ניהול אבטחת מידע באפליקציה באמצעות תצוגות מאובטחות עם פרמטרים ב-AlloyDB Omni

בחירת גרסת תיעוד:

אתם יכולים להשתמש בתצוגות מאובטחות עם פרמטרים ב-AlloyDB Omni כדי להגביל את הגישה לנתונים על סמך פרמטרים בעלי שם שספציפיים לאפליקציה, כמו פרטי הכניסה של משתמש האפליקציה. תצוגות מאובטחות עם פרמטרים משפרות את האבטחה ואת בקרת הגישה על ידי הרחבת הפונקציונליות של תצוגות PostgreSQL. התצוגות האלה גם מפחיתות את הסיכונים בהרצת שאילתות לא מהימנות מאפליקציות, על ידי אכיפה אוטומטית של הגבלות על כל שאילתה שמבוצעת.

מידע נוסף זמין במאמרים סקירה כללית על תצוגות מאובטחות עם פרמטרים ואבטחה ושליטה בגישה לנתוני אפליקציות באמצעות תצוגות מאובטחות עם פרמטרים.

לפני שמתחילים

התמיכה בתצוגות פרמטריות של AlloyDB AI ניתנת דרך parameterized_views, שהוא תוסף של AlloyDB ל-PostgreSQL.

בדף הזה מניחים שהתקנתם את AlloyDB Omni. מידע נוסף מופיע במאמרים בנושא התקנת AlloyDB Omni (למאגרי מידע, ל-Kubernetes).

לפני שמשתמשים בתצוגות מאובטחות עם פרמטרים, צריך לבצע את הפעולות הבאות פעם אחת בכל מאגר חדש של postgres. אפשר להחיל כל הגדרה באמצעות ALTER SYSTEM או על ידי עריכה ישירה של postgresql.conf.

  1. הוספת parameterized_views אל shared_preload_libraries.
  2. מפעילים את התכונה באמצעות ההגדרה parameterized_views.enabled=on.

  3. מפעילים מחדש את שרת PostgreSQL כדי שהשינויים ייכנסו לתוקף.

    -- See the current shared_preload_libraries
SHOW shared_preload_libraries;
ALTER SYSTEM SET shared_preload_libraries="...,parameterized_views";
ALTER SYSTEM SET parameterized_views.enabled=on;

  4. כדי ליצור את התוסף parameterized_views בכל מסד נתונים שבו רוצים ליצור תצוגה עם פרמטרים, צריך להשתמש ב-psql:

    -- Requires parameterized_views.enabled set to true
CREATE EXTENSION parameterized_views;

    כשיוצרים את התוסף, המערכת יוצרת גם סכימה בשם parameterized_views כדי שממשקי ה-API ייכללו במרחב השמות של הסכימה הזו, וכדי שלא תהיה התנגשות בין ממשקי ה-API האלה לבין ממשקי API קיימים.

יצירת תצוגה מאובטחת עם פרמטרים

כדי ליצור תצוגה מאובטחת עם פרמטרים, פועלים לפי השלבים הבאים:

  1. מריצים את פקודת ה-DDL‏ CREATE VIEW, כמו בדוגמה הבאה:

    CREATE VIEW secure_checked_items WITH (security_barrier) AS
SELECT bag_id, timestamp, location
FROM checked_items t
WHERE customer_id = $@app_end_userid;

    בדוגמה הקודמת, התצוגה המאובטחת עם הפרמטרים מאפשרת גישה לשלוש עמודות מטבלה בשם checked_items. התצוגה המקדימה מגבילה את התוצאות לשורות שבהן הערך של checked_items.customer_id תואם לפרמטר נדרש. משתמשים במאפיינים הבאים:

