# HashiCorp Vault 实施方案论证

## 1. 项目现状分析

### 1.1 现有基础设施
- **多云环境**: Oracle Cloud, 华为云, Google Cloud, AWS, DigitalOcean
- **基础设施管理**: OpenTofu (Terraform)
- **配置管理**: Ansible
- **容器编排**: Nomad + Podman
- **服务发现**: Consul (部署在warden、ash3c、master三个节点上)
- **CI/CD**: Gitea Actions

### 1.2 当前密钥管理现状
- 部分使用Ansible Vault管理敏感信息
- 存在明文密钥存储在代码库中(如`security/secrets/key.md`)
- 缺乏统一的密钥管理和轮换机制
- 没有集中的访问控制和审计机制

### 1.3 安全风险
- 明文密钥存储导致潜在的安全漏洞
- 缺乏密钥轮换机制增加了长期凭据泄露的风险
- 分散的密钥管理增加了维护难度和安全风险
- 缺乏审计机制，难以追踪谁在何时访问了敏感信息

## 2. HashiCorp Vault 解决方案

### 2.1 Vault 简介
HashiCorp Vault是一个密钥管理和数据保护工具，专为现代云环境设计，提供以下核心功能：
- 密钥和敏感数据的安全存储
- 动态生成临时凭据
- 数据加密服务
- 详细的审计日志
- 精细的访问控制

### 2.2 Vault 如何解决当前问题
- **集中式密钥管理**: 所有密钥和敏感信息统一存储和管理
- **动态密钥生成**: 为数据库、云服务等生成临时凭据，减少长期凭据泄露风险
- **自动密钥轮换**: 定期自动轮换密钥，提高安全性
- **访问控制**: 基于角色的访问控制，确保只有授权用户能访问特定密钥
- **审计日志**: 详细记录所有密钥访问操作，便于安全审计
- **与现有基础设施集成**: 与Nomad和Consul无缝集成

## 3. 部署方案

### 3.1 部署架构
建议在现有的Consul集群节点(warden、ash3c、master)上部署Vault，形成高可用的Vault集群：

```
+-------------------+    +-------------------+    +-------------------+
|      warden       |    |       ash3c       |    |      master       |
|                   |    |                   |    |                   |
|  +-------------+  |    |  +-------------+  |    |  +-------------+  |
|  |   Consul    |  |    |  |   Consul    |  |    |  |   Consul    |  |
|  +-------------+  |    |  +-------------+  |    |  +-------------+  |
|                   |    |                   |    |                   |
|  +-------------+  |    |  +-------------+  |    |  +-------------+  |
|  |    Vault    |  |    |  |    Vault    |  |    |  |    Vault    |  |
|  +-------------+  |    |  +-------------+  |    |  +-------------+  |
+-------------------+    +-------------------+    +-------------------+
```

### 3.2 存储后端
使用现有的Consul集群作为Vault的存储后端，利用Consul的高可用性和一致性特性：
- Vault数据加密存储在Consul中
- 利用Consul的分布式特性确保数据的高可用性
- Vault服务器本身无状态，便于扩展和维护

### 3.3 资源需求
每个节点上的Vault服务建议配置：
- CPU: 2-4核
- 内存: 4-8GB
- 存储: 20GB (用于日志和临时数据)

### 3.4 网络配置
- Vault API端口: 8200
- Vault集群通信端口: 8201
- 配置TLS加密所有通信
- 设置适当的防火墙规则，限制对Vault API的访问

## 4. 实施计划

### 4.1 准备阶段
1. **环境准备**
   - 在目标节点上安装必要的依赖
   - 生成TLS证书用于Vault通信加密
   - 配置防火墙规则

2. **配置文件准备**
   - 创建Vault配置文件
   - 配置Consul存储后端
   - 设置TLS和加密参数

### 4.2 部署阶段
1. **初始部署**
   - 在三个节点上安装Vault
   - 配置为使用Consul作为存储后端
   - 初始化Vault并生成解封密钥

2. **高可用性配置**
   - 配置Vault集群
   - 设置自动解封机制
   - 配置负载均衡

### 4.3 集成阶段
1. **与现有系统集成**
   - 配置Nomad使用Vault获取密钥
   - 更新Ansible脚本，使用Vault API获取敏感信息
   - 集成到CI/CD流程中

2. **密钥迁移**
   - 将现有密钥迁移到Vault
   - 设置密钥轮换策略
   - 移除代码库中的明文密钥

### 4.4 验证和测试
1. **功能测试**
   - 验证Vault的基本功能
   - 测试密钥访问和管理
   - 验证高可用性和故障转移

2. **安全测试**
   - 进行渗透测试
   - 验证访问控制策略
   - 测试审计日志功能

## 5. 运维和管理

### 5.1 日常运维
- 定期备份Vault数据
- 监控Vault服务状态
- 审查审计日志

### 5.2 灾难恢复
- 制定详细的灾难恢复计划
- 定期进行恢复演练
- 确保解封密钥的安全存储

### 5.3 安全最佳实践
- 实施最小权限原则
- 定期轮换根密钥
- 使用多因素认证
- 定期审查访问策略

## 6. 实施时间表

| 阶段 | 任务 | 时间估计 |
|------|------|----------|
| 准备 | 环境准备 | 1天 |
| 准备 | 配置文件准备 | 1天 |
| 部署 | 初始部署 | 1天 |
| 部署 | 高可用性配置 | 1天 |
| 集成 | 与现有系统集成 | 3天 |
| 集成 | 密钥迁移 | 2天 |
| 测试 | 功能和安全测试 | 2天 |
| 文档 | 编写运维文档 | 1天 |
| **总计** | | **12天** |

## 7. 结论和建议

基于对当前基础设施和安全需求的分析，我们强烈建议在现有的Consul集群节点上部署HashiCorp Vault，以提升项目的安全性和密钥管理能力。

主要优势包括：
- 消除明文密钥存储的安全风险
- 提供集中式的密钥管理和访问控制
- 支持动态密钥生成和自动轮换
- 与现有的HashiCorp生态系统(Nomad、Consul)无缝集成
- 提供详细的审计日志，满足合规要求

通过在现有节点上部署Vault，我们可以充分利用现有资源，同时显著提升项目的安全性，为多云环境提供统一的密钥管理解决方案。