Oracle虚拟专用数据库详细介绍

栏目:Oracle 来源:网络 关注: 时间:2019-09-20

所谓虚拟专用数据库(VPD)指的是,通过在数据库里进行配置,从而让不同的用户只能查看某个表里的部分数据。VPD分为以下两个级别。
行级别:
在该级别下,可以控制某些用户只能查看到某些数据行。比如,对于销售数据表sales来说,每个销售人员只能检索出他自己的销售数据,不能查询其他销售人员的销售数据。
列级别:
在该级别下,可以控制某些用户不能检索某个表的某个列的值。比如用户HR 下的employees表中,含有工资(salary)列,由于该列比较敏感,因此不让其他用户查询该列的值。 其他用户检索该列时,会发现其值全都为空(null )。
一、基于行的VPD 
基于行的VPD 也叫作Fine-Grained Access Control ,简称FGAC 。FGAC通过定义规则实现,规则 的集合叫做FGAC政策(policy)。如果对某个表设置了FGAC ,则当用户对该表发出查询或者DML语句时,Oracle都会根据定义的FGAC政策,而自动改写这些SQL 语句。其改写方式为自动在SQL 语句后面添加where条件。
比如,我们在OE用户下有一个表sales_list ,存放了所有的销售记录。每个销售人员只能查询他 自己的销售记录。于是,我们在sales表上设置FGAC 政策来实现这个业务需求。如果某个销售人员 (假设其登录的用户名为 S0020 )发出下面的查询语句:
Select * from sales_list;
当Oracle在执行该语句时,如果发现 sales_list 表上存在FGAC 政策,于是就会根据 FGAC 政策,按照如下方式改写该SQL语句:
Select * from sales_list where seller_id='S0020';
对用户来说,这个添加 where条件的过程是完全透明的,用户并不知道 Oracle 已经改写了他发出的SQL 语句,从而过滤了查询结果。当然,如果该销售人员发出的语句为:
Select * from sales_list where values>1000;
那么,当Oracle 在改写该 SQL 语句时,则会改写为如下形式:
Select * from sales_list where qty_sold>1000 and seller_id='S0020';
使用FGAC 政策来限定返回记录的方式具有许多优点。比如,不需要改写应用程序、对用户完全透明、集中设置、便于管理等。
在使用FGAC 时,会涉及应用程序上下文(Application Context)的概念,使用应用程序上下文可 以简化FGAC 的实现。应用程序上下文是一个数据库对象,可以把它理解为数据库里的每个 session 的全局环境变量。一旦用户登录到数据库,从而创建出session 以后,应用程序上下文就在整个 session 的生命周期里可用。在应用程序上下文里可以定义多个属性,并为这些属性设置具体的值。而用户不 能直接修改属性的值,只能通过程序包来修改属性值。应用程序上下文总是由用户sys 拥有。
比如,对于前面 sales_list 表的例子来说。我们可以创建一个应用程序上下文,当用户登录时,将 该用户的ID 号作为一个属性值放入该应用程序上下文中。然后在定义FGAC 政策的时候,将该用户 ID号取出,并作为限定条件短语(也就是where条件语句)返回给 Oracle,从而实现FGAC 。
在Oracle 数据库里,已经为每个session都预先建立了一个应用程序上下文:userenv。一旦建立了session ,该session就可以使用这个应用程序上下文。在userenv中已经预先定义了一些属性,比如ip_address、session_user和db_name等。在获取应用程序上下文里的属性值时,我们使用sys_context 函数。该函数包含两个参数,第一个参数表示应用程序上下文的名称,第二个参数表示要显示的属性 名称。如下所示:
SQL> select sys_context('userenv','ip_address') "IP",
   sys_context('userenv','db_name') "DB" from dual;
IP           DB
--------------- ---------
152.68.32.60     ora10g

我们也可以创建自己的应用程序上下文,如下所示:
SQL> create or replace context sales_ctx using oe.sales_app_pkg;
在这里,sales_ctx 是应用程序上下文的名称,而sales_app_pkg则是用来设置sales_ctx里属性的程序包。在创建应用程序上下文时,指定的、用来设置其中属性的程序包可以不必事先存在。但是在为应用程序上下文里设定属性值时,该程序包必须存在,否则报错。如果要删除应用程序上下文,则使用下面的命令:
SQL> drop context sales _ctx;
创建了应用程序上下文以后,我们就可以在其中设置属性了。在设置具体的应用程序上下文属性时,必须使用Oracle提供的程序包dbms_session.set_context来设置其属性。其使用格式为:
dbms_session.set_context ('context_name', 'attribute_name', 'attribute_value')
我们只能在程序包里使用dbms_session.set_context,而不能直接在SQL*Plus里调用。如下所示:
SQL> show user
USER is "SYS"
SQL> exec dbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id','S0020');
BEGIN dbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id','S0020'); END;
*
ERROR at line 1:
ORA-01031: insufficient privileges
ORA-06512: at "SYS.DBMS_SESSION", line 90
ORA-06512: at line 1