    • יוצרים את התצוגה באמצעות האפשרות security_barrier.
    • כדי להגביל את משתמשי האפליקציה כך שיוכלו לראות רק את השורות שמותר להם לגשת אליהן, מוסיפים את הפרמטרים הנדרשים בהגדרת התצוגה באמצעות התחביר $@PARAMETER_NAME. תרחיש נפוץ לדוגמה הוא בדיקת הערך של עמודה בקטע WHERE באמצעות COLUMN = $@PARAMETER_NAME.
    • ‫$@PARAMETER_NAME מציין פרמטר של תצוגה עם שם. הערך שלו מסופק כשמשתמשים ב-API‏ execute_parameterized_query. הדרישות לגבי פרמטרים של תצוגה בעלת שם:
      • פרמטרים של תצוגה עם שם חייבים להתחיל באות (a-z).
      • אפשר להשתמש באותיות עם סימנים דיאקריטיים ובאותיות לא לטיניות, וגם בקו תחתון (_).
      • התווים הבאים יכולים להיות אותיות, קווים תחתונים או ספרות (0-9).
      • פרמטרים של תצוגה עם שם לא יכולים להכיל את התו $.
      • הפרמטרים של תצוגות מפורטות הם תלויי אותיות רישיות. לדוגמה, $@PARAMETER_NAME יפורש באופן שונה מ-$@parameter_name.

  2. נותנים הרשאת SELECT בתצוגה לכל משתמש במסד הנתונים שמורשה להריץ שאילתות בתצוגה.

  3. מעניקים את ההרשאה USAGE בסכימה שמכילה את הטבלאות שמוגדרות בתצוגה לכל משתמש במסד הנתונים שמורשה לשלוח שאילתות לתצוגה.

מידע נוסף זמין במאמר אבטחה ובקרה של הגישה לנתוני אפליקציות באמצעות תצוגות מאובטחות עם פרמטרים.

הגדרת האבטחה של האפליקציה

כדי להגדיר אבטחה לאפליקציות באמצעות תצוגות מאובטחות עם פרמטרים, פועלים לפי השלבים הבאים:

  1. יוצרים את התצוגות המאובטחות עם הפרמטרים כמשתמש עם הרשאת אדמין. המשתמש הזה הוא משתמש במסד הנתונים של AlloyDB Omni שמבצע פעולות אדמין באפליקציה, כולל הגדרת מסד הנתונים וניהול האבטחה.
  2. יוצרים תפקיד חדש במסד הנתונים כדי להריץ שאילתות בתצוגות מאובטחות עם פרמטרים. זהו תפקיד במסד הנתונים של AlloyDB Omni, שבו האפליקציה משתמשת כדי להתחבר למסד הנתונים ולהיכנס אליו, וכדי להריץ שאילתות בתצוגות עם פרמטרים.
  3. נותנים לתפקיד החדש הרשאות לתצוגות המאובטחות, שבדרך כלל כוללות הרשאות SELECT לתצוגות ו-USAGE לסכימות.
  4. להגביל את האובייקטים שהתפקיד הזה יכול לגשת אליהם לסט המינימלי הנדרש של פונקציות ואובייקטים ציבוריים שהאפליקציה צריכה. מומלץ להימנע מהענקת גישה לסכימות ולטבלאות שלא מוגדרות כציבוריות.
  5. כששולחים שאילתה לתצוגות, האפליקציה מספקת את הערכים של הפרמטרים הנדרשים לתצוגה, שקשורים לזהות המשתמש באפליקציה.

שאילתה של תצוגה מאובטחת עם פרמטרים

כדי לשלוח שאילתה לתצוגה מאובטחת שמכילה פרמטרים, אתם יכולים להשתמש באחת מהאפשרויות הבאות, בהתאם לתרחיש לדוגמה:

  • מבוסס-JSON: משתמשים ב-API הזה כדי להריץ את השאילתה בבת אחת ולהחזיר שורות JSON.
  • מבוסס-סמן: משתמשים ב-API הזה כשמריצים שאילתות ארוכות או כשמריצים שאילתות גדולות ורוצים לאחזר את התוצאות במנות. הפונקציה execute_parameterized_query שסופקה על ידי התוסף parameterized_views מקבלת שם של סמן.
  • PREPARE EXECUTE: משמש להצהרות מוכנות שאפשר להריץ כמה פעמים עם ערכי פרמטרים שונים.

