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

版权声明：转载或引用本网版权所有之内容须注明“转自（或引自）chq.name (Junit fans)”字样,并标明本网站网址http://www.chq.name www.hhrz.org

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/[email protected] 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/[email protected]

     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/[email protected] AS SYSDBA;
    GRANT create any context, create public synonym TO VPD;
    CONNECT VPD/[email protected];

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/[email protected];
     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/[email protected] 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/[email protected];

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/[email protected];

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：<>,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