Comment installer et sécuriser Mosquitto MQTT Messaging Broker sur Ubuntu 16.04

MQTT est un protocole de messagerie de machine à machine, conçu pour fournir une communication de publication / abonnement légère aux périphériques «Internet des objets». Il est couramment utilisé pour la géolocalisation de parcs de véhicules, la domotique, les réseaux de capteurs environnementaux et la collecte de données à grande échelle.

Mosquitto est un serveur MQTT populaire (oubroker, dans le langage MQTT) qui bénéficie d'un excellent support communautaire et est facile à installer et à configurer.

Dans ce didacticiel, nous allons installer Mosquitto, récupérer les certificats SSL de Let’s Encrypt et configurer notre courtier pour qu’il utilise SSL afin de sécuriser nos communications MQTT protégées par mot de passe.

Avant de commencer ce tutoriel, vous aurez besoin de:

[[step-1 -—- Installing-mosquitto]] == Étape 1 - Installation de Mosquitto

Ubuntu 16.04 a une version assez récente de Mosquitto dans son référentiel de logiciels par défaut. Connectez-vous avec votre utilisateur non root et installez Mosquitto avecapt-get.

Par défaut, Ubuntu démarrera le service Mosquitto après l’installation. Testons la configuration par défaut. Nous allons utiliser l’un des clients Mosquitto que nous venons d’installer pour souscrire à un sujet de notre courtier.

Topics sont des libellés auxquels vous publiez des messages et auxquels vous vous abonnez. Ils sont organisés sous forme de hiérarchie, vous pouvez donc avoirsensors/outside/temp etsensors/outside/humidity, par exemple. La façon dont vous organisez les sujets dépend de vous et de vos besoins. Tout au long de ce tutoriel, nous utiliserons un sujet de test simple pour tester nos modifications de configuration.

Connectez-vous une seconde fois à votre serveur pour disposer de deux terminaux côte à côte. Dans le nouveau terminal, utilisezmosquitto_sub pour vous abonner au sujet de test:

-h est utilisé pour spécifier le nom d'hôte du serveur MQTT et-t est le nom de la rubrique. Vous ne verrez aucune sortie après avoir frappéENTER carmosquitto_sub attend l'arrivée des messages. Revenez sur votre autre terminal et publiez un message:

Les options pourmosquitto_pub sont les mêmes que pourmosquitto_sub, bien que cette fois nous utilisons l'option-m supplémentaire pour spécifier notre message. Appuyez surENTER et vous devriez voir apparaîtrehello world dans l'autre terminal. Vous avez envoyé votre premier message MQTT!

EntrezCTRL+C dans le second terminal pour quittermosquitto_sub, mais gardez la connexion au serveur ouverte. Nous allons l’utiliser à nouveau pour un autre test à l’étape 5.

Ensuite, nous allons sécuriser notre installation avec SSL en utilisant Certbot, le nouveau client Let’s Encrypt.

[[step-2 -—- Installing-certbot-for-let-39-s-encrypt-certificates]] == Étape 2 - Installation de Certbot pour les certificats Let’s Encrypt

Let’s Encrypt est un nouveau service proposant des certificats SSL gratuits via une API automatisée. De nombreux clients peuvent communiquer avec l’API et Ubuntu inclut le client officiel dans son référentiel par défaut, mais c’est un peu obsolète et il lui manque une fonctionnalité importante dont nous avons besoin.

Au lieu de cela, nous installerons le client officiel à partir d'un PPA Ubuntu, ouPersonal Package Archive. Ce sont des référentiels alternatifs qui regroupent des logiciels plus récents ou plus obscurs. Tout d'abord, ajoutez le référentiel.

Vous devrez appuyer surENTER pour accepter. Ensuite, mettez à jour la liste des packages pour récupérer les informations de package du nouveau référentiel.

Et enfin, installez le client officiel Let’s Encrypt, appelécertbot.

Maintenant quecertbot est installé, exécutons-le pour obtenir notre certificat.

[[step-3 -—- running-certbot]] == Étape 3 - Exécution de Certbot

certbot doit répondre à un défi cryptographique émis par l'API Let’s Encrypt afin de prouver que nous contrôlons notre domaine. Il utilise les ports80 (HTTP) et / ou443 (HTTPS) pour ce faire. Nous n'utiliserons que le port80, alors autorisons maintenant le trafic entrant sur ce port:

Nous pouvons maintenant exécuter Certbot pour obtenir notre certificat. Nous utiliserons l'option--standalone pour indiquer à Certbot de gérer lui-même la demande de défi HTTP, et--standalone-supported-challenges http-01 limite la communication au port80. -d est utilisé pour spécifier le domaine pour lequel vous souhaitez obtenir un certificat, etcertonly indique à Certbot de simplement récupérer le certificat sans effectuer aucune autre étape de configuration.