כדי לשלוח שאילתה לתצוגות מאובטחות עם פרמטרים, משתמשים בפונקציה execute_parameterized_query() שמסופקת על ידי התוסף parameterized_views.

‫API בפורמט JSON

ל-API הזה יש מגבלות כי הוא מגדיר סמן לשאילתה הנתונה. לכן, השאילתה צריכה להיות תואמת לסמני מיקום (cursors) של PostgreSQL. לדוגמה, ה-API של CURSOR לא תומך בהצהרות DO או SHOW.

בנוסף, ה-API הזה לא מגביל את התוצאות לפי גודל או לפי מספר השורות שמוחזרות.

מריצים את הפונקציה execute_parameterized_query(), עם התחביר הבא:

SELECT * FROM
parameterized_views.execute_parameterized_query(
    query => SQL_QUERY,
    param_names => ARRAY [PARAMETER_NAMES],
    param_values => ARRAY [PARAMETER_VALUES]
)

מחליפים את מה שכתוב בשדות הבאים:

  • ‫SQL_QUERY: שאילתת SQL שהסעיף FROM שלה מתייחס לתצוגות מאובטחות עם פרמטרים.
  • ‫PARAMETER_NAMES: רשימה של שמות פרמטרים שיועברו כמחרוזות.
  • ‫PARAMETER_VALUES: רשימה של ערכי פרמטרים שצריך להעביר.
    • הרשימה הזו צריכה להיות באותו גודל כמו הרשימה param_names, וסדר הערכים צריך להתאים לסדר השמות.
    • הסוג המדויק של הערכים נקבע לפי השאילתה והגדרת התצוגה עם הפרמטרים. המרות סוג מתבצעות כשצריך וכשאפשר עבור ערך הפרמטר הנתון. במקרה של אי התאמה בין סוגי הנתונים, מוצגת שגיאה.

הפונקציה מחזירה טבלה של אובייקטים בפורמט JSON. כל שורה בטבלה שווה לערך ROW_TO_JSON() של שורת התוצאה של השאילתה המקורית.

כדי לשלוח שאילתה לתצוגה מאובטחת שמכילה פרמטרים, אפשר להשתמש בדוגמה הבאה:

SELECT * FROM
parameterized_views.execute_parameterized_query(
    query => 'SELECT * FROM secure_checked_items',
    param_names => ARRAY ['app_end_userid'],
    param_values => ARRAY ['40']
)

השימוש ב-API הזה מגביל את הגודל של קבוצת התוצאות לפי הגודל בקילובייט (kB) של התוצאות ולפי מספר השורות. כדי להגדיר את המגבלות האלה, משתמשים ב-parameterized_views.json_results_max_size וב-parameterized_views.json_results_max_rows.

ל-API הזה יש מגבלות כי הוא מצהיר על סמן לשאילתה הנתונה. לכן, השאילתה צריכה להיות תואמת לסמנים של PostgreSQL. לדוגמה, ה-API של CURSOR לא תומך בהצהרות DO או SHOW.

בנוסף, ה-API הזה לא מגביל את התוצאות לפי גודל או לפי מספר השורות שמוחזרות.

מריצים את הפונקציה execute_parameterized_query(), עם התחביר הבא:

SELECT * FROM
parameterized_views.execute_parameterized_query(
    query => SQL_QUERY,
    param_names => ARRAY [PARAMETER_NAMES],
    param_values => ARRAY [PARAMETER_VALUES]
)

מחליפים את מה שכתוב בשדות הבאים:

  • ‫SQL_QUERY: שאילתת SQL שהסעיף FROM שלה מתייחס לתצוגה מאובטחת אחת או יותר עם פרמטרים.
  • ‫PARAMETER_NAMES: רשימה של שמות פרמטרים להעברה כמחרוזות.
  • ‫PARAMETER_VALUES: רשימה של ערכי פרמטרים שצריך להעביר.
  • הגודל של הרשימה הזו צריך להיות זהה לגודל של הרשימה param_names, והסדר של הערכים צריך להיות זהה לסדר של השמות.
  • הסוג המדויק של הערכים נגזר מהשאילתה ומהגדרת התצוגה עם הפרמטרים. המרות מסוג מתבצעות כשצריך וכשאפשר עבור ערך הפרמטר הנתון. אם יש אי התאמה בין הסוגים, נוצרת שגיאה.

