PG行级安全策略RLS

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简介

RLS(ROW Level Security) 是PostgreSQL 9.5版本中新增特性,提供了基于行的安全策略,限制数据库用户的查看表数据权限。要知道在9.5版本之前,数据库中对用户的权限管控在表级别,例如:限制某个用户只能查询某个表。采用RLS后,不同的用户访问一个表可以看到不同的数据。

我们在一般的数据库中可能对用户的查询权限只能到表级别,例如限制某个用户只能查询哪些表。PostgreSQL从9.5版本开始支持行级别的权限管控,允许不同的用户在表上查询到不同的数据。

默认的话,表没有任何安全策略限制。这样用户根据 SQL 特权系统具有对表的访问特权,对于查询或更新来说其中所有的行都是平等的。当在一个表上启用行安全性时,所有对该表选择行或者修改行的普通访问都必须被一条 行安全性策略所允许(不过,表的拥有者通常不服从行安全性策略)。如果表上不存在安全策略,如果没有配置安全策略,所有的数据查询和更新都会禁止,但是对全表进行操作的命令,比如 TRUNCATE 和 REFERENCES 不受影响。

行安全性策略可以针对特定的命令、角色或者两者。一条策略可以被指定为适用于ALL命令,或者查询(SELECT)、 插入(INSERT)、更新(UPDATE)或者删除(DELETE)。同一个策略可分配多个角色,并且通常的角色成员关系和继承规则也适用。但是表的所有者,超级用户 (postgres) 以及加上了 BYPASSRLS 属性的角色不受安全性的限制。

只有所有者才具有启用 禁用行级安全性,给表添加策略的权限。

常见命令:

  • CREATE POLICY :创建策略
  • ALTER POLICY :修改策略
  • DROP POLICY :删除策略
  • ALTER TABLE :用于行级安全性的启用 禁用。

每个策略都有一个名字,每个表可以定义多个策略,因为策略是针对表的,所以表内的多个策略名字必须唯一,但是不同的表可以有同名的策略,当表有多个策略时,多个策略之间是 OR 的关系。

除可以通过GRANT使用 SQL 标准的 特权系统之外,表还可以具有 行安全性策略,它针对每一个用户限制哪些行可以 被普通的查询返回或者可以被数据修改命令插入、更新或删除。这种 特性也被称为行级安全性。默认情况下,表不具有 任何策略,这样用户根据 SQL 特权系统具有对表的访问特权,对于 查询或更新来说其中所有的行都是平等的。

当在一个表上启用行安全性时(使用 ALTER TABLE ... ENABLE ROW LEVEL SECURITY),所有对该表选择行或者修改行的普通访问都必须被一条 行安全性策略所允许(不过,表的拥有者通常不服从行安全性策略)。如果 表上不存在策略,将使用一条默认的否定策略,即所有的行都不可见或者不能 被修改。应用在整个表上的操作不服从行安全性,例如TRUNCATEREFERENCES

行安全性策略可以针对特定的命令、角色或者两者。一条策略可以被指定为 适用于ALL命令,或者SELECTINSERTUPDATE、或者DELETE。 可以为一条给定策略分配多个角色,并且通常的角色成员关系和继承规则也适用。

要指定哪些行根据一条策略是可见的或者是可修改的,需要一个返回布尔结果 的表达式。对于每一行,在计算任何来自用户查询的条件或函数之前,先会计 算这个表达式(这条规则的唯一例外是leakproof函数, 它们被保证不会泄露信息,优化器可能会选择在行安全性检查之前应用这类 函数)。使该表达式不返回true的行将不会被处理。可以指定 独立的表达式来单独控制哪些行可见以及哪些行被允许修改。策略表达式会作 为查询的一部分运行并且带有运行该查询的用户的特权,但是安全性定义者函数 可以被用来访问对调用用户不可用的数据。

具有BYPASSRLS属性的超级用户和角色在访问一个表时总是 可以绕过行安全性系统。表拥有者通常也能绕过行安全性,不过表拥有者 可以选择用ALTER TABLE ... FORCE ROW LEVEL SECURITY来服从行安全性。