Lors de l'exécution de la commande, vous serez invité à entrer une adresse électronique et à accepter les conditions d'utilisation. Après cela, vous devriez voir un message vous informant que le processus a abouti et où vos certificats sont stockés.

Nous avons nos certificats. Nous devons maintenant nous assurer que Certbot les renouvelle automatiquement au moment de leur expiration.

[[step-4 -—- setting-up-certbot-automatic-renewals]] == Étape 4 - Configuration des renouvellements automatiques Certbot

Les certificats de Let Encrypt ne sont valables que quatre-vingt-dix jours. Cela encourage les utilisateurs à automatiser leur processus de renouvellement des certificats. Nous devons définir une commande d'exécution régulière pour vérifier l'expiration des certificats et les renouveler automatiquement.

Pour exécuter le contrôle de renouvellement tous les jours, nous utiliseronscron, un service système standard pour exécuter des travaux périodiques. Nous disons àcron ce qu'il faut faire en ouvrant et en éditant un fichier appelécrontab.

Vous serez invité à sélectionner un éditeur de texte. Choisissez votre favori, et vous serez présenté avec lecrontab par défaut qui contient du texte d'aide. Collez la ligne suivante à la fin du fichier, puis enregistrez-le et fermez-le.

crontab

La partie15 3 * * * de cette ligne signifie «exécuter la commande suivante à 3 h 15, tous les jours». La commanderenew pour Certbot vérifie tous les certificats installés sur le système et met à jour ceux qui sont configurés pour expirer dans moins de trente jours. --noninteractive dit à Certbot de ne pas attendre l'entrée de l'utilisateur.

--post-hook "systemctl restart mosquitto" redémarrera Mosquitto pour récupérer le nouveau certificat, mais uniquement si le certificat a été renouvelé. Cette fonctionnalitépost-hook est ce qui manquait aux anciennes versions du client Let’s Encrypt, et pourquoi nous avons installé à partir d’un PPA au lieu du référentiel Ubuntu par défaut. Sans cela, nous devrions redémarrer Mosquitto tous les jours, même si aucun certificat n’a été mis à jour. Bien que vos clients MQTT doivent être configurés pour se reconnecter automatiquement, il est conseillé d’éviter de les interrompre quotidiennement sans raison valable.

Maintenant que le renouvellement automatique du certificat est terminé, nous allons revenir à la configuration de Mosquitto pour qu'il soit plus sécurisé.

[[step-5 -—- configuring-mqtt-passwords]] == Étape 5 - Configuration des mots de passe MQTT

Configurons Mosquitto pour utiliser des mots de passe. Mosquitto inclut un utilitaire pour générer un fichier de mot de passe spécial appelémosquitto_passwd. Cette commande vous invitera à entrer un mot de passe pour le nom d'utilisateur spécifié et à placer les résultats dans/etc/mosquitto/passwd.

Nous allons maintenant ouvrir un nouveau fichier de configuration pour Mosquitto et lui dire d’utiliser ce fichier de mots de passe pour exiger la connexion à toutes les connexions:

Cela devrait ouvrir un fichier vide. Coller dans ce qui suit:

/etc/mosquitto/conf.d/default.conf

allow_anonymous false désactivera toutes les connexions non authentifiées et la lignepassword_file indique à Mosquitto où chercher les informations sur l'utilisateur et le mot de passe. Enregistrez et quittez le fichier.

Nous devons maintenant redémarrer Mosquitto et tester nos modifications.

Essayez de publier un message sans mot de passe:

Le message devrait être rejeté:

Avant de réessayer avec le mot de passe, revenez à la fenêtre de votre deuxième terminal et abonnez-vous à la rubrique "test", en utilisant le nom d'utilisateur et le mot de passe cette fois:

Il devrait se connecter et s'asseoir, en attente de messages. Vous pouvez laisser ce terminal ouvert et connecté pendant le reste du didacticiel, car nous lui enverrons périodiquement des messages de test.

Publiez maintenant un message avec votre autre terminal, en utilisant à nouveau le nom d'utilisateur et le mot de passe:

Le message devrait passer comme à l'étape 1. Nous avons ajouté avec succès la protection par mot de passe à Mosquitto. Malheureusement, nous envoyons des mots de passe non cryptés sur Internet. Nous allons résoudre ce problème en ajoutant le cryptage SSL à Mosquitto.