הפונקציה מחזירה טבלה של אובייקטים בפורמט JSON. כל שורה בטבלה שווה לערך ROW_TO_JSON() של שורת התוצאה של השאילתה המקורית.

כדי לשלוח שאילתה לתצוגה מאובטחת שמכילה פרמטרים, אפשר להשתמש בדוגמה הבאה:

SELECT * FROM
parameterized_views.execute_parameterized_query(
    query => 'SELECT * FROM secure_checked_items',
    param_names => ARRAY ['app_end_userid'],
    param_values => ARRAY ['40']
)

השימוש ב-API הזה מגביל את הגודל של קבוצת התוצאות לפי הגודל בקילובייט (kB) של התוצאות ולפי מספר השורות. כדי להגדיר את המגבלות האלה, אתם יכולים להשתמש ב-parameterized_views.json_results_max_size וב-parameterized_views.json_results_max_rows.

CURSOR API

ל-API הזה יש מגבלות כי הוא מצהיר על סמן לשאילתה הנתונה. לכן, השאילתה צריכה להיות תואמת לסמנים של PostgreSQL. לדוגמה, ה-API של CURSOR לא תומך בהצהרות DO או SHOW.

בנוסף, ה-API הזה לא מגביל את התוצאות לפי גודל או לפי מספר השורות שמוחזרות.

מריצים את הפונקציה execute_parameterized_query(), עם התחביר הבא:

SELECT * FROM
parameterized_views.execute_parameterized_query(
    query => SQL_QUERY,
    param_names => ARRAY [PARAMETER_NAMES],
    param_values => ARRAY [PARAMETER_VALUES]
)

מחליפים את מה שכתוב בשדות הבאים:

  • ‫SQL_QUERY: שאילתת SQL שהסעיף FROM שלה מתייחס לתצוגות מאובטחות עם פרמטרים.
  • ‫PARAMETER_NAMES: רשימה של שמות פרמטרים שיועברו כמחרוזות.
  • ‫PARAMETER_VALUES: רשימה של ערכי פרמטרים שצריך להעביר.
    • הרשימה הזו צריכה להיות באותו גודל כמו הרשימה param_names, וסדר הערכים צריך להתאים לסדר השמות.
    • הסוג המדויק של הערכים נקבע לפי השאילתה והגדרת התצוגה עם הפרמטרים. המרות סוג מתבצעות כשצריך וכשאפשר עבור ערך הפרמטר הנתון. במקרה של אי התאמה בין סוגי הנתונים, מוצגת שגיאה.

הפונקציה מחזירה טבלה של אובייקטים בפורמט JSON. כל שורה בטבלה שווה לערך ROW_TO_JSON() של שורת התוצאה של השאילתה המקורית.

כדי לשלוח שאילתה לתצוגה מאובטחת שמכילה פרמטרים, אפשר להשתמש בדוגמה הבאה:

SELECT * FROM
parameterized_views.execute_parameterized_query(
    query => 'SELECT * FROM secure_checked_items',
    param_names => ARRAY ['app_end_userid'],
    param_values => ARRAY ['40']
)

השימוש ב-API הזה מגביל את גודל מערך התוצאות לפי גודל שמוגדר בקילובייט (KB) של התוצאות ולפי מספר השורות. כדי להגדיר את המגבלות האלה, משתמשים ב-parameterized_views.json_results_max_size וב-parameterized_views.json_results_max_rows.