我们创建oe.sales_app_pkg包,如下所示:
SQL> connect oe/oe
SQL> create or replace package sales_app_pkg is
 2  procedure set_sales_context;
 3 end; 
 4 /
SQL> create or replace package body sales_app_pkg is
 2  procedure set_sales_context is
 3  begin
 4  dbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id',user);
 5  end;
 6 end;
 7 /
SQL> grant select on sales_list to public;
SQL> grant update on sales_list to public;
SQL> grant execute on sales_app_pkg to public;

把执行oe.sales_app_pkg程序包的权限赋给所有用户以后,我们可以测试应用程序上下文是否生效了。
SQL> connect hr/hr
SQL> exec oe.sales_app_pkg.set_sales_context;
SQL> select sys_context('sales_ctx','seller_id') from dual;
SYS_CONTEXT('SALES_CTX','SELLER_ID')
--------------------------------------------------------------------------------
HR

可以看到,应用程序上下文生效了。接下来,我们创建用于FGAC规则的函数。
SQL> create or replace package sales_app_pkg is
procedure set_sales_context;
function where_condition
(p_schema_name varchar2,p_tab_name varchar2)
return varchar2;
end;

SQL> create or replace package body sales_app_pkg is
procedure set_sales_context is
v_user varchar2(30);
begin
dbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id',user);
end;
/
function where_condition
(p_schema_name varchar2,p_tab_name varchar2) return varchar2 is
v_seller_id varchar2(100) := upper(sys_context('sales_ctx','seller_id'));
v_where_condition varchar2(2000);
begin
if v_seller_id like 'S%' then
v_where_condition := 'seller_id = ' || '''' || v_seller_id || '''';
else
v_where_condition := null;
end if;
return v_where_condition;
end;
end;
/

在这里,我们主要关注where_condition函数,该函数会为FGAC规则返回限定条件。这种FGAC规则函数必须具有两个传入参数,第一个参数表示schema名称,第二个参数表示表的名称。表示对哪个schema下的哪个表添加FGAC规则。同时必须返回字符型的值,该返回值会被Oracle 自动添加到SQL语句中的where条件部分。不过函数名称和参数名称可以按照需要进行指定。从这里定义的函数 体中可以看出,如果登录的用户名以S 开头,则会受到FGAC 规则的限制,where 条件里会添加 seller_id='Sxxxx',Sxxxx表示登录的用户名。否则,如果以其他用户的身份登录,则不会受到FGAC规则的限制。
创建了用于FGAC 规则的函数以后,我们开始定义FGAC 规则。
SQL> connect / as sysdba
SQL> begin
dbms_rls.add_policy(
OBJECT_SCHEMA=>'oe',
OBJECT_NAME=>'sales_list',
POLICY_NAME=>'oe_sales_list_fgac',
FUNCTION_SCHEMA=>'oe',
POLICY_FUNCTION=>'sales_app_pkg.where_condition',
STATEMENT_TYPES=>'select,update',
UPDATE_CHECK=>true,
 ENABLE=>true);
end;
/

如上所示,我们使用 dbms_rls 程序包来创建 FGAC 规则。我们为用户 OE下的sales_list 表创建了 规则;该规则利用用户 OE下的sales_app_pkg.where_condition 函数返回 where条件;该规则作用的 SQL 语句类型为select 和update ;update_check 参数说明是否对更新以后的结果判断是否满足 FGAC 规则; 在创建规则的同时,我们也启用该规则(enable 设置为true )。
创建了FGAC 规则以后,我们需要在用户登录到应用程序的时候,调用 sales_app_pkg  程序包里 的set_sales_context 存储过程来设置该用户的应用程序上下文里的 seller_id 属性的值。在实际应用中, 我们可以在登录界面上,当用户单击登录按钮的时候进行设置。在这里为了演示效果,我们创建一个 登录触发器来设置,如下所示:
SQL> connect / as sysdba
SQL> create or replace trigger set_seller_id_on_logon
after logon on DATABASE
begin
oe.sales_app_pkg.set_sales_context;
end;
/

