设置安全性

目标： 使用“sros2”设置安全性。

教程级别： 高级

时间： 15 分钟

背景

sros2 软件包提供了在 DDS-Security 上使用 ROS 2 的工具和说明。 安全功能已在各个平台（Linux、macOS 和 Windows）以及不同语言（C++ 和 Python）上进行了测试。 SROS2 旨在与任何安全中间件配合使用，但并非所有中间件都是开源的，并且支持因使用的 ROS 发行版而异。

安装

通常在使用 ROS 2 安装指南 和 配置指南 安装后即可获得安全性。 但是，如果您打算从源代码安装或切换中间件实现，请考虑以下注意事项：

从源代码安装

在从源代码安装之前，您需要安装最新版本的 openssl（1.0.2g 或更高版本）：

LinuxMacOSWindows

sudo apt update
sudo apt install libssl-dev

Fast DDS 需要额外的 CMake 标志来构建安全插件，因此需要修改 colcon 调用以传递：

colcon build --symlink-install --cmake-args -DSECURITY=ON

选择备用中间件

如果您选择不使用默认中间件实现，请务必在继续之前：doc:更改您的 DDS 实现。

ROS 2 允许您在运行时更改 DDS 实现。 请参阅`如何使用多个 RMW 实现 <../../../How-To-Guides/Working-with-multiple-RMW-implementations>` 以探索不同的中间件实现。

请注意，不支持供应商之间的安全通信。

运行演示

1. 为安全文件创建一个文件夹

首先创建文件夹来存储此演示所需的所有文件：

LinuxMacOSWindows

mkdir ~/sros2_demo

2. 生成密钥库

使用 sros2 实用程序创建密钥库。 密钥库中的文件将用于为 ROS 2 图表中的所有参与者启用安全性。

LinuxMacOSWindows

cd ~/sros2_demo
ros2 security create_keystore demo_keystore

3. 生成密钥和证书

创建密钥库后，为每个启用了安全性的节点创建密钥和证书。 对于我们的演示，这包括 talker 和 listener 节点。 此命令使用 create_enclave 功能，该功能将在下一个教程中详细介绍。

LinuxMacOSWindows

ros2 security create_enclave demo_keystore /talker_listener/talker
ros2 security create_enclave demo_keystore /talker_listener/listener

4. 配置环境变量

三个环境变量允许中间件定位加密材料并启用（并可能强制执行）安全性。 这些和其他与安全相关的环境变量在 ROS 2 DDS-Security Integration design document.

LinuxMacOSWindows

export ROS_SECURITY_KEYSTORE=~/sros2_demo/demo_keystore
export ROS_SECURITY_ENABLE=true
export ROS_SECURITY_STRATEGY=Enforce

这些变量需要在用于演示的每个终端中定义。 为了方便起见，您可以将它们添加到启动环境中。

5. 运行``talker/listener``演示

通过启动 talker 节点开始演示。

ros2 run demo_nodes_cpp talker --ros-args --enclave /talker_listener/talker

在另一个终端中，执行相同操作以启动“侦听器”节点。 必须按照上面步骤 4 的说明正确设置此终端中的环境变量。

ros2 run demo_nodes_py listener --ros-args --enclave /talker_listener/listener

这些节点将使用身份验证和加密进行通信！ 如果您查看数据包内容（例如，使用另一个教程中介绍的“tcpdump”或“Wireshark”），则可以看到消息已加密。

注意：您可以任意在 C++（demo_nodes_cpp）和 Python（demo_nodes_py）包之间切换。

这些节点能够进行通信，因为我们为它们创建了适当的密钥和证书。

在回答以下问题时，让两个节点保持运行。

参加测验！

Question 1Answer 1

Open another terminal session, but do not set the environment variables so that security is not enabled. Start the listener. What do you expect to happen?

Question 2Answer 2

Stop the listener, set the environment variable ROS_SECURITY_ENABLE to true and start the listener again. What results do you expect this time?

Question 3Answer 3

Stop the listener and set ROS_SECURITY_STRATEGY to Enforce. What happens now?

了解更多！

您准备好进一步了解 ROS 安全性了吗？ 请查看 Secure Turtlebot2 Demo。 您将找到 ROS 2 安全性的功能齐全且复杂的实现，随时可以尝试您自己的自定义场景。 请务必在此处创建拉取请求和问题，以便我们继续改进 ROS 中的安全支持！