К каждой строке охранника приставишь!

2004 г.

К каждой строке охранника приставишь!

Владимир Пржиялковский, преподаватель технологий Oracle

Одним рассказ казался длинен,
другие утверждали, что он слишком краток,
большинство же, как всегда, скромно молчало...

М. Горький. Публика

Одни утверждали, что он [дом] трехэтажный,
другие – что четырех.

А. и Б. Стругацкие. Град обреченный

Введение

Механизм virtual private database (VPD) в Oracle позволяет регламентировать доступ к частям таблицы, но использует для этого весьма примитивную систему понятий. В версии 8.1.7 в Oracle появилось другое средство, Label Security, система понятий которого более продумана и лучше приспособлена под задачи защиты частей таблицы. Технически оно опирается на VPD, но реализует подход, известный в ИТ под названием «мандатного управления доступом», регулирующим в данном случае доступ к отдельным строкам таблиц разным категориям пользователей. Реализация соответствует ISO/IEC 15408 Common Criteria.

Каждая строка нужной таблицы помечается специальной меткой, допускающей впоследствии изменение. Пользователям выдается разрешение работать со строками, помеченными только определенными метками. При разборе запроса к таблице СУБД выполнит проверки обычных полномочий доступа (выдаваемых командой GRANT), а при выполнении запроса отфильтрует из таблицы только строки со значениями меток, разрешенными для пользователя. Логически это выглядит как автоматическое добавление предиката AND P(метка_строки, контекст_сеанса) в конструкцию WHERE запроса. В конечном счете не предназначенные для него строки пользователь не сможет ни увидеть, ни изменить.

Label Security – дополнительная возможность Oracle. Для того, чтобы ею пользоваться, нужно (а) завести при установке ПО СУБД Oracle нужные компоненты и (б) завести необходимые структуры в БД. Первое делается установщиком OUI, а второе – конфигуратором БД DCA или простым прогоном сценария catols.sql из каталога $ORACLE_HOME/rdbms/admin. Наблюдаемый результат – новый пользователь LBACSYS и целая серия принадлежащих ему объектов, включая пакеты, имена которых начинаются с 'SA_'.

Простой пример

Данные для регламентируемого доступа

Пусть у сотрудников из таблицы EMP имеются телефоны:

CONNECT scott/tiger

CREATE TABLE phone AS SELECT empno FROM emp;

ALTER TABLE phone ADD (pno VARCHAR(20));

ALTER TABLE phone ADD PRIMARY KEY (empno, pno);

UPDATE phone
SET pno = TRUNC(dbms_random.value(100, 999))
        ||'-'
        ||TRUNC(dbms_random.value(1000, 9999));

Какие-то из них будут общедоступны, а какие-то нет, но об этом будет сообщено позже.

Заведем пользователей Oracle, представляющих сотрудника и административное лицо. Дадим им минимум необходимых для данного примера полномочий:

CONNECT / AS SYSDBA

CREATE USER employee IDENTIFIED BY employee;

CREATE USER head IDENTIFIED BY head;

CREATE ROLE minimal;

GRANT CREATE SESSION TO minimal;

GRANT SELECT ON scott.phone TO minimal;

GRANT SELECT ON scott.emp TO minimal;

GRANT minimal TO employee, head;

GRANT UPDATE ON scott.phone TO lbacsys;

GRANT UPDATE ON scott.emp TO lbacsys;

Политика безопасности

Создадим политику безопасности, регулирующую доступ пользователей EMPLOYEE и HEAD к номерам телефонов. Она будет базироваться на значении метки в столбце EMPSEC_LABEL, который мы специально добавим в таблицу телефонов позже:

CONNECT lbacsys/lbacsys 

BEGIN 
SA_SYSDBA.CREATE_POLICY
   (POLICY_NAME => 'EMPSEC_POLICY'
   , COLUMN_NAME => 'EMPSEC_LABEL');
END;
/

Отключить, снова включить и удалить политику безопасности можно процедурами DISABLE_POLICY, ENABLE_POLICY и DROP_POLICY.

Определим в рамках политики безопасности два уровня секретности:

BEGIN 
SA_COMPONENTS.CREATE_LEVEL
   (POLICY_NAME => 'EMPSEC_POLICY'
   , LEVEL_NUM => 1000
   , SHORT_NAME => 'OPEN'
   , LONG_NAME => 'Open level');

SA_COMPONENTS.CREATE_LEVEL
   (POLICY_NAME => 'EMPSEC_POLICY'
   , LEVEL_NUM => 2000
   , SHORT_NAME => 'LIMITED'
   , LONG_NAME => 'Limited level');
END;
/

Каждый уровень задается тройкой

<номер, краткое название, развернутое название>.

Номер носит технический характер, а развернутое название – характер комментария (но до 30 символов).

