Oracle 的Virtual Private Database的全新体验

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在开始对ORACLE的Virtual Private Database的介绍之前，笔者想就ROW-RULE control(行记录级访问控制)的概念简单地说几句。

行记录级访问控制问题的提出和意义？

企业的应用系统都离不开数据库系统，数据库系统的权限控制是很重要的一个环节，大型数据库系统（ORACLE、DB2、SYBASE、MS SQLSERVER）都提供完善的用户治理机制，从而可以严密地控制数据库对象(表、视图、函数、存储过程、程序包等等)的访问。但是，这往往是对象级别的。

随着商务需求地不断地提出，出现了对于行记录控制的要求:

1);;;;;数据查询和报表输出数据需要能够进行有效地隔离，如在一个简单地销售数据统计应用中，大区经理、地区经理和销售员查询的数据就不同。

2);;;;;ASP（应用服务供给商）系统出现，在系统结构上，就出现了许多企业用户的数据都会存放在同一个数据库种,但是系统需要能够有效地隔离。

为了满足这样的需求，在业务数据表需要中加上一些字段来进行控制，应用的开发往往会另行开发很多代码来实现行记录控制。但是，随着业务的变化，我们会发现开发和维护这种治理需求的成本越来越高。

我们需要寻找一种新的解决方案，能够使应用系统的架构设计简单，扩展性强，治理和维护的成本很低。

ORACLE8i的一个新特性Virtual Private Database

ORACLE 8i提供了一个新的特性，来实现行级规则的控制，称之为Virtual Private Database。充分利用8i提供的Virtual Private Database技术，可以实现，一个数据库Schema的数据同时给多个数据库用户访问，但是又能很好地隔离各自的数据内容。显然，这已经不是原来的对象级的控制的概念。

下面是笔者的体验，写下来，供大家参考。我先通过一个简单的例子，来说明ORACLE 8i的这个新特性(需ORACLE 8i的企业版才支持)。

环境:windows 2000 Server + ORACLE 8.1.7(Enterprise Edition)

在SCOTT用户下，有一个Customers表，记录着客户资料，以后为每个客户分配一个ORACLE数据库登陆账号，客户可以登陆，查询自己的订单情况。那么，我们需要做的就是能够把每个登陆账号和客户代码对应起来。就是说要实现一个映射关系，当然，通过自己建关系映射表，写代码做，也可以实现，但是ORACLE 8I把这一切变地非常简单（我接下来的介绍都会围绕着ORACLE 8i这项技术是我们的工作如何更加简单，如何更加轻易控制，请记住，这是笔者写这篇文章的目的）。

--建立一个SECUSR的账号，用于权限控制用

connect system/manager@oracle;

create user secusr identified by secusr;

grant connect,resource,dba to secusr;

--把Customers的查询权利赋予secusr

connect scott/tiger@oracle;

grant select on "Customers" to secusr;

--连接到secusr用户

connect secusr/secusr@oracle;

--创建上下文

create context Customer_context USING secusr.CUSTOMER_SECURITY_CONTEXT;

--创建程序包customer_security_context

create or replace package

secusr.customer_security_context is

procedure set_customerid;

end;



create or replace package body

secusr.Customer_security_context is

procedure set_customerid is

begin

IF SYS_CONTEXT('USERENV','SESSION_USER')='SCOTT' THEN

DBMS_SESSION.SET_CONTEXT('customer_context','customerid','ALFKI');

END IF;

end;

end;



--授权

grant execute on secusr.Customer_security_context to public;

ORACLE 8i中提供了Context(连接上下文)的概念，类似于asp中的session，你可以为当前这个连接设置多个全局变量，记录信息，这个信息一直保持到连接被释放。
上面的代码，就是为用SCOTT账号登陆的连接，进行了一次客户代码的映射(SCOTT->ALFKI)，而且，随时可以SYS_CONTEXT来查询。

具体代码如下：

SQL> connect scott/tiger@oracle;

已连接。

SQL> execute secusr.Customer_security_context.set_customerid;

PL/SQL 过程已成功完成。

SQL> select SYS_CONTEXT('CUSTOMER_CONTEXT','CUSTOMERID') FROM DUAL;

SYS_CONTEXT('CUSTOMER_CONTEXT','CUSTOMERID')

--------------------------------------------------------------------------------

ALFKI

但是，我觉的还不够，能够做到每个连接建立的时候，就自动完成这种映射，令人兴奋的是，ORACLE 8i提供了系统级的触发器，让我轻松地实现。

--SCOTT用户登陆触发器

connect system/manager@oracle

CREATE OR REPLACE TRIGGER scott.tg_set_usr_context

AFTER LOGON ON DATABASE

BEGIN

secusr.customer_security_context.set_customerid;

END;

--断掉connection,重新登陆

Oracle8i Enterprise Edition Release 8.1.7.0.0 - ProdUCtion

With the Partitioning option

JServer Release 8.1.7.0.0 - Production



SQL> CONNECT scott/tiger@oracle

已连接。

SQL> select SYS_CONTEXT('CUSTOMER_CONTEXT','CUSTOMERID') FROM DUAL;

SYS_CONTEXT('CUSTOMER_CONTEXT','CUSTOMERID')