启用和禁用行安全性以及向表增加策略是只有表拥有者具有的特权。

策略的创建可以使用CREATE POLICY命令,策略的修改 可以使用ALTER POLICY命令,而策略的删除可以使用 DROP POLICY命令。要为一个给定表启用或者禁用行 安全性,可以使用ALTER TABLE命令。

每一条策略都有名称并且可以为一个表定义多条策略。由于策略是表相 关的,一个表的每一条策略都必须有一个唯一的名称。不同的表可以拥有 相同名称的策略。

当多条策略适用于一个给定的查询时,会把它们用OR(对宽容性策略,默认的策略类型)或者AND(对限制性策略)组合在一起。这和给定角色拥有它作为成员的所有角色的特权的规则类似。宽容性策略和限制性策略在下文将会进一步讨论。

CREATE POLICY

CREATE POLICY — 为一个表定义一条新的行级安全性策略

大纲

描述

CREATE POLICY为一个表定义一条行级 安全性策略。注意为了应用已被创建的策略,在表上必须启用行级安全 性(使用ALTER TABLE ... ENABLE ROW LEVEL SECURITY)。

一条策略授予权限以选择、插入、更新或者删除匹配相关策略表达式的行。 现有的表行会按照USING中指定的表达式进行检查, 而将要通过INSERTUPDATE创建 的新行会按照WITH CHECK中指定的表达式进行检查。 当USING表达式对于一个给定行返回真时,该行对用户 可见,而返回假或空时该行不可见。当一个WITH CHECK 表达式对一行返回真时,该行会被插入或更新,而如果返回假或空时会发生 一个错误。

对于INSERTUPDATE语句,在BEFORE 触发器被引发后并且在任何数据修改真正发生之前, WITH CHECK表达式会被强制。因此, 一个BEFORE ROW触发器可以修改要被插入的数据, 从而影响安全性策略检查的结果。WITH CHECK表达式 在任何其他约束之前被强制。

策略名称是针对每个表的。因此,一个策略名称可以被用于很多个不同的表 并且对于不同的表呈现适合于该表的定义。

策略可以被应用于特定的命令或者特定的角色。除非特别指定,新创建的策略 的默认行为是适用于所有命令和角色。多个策略可以应用于单个命令,更多细节请见下文。表 272总结了不同类型的策略如何应用于特定的命令。

对同时具有USINGWITH CHECK 表达式(ALLUPDATE)的策略, 如果没有定义WITH CHECK表达式,那么 USING表达式将被用于决定哪些行可见(普通 USING情况)以及允许哪些新行被增加( WITH CHECK情况)。

如果为一个表启用了行级安全性但是没有适用的策略存在,将假定为一种 “默认否定”策略,这样任何行都不可见也不可更新。

参数

  • name

    要创建的策略的名称。这必须和该表上已有的任何其他策略名称相区分。

  • table_name

    该策略适用的表的名称(可以被模式限定)。

  • PERMISSIVE

    指定策略被创建为宽容性策略。适用于一个给定查询的所有宽容性策略将被使用布尔“OR”操作符组合在一起。通过创建宽容性策略,管理员可以在能被访问的记录集合中进行增加。策略默认是宽容性的。

  • RESTRICTIVE

    指定策略被创建为限制性策略。适用于一个给定查询的所有限制性策略将被使用布尔“AND”操作符组合在一起。通过创建限制性策略,管理员可以减少能被访问的记录集合,因为每一条记录都必须通过所有的限制性策略。注意在限制性策略真正能发挥作用减少访问之前,需要至少一条宽容性策略来授予对记录的访问。如果只有限制性策略存在,则没有记录能被访问。当宽容性和限制性策略混合存在时,只有当一个记录能通过至少一条宽容性策略以及所有的限制性策略时,该记录才是可访问的。