Предполагается, что создаваемые уровни линейно упорядочены в соответствии с номером. Содержательно за уровнем удобно видеть степень секретности, причем чем выше степень секретности («открытые данные» - «ограниченный доступ» - «секретно» ...), тем больший нужно связать с ней номер.

Заводим метки доступа

Заданные в рамках политики EMPSEC_POLICY уровни секретности используем для формирования меток доступа. Именно метки и будут регламентировать доступ к строкам таблицы. В нашем простейшем случае каждая метка соответствуют попросту уровню секретности:

BEGIN 
SA_LABEL_ADMIN.CREATE_LABEL
   (POLICY_NAME => 'EMPSEC_POLICY'
   , LABEL_TAG => 10000
   , LABEL_VALUE => 'OPEN'
   , DATA_LABEL => TRUE);

SA_LABEL_ADMIN.CREATE_LABEL
   (POLICY_NAME => 'EMPSEC_POLICY'
   , LABEL_TAG => 20000
   , LABEL_VALUE => 'LIMITED'
   , DATA_LABEL => TRUE);
END;
/

Номер метки LABEL_TAG имеет технический смысл, выбирается произвольно и безотносительно к номерам уровней. Его даже можно порождать автоматически специальной функцией TO_DATA_LABEL. Значение TRUE для DATA_LABEL указывает, что меткой можно будет помечать строки таблиц.

Приписываем метки доступа пользователям

Пользователю EMPLOYEE дадим право доступа только к «открытым» строкам, а пользователю HEAD – к «открытым» и «ограниченного пользования»:

BEGIN 
SA_USER_ADMIN.SET_USER_LABELS
    (POLICY_NAME => 'EMPSEC_POLICY'
   , USER_NAME => 'EMPLOYEE'
   , MAX_READ_LABEL => 'OPEN');

SA_USER_ADMIN.SET_USER_LABELS
    (POLICY_NAME => 'EMPSEC_POLICY'
   , USER_NAME => 'HEAD'
   , MAX_READ_LABEL => 'LIMITED');
END;
/

Приписываем метки доступа строкам

Для этого сначала «применим политику доступа» к таблице PHONE в целом:

BEGIN 
SA_POLICY_ADMIN.APPLY_TABLE_POLICY 
   (POLICY_NAME => 'EMPSEC_POLICY' 
   , SCHEMA_NAME => 'SCOTT' 
   , TABLE_NAME => 'PHONE' 
   , TABLE_OPTIONS => 'LABEL_DEFAULT, 
                       READ_CONTROL, WRITE_CONTROL');
END;
/

В результате она автоматически окажется пополнена столбцом EMP_DATA_LABEL, указанным в самом начале для нашей политики EMPSEC_POLICY. Его можно легко наблюдать командой SQL*Plus DESCRIBE. Если же в параметре TABLE_OPTIONS в число свойств через запятую включить HIDE, новый служебный столбец обычным пользователям виден не будет. В этом же параметре свойство WRITE_CONTROL можно для нашего случая спокойно опустить.

Теперь появилась возможность разметить конкретными метками конкретные строки:

UPDATE scott.phone 
SET emp_data_label = CHAR_TO_LABEL('EMPSEC_POLICY', 
                                   'OPEN');

UPDATE scott.phone 
SET emp_data_label = CHAR_TO_LABEL('EMPSEC_POLICY', 
                                   'LIMITED') 
WHERE empno IN (SELECT empno 
                FROM scott.emp 
                WHERE job IN ('MANAGER', 'PRESIDENT'));

Вместо обращения к функции

CHAR_TO_LABEL('EMPSEC_POLICY', 'OPEN')

можно было сразу указать число 10000, номер метки, так как именно число будет храниться в поле метки фактически; аналогично же и во второй команде UPDATE. Однако для содержательной ясности удобнее воспользоваться функцией.

Проверяем, как работает

SQL> CONNECT employee/employee
Connected.
SQL> SELECT ename, pno 
  2  FROM scott.emp LEFT OUTER JOIN scott.phone 
  3  USING (empno);

ENAME      PNO
---------- --------------------
SMITH      409-2351
ALLEN      625-1171
WARD       506-9715
MARTIN     108-8113
SCOTT      187-3972
TURNER     609-2430
ADAMS      421-3324
JAMES      550-4204
FORD       713-9878
MILLER     924-5401
KING
CLARK
BLAKE
JONES

14 rows selected.

SQL> SAVE phones REPLACE
Wrote file phones.sql 
SQL> CONNECT head/head
Connected.
SQL> /

ENAME      PNO
---------- --------------------
SMITH      409-2351
ALLEN      625-1171
WARD       506-9715
JONES      600-1573
MARTIN     108-8113
BLAKE      738-6815
CLARK      650-1728
SCOTT      187-3972
KING       393-8155
TURNER     609-2430
ADAMS      421-3324
JAMES      550-4204
FORD       713-9878
MILLER     924-5401

14 rows selected.

