Oracle（101）什么是虚拟专用数据库（VPD）？

虚拟专用数据库（Virtual Private Database, VPD）是Oracle数据库中用于实现细粒度访问控制的一种技术。VPD允许在行级别和列级别上动态地控制用户对数据的访问，从而确保每个用户只能看到和操作符合其权限的数据。VPD是通过将安全策略附加到数据库对象（如表或视图）上来实现的，这些安全策略会在用户执行SQL语句时动态生成并应用。

虚拟专用数据库的工作原理

VPD的核心是安全策略函数和策略。当用户对受控对象执行查询或操作时，Oracle数据库会调用安全策略函数生成一个附加的WHERE子句，从而限制用户只能访问符合策略条件的数据。

配置和使用虚拟专用数据库的步骤

1. 创建策略函数
2. 创建并应用策略
3. 验证虚拟专用数据库

详细步骤和代码示例

假设我们有一个示例表employees，包含以下列：employee_id, name, department_id, salary。

1. 创建策略函数

策略函数是一个PL/SQL函数，它返回一个WHERE子句，用于限制用户对数据的访问。在这个示例中，我们将基于用户的部门ID来限制用户只能看到其所在部门的员工记录。

-- 连接到数据库
sqlplus sys as sysdba

-- 切换到HR模式
ALTER SESSION SET CURRENT_SCHEMA = hr;

-- 创建策略函数
CREATE OR REPLACE FUNCTION emp_dept_policy (schema_name IN VARCHAR2, object_name IN VARCHAR2)
RETURN VARCHAR2
AS
  v_predicate VARCHAR2(4000);
BEGIN
  -- 获取当前用户的部门ID
  v_predicate := 'department_id = (SELECT department_id FROM users WHERE username = USER)';
  RETURN v_predicate;
END;
/

在这个示例中，策略函数emp_dept_policy返回一个WHERE子句，将用户只能看到其所在部门的员工记录。

2. 创建并应用策略

接下来，我们需要创建一个策略并将其应用到employees表上。

-- 使用DBMS_RLS包创建并应用策略
BEGIN
  DBMS_RLS.ADD_POLICY (
    object_schema => 'hr',
    object_name   => 'employees',
    policy_name   => 'emp_dept_policy',
    function_schema => 'hr',
    policy_function => 'emp_dept_policy',
    statement_types => 'SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE'
  );
END;
/

在这个示例中，我们使用DBMS_RLS.ADD_POLICY过程将策略函数emp_dept_policy应用到employees表上，以控制SELECT、INSERT、UPDATE和DELETE操作。

3. 验证虚拟专用数据库

现在，我们可以验证虚拟专用数据库是否生效。假设我们有两个用户：user1和user2，分别属于不同的部门。

-- 创建示例用户并授予权限
CREATE USER user1 IDENTIFIED BY password;
CREATE USER user2 IDENTIFIED BY password;

GRANT CONNECT TO user1;
GRANT CONNECT TO user2;

GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON hr.employees TO user1;
GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON hr.employees TO user2;

-- 插入一些示例数据
INSERT INTO hr.employees (employee_id, name, department_id, salary) VALUES (1, 'Alice', 10, 50000);
INSERT INTO hr.employees (employee_id, name, department_id, salary) VALUES (2, 'Bob', 20, 60000);
INSERT INTO hr.employees (employee_id, name, department_id, salary) VALUES (3, 'Charlie', 10, 55000);

INSERT INTO hr.users (username, department_id) VALUES ('USER1', 10);
INSERT INTO hr.users (username, department_id) VALUES ('USER2', 20);

COMMIT;

-- 以user1身份连接数据库并查询employees表
sqlplus user1/password@database
SELECT * FROM hr.employees;

-- 以user2身份连接数据库并查询employees表
sqlplus user2/password@database
SELECT * FROM hr.employees;

当user1查询employees表时，应该只能看到部门ID为10的员工记录。同样，当user2查询employees表时，应该只能看到部门ID为20的员工记录。

示例脚本

以下是一个完整的示例脚本，展示如何配置和使用虚拟专用数据库。

-- 连接到数据库
sqlplus sys as sysdba

-- 切换到HR模式
ALTER SESSION SET CURRENT_SCHEMA = hr;

-- 创建示例表和用户表
CREATE TABLE hr.employees (
  employee_id NUMBER PRIMARY KEY,
  name VARCHAR2(100),
  department_id NUMBER,
  salary NUMBER
);

CREATE TABLE hr.users (
  username VARCHAR2(30) PRIMARY KEY,
  department_id NUMBER
);

-- 插入一些示例数据
INSERT INTO hr.employees (employee_id, name, department_id, salary) VALUES (1, 'Alice', 10, 50000);
INSERT INTO hr.employees (employee_id, name, department_id, salary) VALUES (2, 'Bob', 20, 60000);
INSERT INTO hr.employees (employee_id, name, department_id, salary) VALUES (3, 'Charlie', 10, 55000);

INSERT INTO hr.users (username, department_id) VALUES ('USER1', 10);
INSERT INTO hr.users (username, department_id) VALUES ('USER2', 20);

COMMIT;

-- 创建策略函数
CREATE OR REPLACE FUNCTION hr.emp_dept_policy (schema_name IN VARCHAR2, object_name IN VARCHAR2)
RETURN VARCHAR2
AS
  v_predicate VARCHAR2(4000);
BEGIN
  -- 获取当前用户的部门ID
  v_predicate := 'department_id = (SELECT department_id FROM hr.users WHERE username = USER)';
  RETURN v_predicate;
END;
/

-- 使用DBMS_RLS包创建并应用策略
BEGIN
  DBMS_RLS.ADD_POLICY (
    object_schema => 'hr',
    object_name   => 'employees',
    policy_name   => 'emp_dept_policy',
    function_schema => 'hr',
    policy_function => 'emp_dept_policy',
    statement_types => 'SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE'
  );
END;
/

-- 创建用户并授予权限
CREATE USER user1 IDENTIFIED BY password;
CREATE USER user2 IDENTIFIED BY password;

GRANT CONNECT TO user1;
GRANT CONNECT TO user2;

GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON hr.employees TO user1;
GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON hr.employees TO user2;

-- 以user1身份连接数据库并查询employees表
sqlplus user1/password@database
SELECT * FROM hr.employees;

-- 以user2身份连接数据库并查询employees表
sqlplus user2/password@database
SELECT * FROM hr.employees;

总结

虚拟专用数据库（Virtual Private Database, VPD）是Oracle数据库中用于实现细粒度访问控制的强大技术。通过创建策略函数和策略，可以基于用户身份、会话属性或其他上下文信息，动态地控制用户对数据库数据的访问。上述步骤和代码示例展示了如何配置和使用虚拟专用数据库，以满足具体的业务需求。