  • command

    该策略适用的命令。合法的选项是 ALLSELECTINSERTUPDATE 以及DELETEALL为默认。有关这些策略如何被应用的 细节见下文。

  • role_name

    该策略适用的角色。默认是PUBLIC,它将把策略应用 到所有的角色。

  • using_expression

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    任意的SQL条件表达式(返回 boolean)。该条件表达式不能包含任何聚集或者窗口 函数。如果行级安全性被启用,这个表达式将被增加到引用该表的查询。 让这个表达式返回真的行将可见。让这个表达式返回假或者空的任何行 将对用户不可见(在SELECT中)并且将对修改不可用( 在UPDATEDELETE中)。这类行 会被悄悄地禁止而不会报告错误。

  • check_expression

    任意的SQL条件表达式(返回 boolean)。该条件表达式不能包含任何聚集或者窗口 函数。如果行级安全性被启用,这个表达式将被用在该表上的 INSERT以及 UPDATE查询中。只有让该表达式计算为真 的行才被允许。如果任何被插入的记录或者跟新后的记录导致该表达式计 算为假或者空,则会抛出一个错误。注意 check_expression 是根据行的新内容而不是原始内容计算的。

针对每种命令的策略

  • ALL

    为一条策略使用ALL表示它将适用于所有命令, 不管命令的类型如何。如果存在一条ALL策略 以及更多特定的策略,则ALL策略和那些策略 会被应用。此外, ALL策略将同时适用于一个查询的选择端和修 改端,如果只定义了一个USING表达式则将 该USING表达式用于两种情况。例如,如果发出一个UPDATE,那么 ALL策略将同时影响UPDATE 能更新哪些行(应用USING表达式)以及更新后 的行是否被允许加入到表中(如果定义了WITH CHECK 表达式,则应用之;否则使用USING表达式)。 如果一条INSERT 或者UPDATE命令尝试增加行到表中, 但行没有通过ALL策略的 WITH CHECK表达式,则整个语句将会中断。

  • SELECT

    对一条策略使用SELECT表示它将适用于 SELECT查询,并且无论何时都要求该约束所在的关系上 的SELECT权限。其结果是在一次 SELECT查询期间,只有该关系中那些通过了 SELECT策略的记录才将被返回,并且查询要求 SELECT权限,例如 UPDATE也将只能看到那些 SELECT策略允许的行。一条 SELECT策略不能具有WITH CHECK表达式,因为它只适用于正在从关系中检索记录的情况。

  • INSERT

    为一条策略使用INSERT表示它适用于 INSERT命令。没有通过这种策略的正在被插入的行 会导致策略违背错误,并且整个INSERT命令将会中止。 一条INSERT策略不能具有USING 表达式,因为它只适用于正在向关系增加记录的情况。注意在带有ON CONFLICT DO UPDATEINSERT中,只有对通过 INSERT路径追加到关系的行才会检查 INSERT策略的WITH CHECK 表达式。

  • UPDATE

    对策略使用UPDATE 意味着它将应用于UPDATESELECT FOR UPDATESELECT FOR SHARE 命令,还有INSERT 命令的辅助性的ON CONFLICT DO UPDATE 子句。由于UPDATE 需要提取现有的记录并且用新修改的记录代替,故UPDATE 策略接受USING 表达式和WITH CHECK 表达式。USING 表达式决定UPDATE 命令将能看到哪些要对其操作的记录,而WITH CHECK 表达式定义哪些被修改的行允许存回到关系中。任何更新后的值无法通过WITH CHECK表达式的行 将会导致错误,并且整个命令将被中止。如果只指定了一个 USING子句,那么该子句将被用于 USINGWITH CHECK两种情况。典型地,UPDATE命令也需要从待更新关系中的列读数据(例如在WHERE子句、RETURNING子句或在SET子句右侧的表达式中)。这种情况下,正被更新的关系上也需要SELECT权限,并且除了UPDATE策略外,也要应用适当的SELECT或者ALL策略。这样,除由UPDATEALL策略授权更新行之外,通过SELECTALL策略用也必须能访问正被更新的行。当INSERT命令附加了ON CONFLICT DO UPDATE子句时,如果采用UPDATE路径,先以任何UPDATE策略的USING表达式检查待更新的行,然后以WITH CHECK表达式检查新修改的行。但要注意的是,不同于单独的UPDATE命令,如果现有的行不能通过USING表达式检查,则抛出错误(UPDATE路径永不\会静默地避免)。