现在,我们可以开始测试FGAC规则的效果了。
SQL> connect oe/oe
SQL> select seller_id,count(*) from sales_list group by seller_id;
SELLER_ID  COUNT(*)
--------- ---------
S0010        1067
S0030        968
S0020        1465

以用户OE的身份登录以后,可以看到,三个销售人员各自的数据行数。然后以S0010的身份登录:
SQL> connect s0010/s0010
SQL> select sys_context('sales_ctx','seller_id') from dual;
SYS_CONTEXT('SALES_CTX','SELLER_ID')
---------------------------------------
S0010
SQL> select seller_id,count(*) from oe.sales_list group by seller_id;
SELLER_ID  COUNT(*)
--------- ---------
S0010        1067

很明显看到,我们设置的FGAC 规则生效了。我们继续测试更新操作:
SQL> select seller_id,qty_sold from oe.sales_list where id=300;
SELLER_ID  QTY_SOLD
---------  --------
S0010     1
SQL> update oe.sales_list set seller_id='S0020' where id=300;
update oe.sales_list set seller_id='S0020' where id=300
     *
ERROR at line 1:
ORA-28115: policy with check option violation

由于我们在创建FGAC 规则时,指定了update_check 为true ,当用户 S0010 登录以后更新sales_list 表,将 seller_id 从S0010 更新为S0020 时报错,因为 S0010 无权查询和修改不属于他的销售数据。如 果指定update_check 为false ,则允许这样的update 语句成功。
FGAC 规则的使用是非常灵活的,其关键就在于 where_condition 函数的写法。如果要删除 FGAC规则,则执行下面的代码:
SQL> begin
dbms_rls.drop_policy(
OBJECT_SCHEMA=>'oe',
OBJECT_NAME=>'sales_list',
POLICY_NAME=>'oe_sales_list_fgac');
end;
/

二、基于列的VPD 
对于某些敏感列来说,比如员工的工资等,我们可以通过创建基于列的 VPD ,从而屏蔽这些敏感列,只有具有权限的用户才能访问这些列。
基于列的VPD 与前面讨论的FGAC 一样,也是通过设置政策来实现的。设置基于列的VPD 时,我们首先需要创建一个政策所需要用到的函数,如下所示:
SQL> connect hr/hr
SQL> create or replace function hr_col_vpd
(p_owner in varchar2,p_obj in varchar2)
return varchar2
is 
l_ret  varchar2(2000);
begin
if (p_owner = USER) then
l_ret := NULL;
else
l_ret := '1=2';
end if;
return l_ret;
end; 
/

这里,我们创建了一个规则函数。与FGAC规则一样,该函数必须有两个传入参数,第一个表示要限定的表所属的schema 名称,第二个表示要限定的表的名称。在该函数中,我们定义,如果登录用户为表的属主,则可以查看所有列;否则,登录用户不是表所属的用户,则不能查看指定列。
至于具体哪些列要被屏蔽,则需要在定义政策时进行指定,如下所示:
SQL> begin
dbms_rls.add_policy(object_schema=>'hr',
object_name=>'employees',
policy_name=>'hr_emp_col_policy',
function_schema=>'hr',
policy_function=>'hr_col_vpd',
statement_types=>'select',
sec_relevant_cols=>'salary',
sec_relevant_cols_opt => dbms_rls.all_rows
);
end;
/

创建基于列VPD与创建FGAC政策一样,也是使用dbms_rls程序包里的add_policy存储过程。 在这里,我们定义了一个名为hr_emp_col_policy的政策。该政策作用在用户 HR下的employees 表上; 采用的政策函数为用户HR下的hr_col_vpd 。
与FGAC 政策不同的是,我们需要指定另外两个参数:sec_relevant_cols表示要屏蔽的列的名称, 可以指定多个列,列与列之间用逗号隔开;sec_relevant_cols_opt 设置为all_rows,则说明对employees表里所有的记录都屏蔽salary列。
我们以用户HR的身份登录,并显示salary列。
SQL> connect hr/hr
SQL> select employee_id,last_name,salary from hr.employees where rownum<4;
EMPLOYEE_ID  LAST_NAME      SALARY
----------- ------------- -------
198        OConnell        2600
199        Grant          2600
200        Whalen         4400

可以看到所有的salary列都显示出来了。然后以用户OE的身份登录,执行下面的SQL语句:
SQL> connect oe/oe
SQL> select employee_id,last_name,salary from hr.employees where rownum<4;
EMPLOYEE_ID  LAST_NAME      SALARY
-----------  -------------    -------
198        OConnell
199        Grant
200        Whalen

很明显,对于用户OE来说,salary列已经被屏蔽了。

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