Упражнение. Выдать вслед за предыдущим:

CONNECT scott/tiger
/
CONNECT lbacsys/lbacsys
/

Объяснить результаты.

Пусть теперь в рамках той же политики EMPSEC_POLICY часть сотрудников также секретны, например сотрудники отдела разработок RESEARCH:

BEGIN
SA_POLICY_ADMIN.APPLY_TABLE_POLICY
   (POLICY_NAME => 'EMPSEC_POLICY'
   , SCHEMA_NAME => 'SCOTT'
   , TABLE_NAME => 'EMP'
   , TABLE_OPTIONS => 'LABEL_DEFAULT, READ_CONTROL');
END;
/

UPDATE scott.emp 
SET EMPSEC_LABEL = CHAR_TO_LABEL('EMPSEC_POLICY', 
                                 'OPEN');

UPDATE scott.emp 
SET EMPSEC_LABEL = CHAR_TO_LABEL('EMPSEC_POLICY', 
                                 'LIMITED') 
WHERE deptno 
   IN (SELECT deptno FROM scott.dept 
                     WHERE dname = 'RESEARCH');

Новая проверка:

SQL> CONNECT employee/employee
SQL> @phones

ENAME      PNO
---------- --------------------
ALLEN      625-1171
WARD       506-9715
MARTIN     108-8113
TURNER     609-2430
JAMES      550-4204
MILLER     924-5401
BLAKE
KING
CLARK

9 rows selected.

SQL> CONNECT head/head
SQL> /

ENAME      PNO
---------- --------------------
SMITH      409-2351
ALLEN      625-1171
WARD       506-9715
JONES      600-1573
MARTIN     108-8113
BLAKE      738-6815
CLARK      650-1728
SCOTT      187-3972
KING       393-8155
TURNER     609-2430
ADAMS      421-3324
JAMES      550-4204
FORD       713-9878
MILLER     924-5401

14 rows selected.

Более сложная логика

Описанная выше простейшая в рамках Label Security логика разграничения доступа к отдельным строкам допускает развитие в нескольких направлениях.

Более сложная структура метки доступа

Важным развитием является возможность формировать метку доступа более сложным путем, нежели чем на основе только уровня секретности. В состав метки можно еще включать следующие компоненты:

Разделы данных (compartment). Позволяют сгруппировать данные по категориям с общим режимом доступа, например «административные данные», «финансовые данные», «операционные данные».
Группы безопасности пользователей (security groups). Позволяют сгруппировать пользователей данных по принципу общих правил доступа, например «главное управление», «южное отделение», «северное отделение», «предприятие X», «предприятие Y». В отличие от разделов данных группы пользователей могут формировать древовидную подчиненность.

И разделы данных, и группы пользователей описываются тройками

<номер, краткое название, развернутое название> ,

однако в отличие от уровня секретности номера здесь не несут никакого прикладного смысла и выбираются произвольно.

Таким образом в общем случае метка доступа может иметь вид:

уровень: раздел1, раздел2, ...: группа1, группа2 ...

В версии 10.1 информацию об уровнях, разделах данных и группах пользователей стало возможным помещать в сервер имен OID/LDAP, что существенно для ценности самого подхода.

В отличие от простых меток, соответствующих уровням доступа, составные метки имеют более сложные правила упорядочения, но и обеспечивают большую функциональность.

Метки сеанса

Использовавшаяся выше процедура:

SA_USER_ADMIN.SET_USER_LABELS

приписывает метку доступа пользователю. На деле это не совсем так: она приписывает метку сеансам, порождаемым от имени этого пользователя. По ходу сеанса связи с СУБД эту метку сеанса можно изменить процедурой SA_SESSION.SET_LABEL, правда в пределах, которые есть возможность указать процедурой SA_USER_ADMIN.SET_USER_LABELS, что в примере выше не использовалось.

Другие усложнения

К числу других усложнений и дополнений описанной логики можно отнести инверсные группы, возможность отменять фильтрацию строк метками, возможность создания «доверительных» программных единиц, обращающихся к защищенным строкам; возможность указывать для таблицы, снабжаемой столбцом с меткой безопасности, дополнительный предикат отбора строк по своему желанию, а также ряд других возможностей.

Замечания по технологии

Для работы с размеченными строками разумно завести специального административного пользователя в дополнение к LBACSYS и передать ему необходимые полномочия для работы с объектами LBACSYS.

Справочную информацию о заведенных метках, группах и т. д. можно получить из справочных таблиц пользователя LBACSYS: DBA(USER)_SA_POLICIES, DBA_SA_LEVELS , DBA_SA_LABELS и др.

Для удобства работы в состав ПО Oracle включена программа Policy Manager с графическим интерфейсом.