  • DELETE

    为一条策略使用DELETE表示它适用于 DELETE命令。只有通过这条策略的行才将能被 DELETE命令所看到。如果有的行不能通过该 DELETE策略的USING表达式,则 它们可以通过SELECT看到但不能被删除。大多数情况下,DELETE命令也需要从其所删除的关系中的列读取数据(例如在WHERE子句或RETURNING子句中)。这种情况下,在该关系上也需要SELECT权限,并且除了DELETE策略,也要应用适当的SELECTALL策略。这样,除由DELETEALL策略授权删除行之外,通过SELECTALL策略,用户也必须能访问正被删除的行。DELETE策略不能具有WITH CHECK表达式,因为它只适用于正在从关系中删除记录的情况, 所以没有新行需要检查。

表 272. 按命令类型应用的策略

PG行级安全策略RLS

多重策略的应用

当多种不同命令类型的策略应用于相同命令(例如SELECTUPDATE策略应用于UPDATE命令)时,用户就必须同时具有这两种类型的权限(例如从关系中选取行和更新的权限)。这样一种策略类型的表达式就与另一种策略类型的表达式通过使用AND操作符组合在一起。

当相同命令类型的多种策略应用于同一命令时,则必须至少有一个PERMISSIVE策略授权对该关系的访问,所有的RESTRICTIVE策略必须通过。这样,所有的PERMISSIVE策略表达式都用OR来组合,所有的RESTRICTIVE策略表达式都用AND来组合,而结果用AND来组合。如果没有PERMISSIVE策略,则拒绝访问。

要注意的是,出于组合多种策略的目的,将ALL策略视为与所应用的任何其他类型的策略具有相同的类型。

例如,在UPDATE命令中,SELECTUPDATE两种权限都需要,如果每种类型都有多个适用的策略,则将之以下面的方式组合:

注解

要为一个表创建或者修改策略,你必须是该表的拥有者。

虽然策略将被应用于针对数据库中表的显式查询上,但当系统正在执行 内部引用完整性检查或者验证约束时不会应用它们。这意味着有间接的 方法来决定一个给定的值是否存在。一个例子是向一个作为主键或者拥 有唯一约束的列中尝试插入重复值。如果插入失败则用户可以推导出该 值已经存在(这个例子假设用户被策略允许插入他们看不到的记录)。 另一个例子是一个用户被允许向一个引用了其他表的表中插入,然而另 一个表是隐藏表。通过用户向引用表中插入值可以判断存在性, 成功表示该值存在于被引用表中。为了解决这些问题,应该仔细地制作 策略以完全阻止用户插入、删除或者更新那些可能指示他们不能看到的 值的记录,或者使用生成的值(例如代理键)来代替具有外部含义的键。

通常,系统将在应用用户查询中出现的条件之前先强制由安全性策略施 加的过滤条件,这是为了防止无意中把受保护的数据暴露给可能不可信 的用户定义函数。不过,被系统(或者系统管理员)标记为 LEAKPROOF的函数和操作符可以在策略表达式之前 被计算,因为它们已经被假定为可信。

因为策略表达式会被直接加到用户查询上,它们将使用运行整个查询的用户的 权限运行。因此,使用一条给定策略的用户必须能够访问表达式中引用的任何 表或函数,否则在尝试查询启用了行级安全性的表时,他们将简单地收到一条 没有权限的错误。不过,这不会改变视图的工作方式。就普通查询和视图来说, 权限检查和视图所引用的表的策略将使用视图拥有者的权限以及任何适用于视 图拥有者的策略。

第 5.8 节中可以找到额外的讨论和实际的例子。

兼容性

CREATE POLICY是一种PostgreSQL扩展。

ALTER POLICY

ALTER POLICY — 更改一条行级安全性策略的定义

大纲

描述

ALTER POLICY更改一条现有行级安全性策略的定义。 请注意,ALTER POLICY只允许修改策略所应用的角色集合, 和要修改的USINGWITH CHECK表达式。 要更改策略的其他属性,例如其应用的命令,或者是允许还是限制, 则必须删除并重新创建策略。

要使用ALTER POLICY,你必须拥有该策略所适用的 表。

ALTER POLICY的第二种形式中,如果指定了角色列表、 using_expression以及 check_expression, 它们会被独立地替换。当这些子句之一被省略时,策略的对应部分不会被更改。

参数

  • name

    要更改的现有策略的名称。

  • table_name

    该策略所在的表的名称(可以被模式限定)。

  • new_name

    该策略的新名称。

  • role_name

    该策略适用的角色。可以一次指定多个角色。要把该策略 应用于所有角色,可使用PUBLIC

  • using_expression

    该策略的USING表达式。详见 CREATE POLICY

  • check_expression

    该策略的WITH CHECK表达式。详见 CREATE POLICY

兼容性

ALTER POLICY是一种PostgreSQL扩展。

DROP POLICY

DROP POLICY — 从一个表移除一条行级安全性策略

大纲

描述

DROP POLICY从该表移除指定的策略。注意如果从 一个移除了最后一条策略并且该表的行级安全性仍被 ALTER TABLE启用,则默认的否定策略将被使用。 不管该表的策略存在与否,ALTER TABLE ... DISABLE ROW LEVEL SECURITY都可以被用来禁用一个表的行级安全性。

参数

  • IF EXISTS

    如果该策略不存在也不抛出一个错误。这种情况下会发出一个提示。

  • name

    要删除的策略的名称。

  • table_name

    该策略所在的表的名称(可以被模式限定)。

  • CASCADE RESTRICT

    这些关键词不会产生效果,因为它们不依赖于策略。

例子

要在名为my_table上删除策略p1

兼容性

DROP POLICY是一种PostgreSQL扩展。

示例

示例一

作为一个简单的例子,这里是如何在account关系上 创建一条策略以允许只有managers角色的成员能访问行, 并且只能访问它们账户的行:

上面的策略隐含地提供了一个与其该约束适用于被一个命令选择的行(这样一个经理不能SELECTUPDATE或者DELETE属于其他经理的已有行)以及被一个命令修改的行(这样属于其他经理的行不能通过INSERT或者UPDATE创建)。

如果没有指定角色或者使用了特殊的用户名PUBLIC, 则该策略适用于系统上所有的用户。要允许所有用户访问users 表中属于他们自己的行,可以使用一条简单的策略:

这个例子的效果和前一个类似。

为了对增加到表中的行使用与可见行不同的策略,可以组合多条策略。这一对策略将允许所有用户查看users表中的所有行,但只能修改他们自己的行:

在一个SELECT命令中,这两条规则被用OR组合在一起,最终的效应就是所有的行都能被选择。在其他命令类型中,只有第二条策略适用,这样其效果就和以前相同。

也可以用ALTER TABLE命令禁用行安全性。禁用行安全性 不会移除定义在表上的任何策略,它们只是被简单地忽略。然后该表中的所有 行都是可见的并且可修改,服从于标准的 SQL 特权系统。

示例二

下面是一个较大的例子,它展示了这种特性如何被用于生产环境。表 passwd模拟了一个 Unix 口令文件:

对于任意安全性设置来说,重要的是测试并确保系统的行为符合预期。 使用上述的例子,下面展示了权限系统工作正确:

目前为止所有构建的策略都是宽容性策略,也就是当多条策略都适用时会被适用“OR”布尔操作符组合在一起。而宽容性策略可以被用来仅允许在预计情况中对行的访问,这比将宽容性策略与限制性策略(记录必须通过这类策略并且它们会被“AND”布尔操作符组合起来)组合在一起更简单。在上面的例子之上,我们增加一条限制性策略要求通过一个本地Unix套接字连接过来的管理员访问passwd表的记录:

