • Linux:使用 /etc/thingsboard/conf 目录。确保文件权限与 thingsboard.conf 一致;使用相对路径,如 server.pem
  • Docker Compose:将卷挂载或使用现有卷至容器的 /config 目录;使用完整路径,如 /config/server.pem
  • K8S:将独立卷挂载至 /https-config 或类似目录;使用完整路径,如 /https-config/server.pem
  • Windows:使用 C:\Program Files (x86)\thingsboard\conf\ 目录。确保文件权限与 thingsboard.conf 一致;使用相对路径,如 server.pem

其他配置属性

可通过 configuration 文件、docker-compose或kubernetes脚本配置以下环境变量:

  • MQTT_SSL_BIND_ADDRESS — MQTT服务器绑定地址。默认 0.0.0.0 表示所有接口;
  • MQTT_SSL_BIND_PORT — MQTT服务器绑定端口。默认 8883
  • MQTT_SSL_PROTOCOL — SSL协议名。默认 TLSv1.2。详见 java doc
  • MQTT_SSL_SKIP_VALIDITY_CHECK_FOR_CLIENT_CERT — 跳过客户端证书有效期校验。默认 false

自签名证书生成

以下说明用于生成自有证书文件,适用于测试环境,耗时且不推荐用于生产环境。

注意: 需在已安装openssl的Linux类系统上执行以下步骤。

可选择为服务器创建自签名证书,或按进阶步骤创建CA签名的服务器证书。 两种方式都能实现同一目标:用有效证书保护服务器。

自签名证书PEM文件

这是更简单的方式,由服务器自行生成并签署证书,适用于基础测试或无需证书颁发机构(CA)的小型部署。 生成服务器自签名PEM证书及私钥可使用以下命令:

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openssl ecparam -out server_key.pem -name secp256r1 -genkey
openssl req -new -key server_key.pem -x509 -nodes -days 365 -out server.pem 

如不想用密码保护私钥,可加 -nodes(no DES的缩写),否则会要求输入”至少4个字符”的密码。

days 参数(365)可改为任意数字以影响有效期。随后会提示输入”Country Name”等,可直接按Enter使用默认值。

添加 -subj '/CN=localhost' 可跳过证书内容相关提问(将localhost替换为你的域名)。

自签名证书不经第三方校验,除非事先导入浏览器。如需更高安全性,应使用由证书颁发机构(CA)签名的证书。

由证书颁发机构(CA)签名的证书PEM文件

本方法通过创建证书颁发机构(CA)来签署服务器证书,适合需要更高安全性的场景, 尤其是计划管理多张证书或需要专用CA进行签名时。

生成CA私钥:

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openssl ecparam -out ca_key.pem -name secp256r1 -genkey

生成自签名CA证书:

1
openssl req -new -x509 -key ca_key.pem -days 365 -out ca.pem

将生成有效期为365天的自签名CA证书”ca.pem“。按提示填写证书信息(如Common Name:My Root CA)。

生成服务器私钥:

1
openssl ecparam -out server_key.pem -name secp256r1 -genkey

将生成 EC私钥server_key.pem

创建证书签名请求(CSR):

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openssl req -new -key server_key.pem -out server.csr

server.csr“包含待CA签名的服务器信息。

最后,使用CA签署服务器证书:

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openssl x509 -req -in server.csr -CA ca.pem -CAkey ca_key.pem -CAcreateserial -out server.pem -days 365

该命令将生成由CA签名的服务器证书”server.pem“。

-req:表示输入为证书签名请求(CSR)。 -CA-CAkey:指定用于签署服务器证书的CA证书“ca.pem”及其私钥“ca_key.pem”。

-CAcreateserial 会自动生成序列号文件”ca.srl“以记录该CA的证书序列号。 签署多张证书时很有用。若不希望生成”ca.srl“,可将 -CAcreateserial 换成 -set_serial <serial_number> 手动指定序列号。

Client示例

参见以下文档: