在ORACLE数据库上创建VPD（Virtual Private Databases）安全策略的实战记录

在ORACLE数据库上创建VPD（Virtual Private Databases）安全策略的实战记录


作者：陈海青(joson chen)
网站：www.chq.name www.hhrz.org
日期：2007.05.24

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一、关于VPD
VPD,即：Virtual Private Database，提供了对数据库的精密访问控制（graind access control (FGAC)）.使用VPD,可以在数据记录集定义用户的访问权限.

二、使用VPD的示例：

1）未进行权限控制时，执行的查询语句,可以看到所有商品在2002年的销售额：
SELECT year, prod_category, sum(sales)
FROM sales_mv
WHERE year = '2002';

2）如果加上了VPD策略,限制访问指定范围内的产品（例如仅能访问'VIDEOS','RADIOS'），
再执行上述的查询语句，会自动加上限制条件--AND prod_category in ('VIDEOS','RADIOS')，最后实际执行的语句为：

SELECT year, prod_category, sum(sales)
FROM sales_fact
WHERE year = '2002'
AND prod_category in ('VIDEOS','RADIOS'); --自动加上的限制条件

三、操作的过程

以下为作者总结在ORACLE数据库上创建vpd（Virtual Private Databases），完成安全策略管理，并应用于www.chq.name上的实战记录，于070524更新完毕。
数据库运行环境：oracle 9i

1：确定数据库对象及互相之间的关系
1）相关表和视图
数据库中有两类表，代码表和数据表，数据表均有一个“机构代码”字段（DM_JG），
其“前七位”等于用户代码表的“机构代码”
建立脚本：
CREATE TABLE dm_users
( user_dm VARCHAR2(11) NOT NULL,
jg_dm VARCHAR2(11) NOT NULL
);

CREATE TABLE DIM_JBXX
(pk VARCHAR2(50) NOT NULL,
data VARCHAR2(11)
jg_dm VARCHAR2(11) NOT NULL); --www.chq.name

CREATE VIEW VIEW_JBXX as select * from DIM_JBXX
;

2）相关用户，并为其授权
相关用户有三个：
VPD:数据表和VPD对象的属主，允许访问全部数据；
1234502 ：数据访问用户，其用户名为其单位代码的前7位，访问受限用户
建立脚本：
CONNECT sys/password@www.chq.name AS SYSDBA;
CREATE USER VPD IDENTIFIED BY VPD
DEFAULT TABLESPACE VPD TEMPORARY TABLESPACE temp;
GRANT connect, resource TO VPD;

CREATE USER 1234502 IDENTIFIED BY 1234502
DEFAULT TABLESPACE users TEMPORARY TABLESPACE temp;
GRANT connect, resource TO 1234502;

GRANT EXECUTE ON DBMS_RLS TO PUBLIC;

CONN VPD/VPD@www.chq.name

GRANT SELECT, INSERT ON V_JBXX TO 1234502, 1234512;

2：定义安全策略（Security Policies）的目标

在数据库里，每个用户分配一个机构代码，在这里直接使用该代码的前7位作为用户名，相关的数据表均有一个“机构代码”字段
安全策略目标：每个用户仅能浏览和操作“机构代码”与自己的机构代码相同的数据记录。
例外情况：vpd用户可以不受限制访问数据

3：创建应用环境(Application Context)
应用环境是一个包含系列环境变量名称和值的值对的集合，是存储用户的环境变量的空间；
系统提供了默认的环境USERENV,含有当前会话相关的默认的变量,如用户名、主机和应用程序名等

1)为创建VPD的context和context package的用户授权,
CONNECT sys/password@www.chq.name AS SYSDBA;
GRANT create any context, create public synonym TO VPD;
CONNECT VPD/VPD@www.chq.name;

2)创建应用环境 CTX_VPD_SEC
CREATE CONTEXT CTX_VPD_SEC USING VPD.PKG_VPD_SEC;

4：创建VPD应用程序包,在包里增加设置环境变量的函数、存储过程
这个包的作用是提供设置环境变量的工具（函数或存储过程），供on login触发器或应用程序等调用。

1) 创建VPD应用程序包PKG_VPD_SEC的包头
CONNECT VPD/VPD@www.chq.name;
CREATE OR REPLACE PACKAGE VPD.PKG_VPD_SEC AS
PROCEDURE Set_Context;
END PKG_VPD_SEC;

2）创建VPD应用程序包的包体
CREATE OR REPLACE PACKAGE BODY VPD.PKG_VPD_SEC IS
PROCEDURE Set_Context IS
lv_user VARCHAR2(11);
lv_jg_dm VARCHAR2(11);
BEGIN
DBMS_Session.Set_Context('CTX_VPD_SEC','SETUP','TRUE');
v_ouser := SYS_CONTEXT('USERENV','SESSION_USER');
DBMS_Session.Set_Context('CTX_VPD_SEC','DM_USER', lv_user);
BEGIN
SELECT substr(JG_DM,1,7)
INTO lv_jg_dm
FROM dm_users
WHERE user_dm = lv_user;
DBMS_Session.Set_Context('CTX_VPD_SEC','JG_DM', lv_jg_dm);
EXCEPTION
WHEN NO_DATA_FOUND THEN
DBMS_Session.Set_Context('CTX_VPD_SEC','JG_DM', substr(lv_user,1,7));
END;
DBMS_Session.Set_Context('CTX_VPD_SEC','SETUP','FALSE');
END Set_Context;
END PKG_VPD_SEC;
/
SHOW ERRORS

3)授权其他用户可以访问并运行 PKG_VPD_SEC 包:
GRANT EXECUTE ON VPD.PKG_VPD_SEC TO PUBLIC;
CREATE PUBLIC SYNONYM PKG_VPD_SEC FOR VPD.PKG_VPD_SEC;

4)建立用户登陆触发器，每次登录后首先设置自己的应用环境变量
CONNECT sys/password@www.chq.name AS SYSDBA;
CREATE OR REPLACE TRIGGER VPD.Set_Security_Context
AFTER LOGON ON DATABASE
BEGIN
VPD.PKG_VPD_SEC.Set_Context;
END;
/
SHOW ERRORS

5：创建VPD应用程序-安全策略包，创建策略函数，为简便起见仍使用PKG_VPD_SEC
这是实现策略的函数，该函数从应用环境取得变量值，形成查询语句的一部分

1)建立安全策略( Security Policies)包的包头，简便起见修改PKG_VPD_SEC
--In order for the context package to have any effect on the users interaction with the database,
--we need to define a Security_Package for use with the security policy.
--This package will tell the database how to treat any interactions with the specified table:

CONNECT vpd/vpd@www.chq.name;

CREATE OR REPLACE PACKAGE VPD.PKG_VPD_SEC AS
PROCEDURE Set_Context;

FUNCTION User_Data_Insert_Security(Owner VARCHAR2, Objname VARCHAR2)
RETURN VARCHAR2;

FUNCTION User_Data_Select_Security(Owner VARCHAR2, Objname VARCHAR2)
RETURN VARCHAR2;
END Security_Package;
/
2)修改包体，增加安全策略函数:

CREATE OR REPLACE PACKAGE BODY Security_Package IS

PROCEDURE Set_Context IS
......
END Set_Context;

FUNCTION User_Data_Select_Security(Owner VARCHAR2, Objname VARCHAR2)RETURN VARCHAR2 IS
Predicate VARCHAR2(2000);
BEGIN
Predicate := '1=2';
IF (SYS_CONTEXT('USERENV','SESSION_USER') = 'VPD') THEN
Predicate := NULL;
ELSE
Predicate := 'JG_DM = SYS_CONTEXT(''CTX_VPD_SEC'',''JG_DM'')';
END IF;
RETURN Predicate;
END User_Data_Select_Security;

FUNCTION User_Data_Insert_Security(Owner VARCHAR2, Objname VARCHAR2) RETURN VARCHAR2 IS
Predicate VARCHAR2(2000);
BEGIN
Predicate := '1=2';
IF (SYS_CONTEXT('USERENV','SESSION_USER') = 'VPD') THEN
Predicate := NULL;
ELSE
Predicate := 'JG_DM = SYS_CONTEXT(''CTX_VPD_SEC'',''JG_DM'')';
END IF;
RETURN Predicate;
END User_Data_Insert_Security;
END Security_Package;
/
SHOW ERRORS
3）授权所有用户可以访问并运行安全策略包 PKG_VPD_SEC:

GRANT EXECUTE ON VPD.PKG_VPD_SEC TO PUBLIC;
--CREATE PUBLIC SYNONYM PKG_VPD_SEC FOR VPD.PKG_VPD_SEC;

6：将策略函数应用到一个表或视图上
使用oracle 提供的DBMS_RLS包来实现安全策略的应用管理。
例如：
CONNECT VPD/VPD@www.chq.name;

BEGIN
DBMS_Rls.Add_Policy('VPD', 'VIEW_JBXX', 'USER_DATA_INSERT_POLICY',
'VPD', 'PKG_VPD_SEC.USER_DATA_INSERT_SECURITY',
'INSERT', TRUE);
DBMS_Rls.Add_Policy('VPD', 'VIEW_JBXX', 'USER_DATA_INSERT_POLICY',
'VPD', 'PKG_VPD_SEC.USER_DATA_INSERT_SECURITY',
'SELECT');
END;
或者：
execute DBMS_RLS.ADD_POLICY(object_schema=>'VPD',object_name=>'V_FACT_data',policy_name=>'USER_DATA_INSERT_POLICY',
function_schema=>'VPD',policy_function=>'PKG_VPD_SEC.USER_DATA_INSERT_SECURITY',
statement_type=>'select',update_check=>FALSE,enable=>true)
)

注意事项：
1）DBMS_RLS包最初的运行权限须由sys用户授予VPD用户。
2）插入失败的报错信息：
ORA-28115: policy with check option violation

参考资料：
1：<<Oracle9i DBA Handbook>>,Kevin Loney and Marlene Theriault ,etc, The McGraw-Hill co.Inc.
中文版：蒋蕊等译 机械工业出版社
2: http://www.oracle-base.com/articles/8i/VirtualPrivateDatabases.php
3：http://www.adp-gmbh.ch/ora/security/VPD/index.html
4：http://www.chq.name
5: http://xsb.itpub.net/post/419/59520
6: http://junit.vicp.net
7：http://zhouwf0726.itpub.net/post/9689/158056

Labels: oracle,Virtual Private Databases,VPD,安全策略,实战记录,数据库,陈海青,chq.name,junit fans