然后,由于这条限制性规则的存在,我们可以看到从网络连接进来的管理员将无法看到任何记录:

参照完整性检查(例如唯一或逐渐约束和外键引用)总是会绕过行级安全性以 保证数据完整性得到维护。在开发模式和行级安全性时必须小心避免 “隐通道”通过这类参照完整性检查泄露信息。

在某些环境中确保行安全性没有被应用很重要。例如,在做备份时,如果 行安全性悄悄地导致某些行被从备份中忽略掉,这会是灾难性的。在这类 情况下,你可以设置row_security配置参数为 off。这本身不会绕过行安全性,它所做的是如果任何结果会 被一条策略过滤掉,就会抛出一个错误。然后错误的原因就可以被找到并且 修复。

在上面的例子中,策略表达式只考虑了要被访问的行中的当前值。这是最简 单并且表现最好的情况。如果可能,最好设计行安全性应用以这种方式工作。 如果需要参考其他行或者其他表来做出策略的决定,可以在策略表达式中通过 使用子-SELECT或者包含SELECT的函数 来实现。不过要注意这类访问可能会导致竞争条件,在不小心的情况下这可能 会导致信息泄露。作为一个例子,考虑下面的表设计:

现在假设alice希望更改“有一点点秘密” 的信息,但是觉得mallory不应该看到该行中的新 内容,因此她这样做:

这看起来是安全的,没有窗口可供mallory看到 “对 mallory 保密”的字符串。不过,这里有一种 竞争条件。如果mallory正在并行地做:

并且她的事务处于READ COMMITTED模式,她就可能看到 “s对 mallory 保密”的东西。如果她的事务在alice 做完之后就到达信息行,这就会发生。它会阻塞等待 alice的事务提交,然后拜FOR UPDATE子句所赐 取得更新后的行内容。不过,对于来自users的隐式SELECT,它不会\取得一个已更新的行, 因为子-SELECT没有FOR UPDATE,相反 会使用查询开始时取得的快照读取users行。因此, 策略表达式会测试mallory的特权级别的旧值并且允许她看到 被更新的行。

有多种方法能解决这个问题。一种简单的答案是在行安全性策略中的 子-SELECT里使用SELECT ... FOR SHARE。 不过,这要求在被引用表(这里是users)上授予 UPDATE特权给受影响的用户,这可能不是我们想要的( 但是另一条行安全性策略可能被应用来阻止它们实际使用这个特权,或者 子-SELECT可能被嵌入到一个安全性定义者函数中)。 还有,在被引用的表上过多并发地使用行共享锁可能会导致性能问题, 特别是表更新比较频繁时。另一种解决方案(如果被引用表上的更新 不频繁就可行)是在更新被引用表时对它取一个排他锁,这样就没有 并发事务能够检查旧的行值了。或者我们可以在提交对被引用表的更新 之后、在做依赖于新安全性情况的更改之前等待所有并发事务结束。

示例三

首先创建测试表:

新建一个用户:

例1:限制user01只能查询t1表中name='user01'的数据
创建策略:

我们需要在表上开启行级安全性,否则该策略默认是disabled

开启行级安全性:

使用user01查看:

可以看到,我们插入了2行数据,但是user01只能看到一条数据。

例2:创建新增数据的策略

我们创建了该策略,然后使用user01插入试试:

没有权限,这是怎么回事?我们前面说了,对于insert需要使用with check进行限制。

重建策略:

再次切换user01用户插入:

我们再试试其它用户可不可以插入:

可以看到user02没法插入数据了,说明我们的策略生效了。

总结

1、要做到行级安全性的管控,需要在表上开启行级安全性。

2、对于create policy中,需要注意:

  • using 针对已经存在的记录的校验. 可实施在select, update, delete, ALL上
  • with check 针对将要新增的记录的校验, 可实施在insert, update, ALL上

参考

http://postgres.cn/docs/13/ddl-rowsecurity.html

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小麦苗

学习或考证,均可联系麦老师,请加微信db_bao或QQ646634621

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