[[step-6 -—- configuring-mqtt-ssl]] == Étape 6 - Configuration de MQTT SSL

Pour activer le cryptage SSL, nous devons indiquer à Mosquitto où sont stockés nos certificats Let’s Encrypt. Ouvrez le fichier de configuration que nous avons précédemment lancé:

Collez ce qui suit à la fin du fichier, en laissant les deux lignes que nous avons déjà ajoutées:

/etc/mosquitto/conf.d/default.conf

Nous ajoutons deux blocslistener séparés à la configuration. Le premier,listener 1883 localhost, met à jour l'écouteur MQTT par défaut sur le port1883, auquel nous nous sommes connectés jusqu'à présent. 1883 est le port MQTT non chiffré standard. La partielocalhost de la ligne indique à Mosquitto de ne lier ce port qu'à l'interface localhost, de sorte qu'il n'est pas accessible de l'extérieur. Les demandes externes auraient de toute façon été bloquées par notre pare-feu, mais il est bon d’être explicite.

listener 8883 configure un écouteur chiffré sur le port8883. Il s'agit du port standard pour MQTT + SSL, souvent appelé MQTTS. Les trois lignes suivantes,certfile,cafile etkeyfile, pointent toutes Mosquitto vers les fichiers Let’s Encrypt appropriés pour configurer les connexions chiffrées.

Enregistrez et quittez le fichier, puis redémarrez Mosquitto pour mettre à jour les paramètres:

Mettez à jour le pare-feu pour autoriser les connexions au port8883.

Maintenant, nous testons à nouveau en utilisantmosquitto_pub, avec quelques options différentes pour SSL:

Notez que nous utilisons le nom d'hôte complet au lieu delocalhost. Comme notre certificat SSL est émis pourmqtt.example.com, si nous tentons une connexion sécurisée àlocalhost, nous obtiendrons une erreur disant que le nom d'hôte ne correspond pas au nom d'hôte du certificat (même s'ils pointent tous les deux vers le même Mosquitto serveur).

--capath /etc/ssl/certs/ active SSL pourmosquitto_pub et lui indique où chercher les certificats racine. Celles-ci sont généralement installées par votre système d'exploitation, le chemin est donc différent pour Mac OS, Windows, etc. mosquitto_pub utilise le certificat racine pour vérifier que le certificat du serveur Mosquitto a été correctement signé par l’autorité de certification Let’s Encrypt. Il est important de noter quemosquitto_pub etmosquitto_sub ne tenteront pas de connexion SSL sans cette option (ou l'option similaire--cafile), même si vous vous connectez au port sécurisé standard de8883.

Si tout se passe bien avec le test, nous verronshello again apparaître dans l’autre terminalmosquitto_sub. Cela signifie que votre serveur est entièrement configuré! Si vous souhaitez étendre le protocole MQTT pour qu’il fonctionne avec des websockets, vous pouvez suivre la dernière étape.

[[step-7 -—- configuring-mqtt-over-websockets-optional]] == Étape 7 - Configuration de MQTT via Websockets (facultatif)

Afin de parler MQTT à l'aide de JavaScript à partir de navigateurs Web, le protocole a été adapté pour fonctionner sur des Websockets standard. Si vous n’avez pas besoin de cette fonctionnalité, vous pouvez ignorer cette étape.

Nous devons ajouter un autre bloclistener à notre configuration Mosqiutto:

A la fin du fichier, ajoutez ce qui suit:

/etc/mosquitto/conf.d/default.conf

C'est pratiquement le même que le bloc précédent, à l'exception du numéro de port et de la ligneprotocol websockets. Il n'y a pas de port standardisé officiel pour MQTT sur les Websockets, mais8083 est le plus courant.

Enregistrez et quittez le fichier, puis redémarrez Mosquitto.

Maintenant, ouvrez le port8083 dans le pare-feu.

Pour tester cette fonctionnalité, nous allons utiliser un client MQTT public basé sur un navigateur. Il y en a quelques-uns, mais lesEclipse Paho JavaScript Client sont simples et simples à utiliser. Open the Paho client in your browser. Vous verrez ce qui suit:

Remplissez les informations de connexion comme suit:

Les champs restants peuvent être laissés à leurs valeurs par défaut.

Après avoir appuyé surConnect, le client basé sur le navigateur Paho se connectera à votre serveur Mosquitto.

Pour publier un message, accédez au voletPublish Message, remplissezTopic en tant quetest et entrez n'importe quel message dans la sectionMessage. Ensuite, appuyez surPublish. Le message apparaîtra dans votre terminalmosquitto_sub.

Nous avons maintenant configuré un serveur MQTT sécurisé, protégé par un mot de passe, avec renouvellement automatique des certificats SSL à partir du service Let’s Encrypt. Cela servira de plate-forme de messagerie robuste et sécurisée pour tous les projets que vous rêvez. Certains logiciels et matériels courants qui fonctionnent bien avec le protocole MQTT comprennent:

Ce ne sont que quelques exemples populaires de l'écosystème MQTT. Il y a beaucoup plus de matériel et de logiciels qui parlent le protocole. Si vous avez déjà une plate-forme matérielle favorite ou un langage logiciel, celle-ci dispose probablement des fonctionnalités MQTT. Amusez-vous à parler de vos «choses»!