--------------------------------------------------------------------------------

ALFKI

SQL>

好了，够简单吧。

采用Virtual Private Database如何达到SQL DML上的数据控制访问要求呢？

Virtual Private Database技术可以对一张表的记录设置DML操作的过滤策略。ORACLE8i提供了POLICY的概念，并且为此配备了一套系统程序包，来完成设置。下面，我来介绍一下：

connect secusr/secusr@oracle

--做一个函数，返回对应的过滤条件

create or replace package secusr.customer_security is

function customer_sec

return VARCHAR2;

end;



create or replace package body secusr.customer_security

is

function customer_sec(d1 varchar2,d2 varchar2)

return varchar2

IS

begin

IF SYS_CONTEXT('USERENV','SESSION_USER') IN ('SYS','SYSTEM','SECUSR') THEN

RETURN NULL;

ELSE

RETURN 'customerid=''' SYS_CONTEXT('CUSTOMER_CONTEXT','CUSTOMERID') '''';

END IF;

end;

end;



--设置表数据的分割过滤

EXECUTE DBMS_RLS.ADD_POLICY('SCOTT','"Customers"','Customers_sec_Policy',

'SECUSR',

'customer_security.customer_sec',

'SELECT,UPDATE,DELETE');

customer_security程序包的customer_sec函数实现了，根据但前的CONTEXT中CUSTOMERID的内容，来返回一个过滤的策略，函数的参数形式是固定的。
通过dbms_rls程序包的ADD_POLICY过程，把策略条件同表绑定以来，以后，每次select,update,delete都会自动应用这个策略。

好了，现在我们来测试一下

--用SCOTT登陆，只能看到自己的信息

SQL> connect scott/tiger@oracle;

已连接。

SQL> select customerid,city from "Customers";



CUSTOMERID CITY

---------- ------------------------------

ALFKI;;;Berlin

--用SYSTEM登陆，可以看到所有的

SQL> connect system/manager@oracle;

已连接。

SQL> select customerid,city from "SCOTT"."Customers";

CUSTOMERID CITY

---------- ------------------------------

ALFKI;;;Berlin

ANATR;;;México D.F.

ANTON;;;México D.F.

AROUT;;;London

BERGS;;;Lule?D.F.

BLAUS;;;Mannheim

BLONP;;;Strasbourg

BOLID;;;Madrid

BONAP;;;Marseille

BOTTM;;;Tsawassen

BSBEV;;;London

非常好，完全满足了要求，现在可以放心地把SCOTT账号给客户(ALFKI)了，客户可以查询自己的订单情况，当然只能是自己的。

SQL> SELECT a.orderid,a.customerid,a.orderdate,

2; sum(c.UnitPrice*c.Quantity*(1-c.Discount)) as TotalMoney

3; FROM "Orders" a,"Customers" b ,"Order Details" c

4; where a.customerid=b.customerid and a.orderid=c.orderid

5; group by a.orderid,a.customerid,a.orderdate;



ORDERID CUSTOMERID ORDERDATE; TOTALMONEY

---------- ---------- ---------- ----------------------------------------

10643 ALFKI;;;25-8月 -97;;;814.5

10692 ALFKI;;;03-10月-97;;;;;878

10702 ALFKI;;;13-10月-97;;;;;330

10835 ALFKI;;;15-1月 -98;;;845.8

10952 ALFKI;;;16-3月 -98;;;471.2

11011 ALFKI;;;09-4月 -98;;;933.5

已选择6行。

下面，让我总结一下Virtual Private Database的优点：

l 提供了一种可行的、可靠的、对用户完全透明的行规则控制方案

同自己建立一套用户控制权限不同，Virtual Private Database对用户是透明的，你的应用程序不用去考虑这点，你的应用程序需要的是更加集中于你的业务处理过程的实现，而不要让数据隔离控制，成为你业务处理的一个过程。你可以完全先开发功能应用，然后再加上数据隔离的控制，而这种控制，是基于后台数据库系统的，这种变动与现有的应用程序完全兼容，不会引起现有的程序不能运行

l 控制更加严密，不仅对于业务系统才有效

由于采取的是后台数据库技术，所以这种控制，对所有的应用（除了业务系统，数据库治理工具等等）都起到了控制作用。
相比之下，采用自己的权限控制的应用中，只能做到在业务系统的应用中有效，而其他(sqlplus,sqlplus worksheet等等)就完全没有效果。而且大多系统都采用使用一个数据库账号登陆到系统的方案，在这种情况下，这个账号对于业务数据库一般来说操作权限很高，而这个账号一旦泄漏，攻击者利用sqlplus工具可以方遍地窃取数据。

l 和用应用程序自己实现的方法相比，这种技术更加灵活，而且便于治理，同时开发成本也是最低的。

采用了这种行记录控制技术，不需要通过应用程序实现，大大地简化了应用系统地复杂性，同时也让你的系统的结构很清楚，而出现错误的可能性就更低了。当然，你自己建立的控制系统也可以做到ORACLE 8i的功能，但是会大大加大开发成本。

l 对于ASP（应用服务供给商）系统，满足了用户数据存放在一起，但又能够独立分开访问的要求。笔者觉得，这项技术，对于构建ASP应用系统的用户非凡有用，充分利用ORACLE提供的新技术，让你的系统更加安全、可靠。

总之，Virtual Private Database是一个功能强大的行级规则控制技术，是ORACLE8i提供给我们的一个强有力的特性，充分地应用，可以大大节省软件开发成本。

笔者认为Virtual Private Database技术是一个非常有用的技术,而在SQL Server 2000和Sybase ASE 12.5中，没有看到类似的技术。