הצהרת PREPARE

משתמשים בפקודה PREPARE .. AS RESTRICTED כדי ליצור הצהרה מוכנה שמפנה לתצוגות עם פרמטרים. ההצהרות המוכנות האלה תומכות בפרמטרים של מיקום, ואוכפות הגבלות שונות כשמריצים אותן. למידע נוסף, קראו את המאמר בנושא מנגנון אבטחה.

התכונה הזו מרחיבה את הפקודות PREPARE ו-EXECUTE כדי לתמוך בפרמטרים של תצוגות עם שם. כדאי להשתמש בהצהרות מוכנות כדי להימנע מהתקורה של ניתוח, ניתוח ושכתוב בכל פעם שההצהרה מבוצעת, מה שיכול לשפר משמעותית את הביצועים, במיוחד בשאילתות מורכבות או כאלה שמבוצעות לעיתים קרובות. הצהרה מוכנה היא אובייקט בצד השרת שיכול לשפר את הביצועים על ידי הידור מראש ואחסון של הצהרת SQL עם פרמטרים להפעלה מאוחרת יותר.

יש מגבלות על ה-API הזה כי צריך לאפשר את ההצהרה בPREPAREstatement, כלומר רק הצהרות SELECT ו-VALUES נתמכות.

בנוסף, ה-API הזה לא מגביל את התוצאות לפי גודל או מספר השורות שמוחזרות.

כדי ליצור הצהרה מוכנה שמפנה לתצוגות עם פרמטרים, מריצים את הפקודה PREPARE .. AS RESTRICTED:

PREPARE pquery (/POSITIONAL_PARAM_TYPES/)
        AS RESTRICTED query % a query that may refer to parameterized views
EXECUTE pquery (/POSITIONAL_PARAM_VALUES/)
      WITH VIEW PARAMETERS (VIEW_PARAM_NAME1 = VIEW_PARAM_VALUE1[, ...]);

מחליפים את מה שכתוב בשדות הבאים:

  • POSITIONAL_PARAM_TYPES: פרמטר מיקום אחד או יותר שמשמשים בשאילתת RESTRICTED.
  • ‫POSITIONAL_PARAM_VALUES: הערכים בפועל שמוחלפים בפרמטרים הממוקמים שמוגדרים בהצהרה PREPARE.
  • ‫VIEW_PARAM_NAME: שם הפרמטר שצפוי בתצוגות עם פרמטרים שאליהן מתייחסת השאילתה RESTRICTED.
  • ‫VIEW_PARAM_VALUE: הערכים בפועל שמועברים לפרמטרים התואמים של viewParamName בתצוגות עם הפרמטרים.

כדי לכלול פרמטרים בהצהרה מוכנה, צריך לספק רשימה של סוגי נתונים בהצהרה PREPARE. בהצהרה שאתם מכינים, אתם מתייחסים לפרמטרים לפי מיקום, למשל באמצעות $1 ו-$2.

משתמשים בפקודה EXECUTE .. WITH VIEW PARAMETERS כדי להריץ הצהרה שהוכנה מראש באמצעות הפקודה PREPARE .. AS RESTRICTED. אם ההצהרה PREPARE שיצרה את ההצהרה ציינה פרמטרים של מיקום, צריך להעביר קבוצה תואמת של פרמטרים להצהרה EXECUTE. חובה להעביר את כל הפרמטרים של התצוגה עם השם שנדרשים על ידי תצוגות עם פרמטרים בסעיף WITH VIEW PARAMETERS.

כדי לשלוח שאילתה לתצוגה מאובטחת שמכילה פרמטרים, אפשר להשתמש בדוגמה הבאה:

PREPARE pquery (timestamp) AS RESTRICTED SELECT * FROM secure_checked_items WHERE timestamp > $1;

EXECUTE pquery (current_date - 1) WITH VIEW PARAMETERS (app_end_userid = 40);
EXECUTE pquery (current_date - 30) WITH VIEW PARAMETERS (app_end_userid = 40);

הגבלות שנאכפות על שאילתות

בקטע הבא מפורטות הפעולות המוגבלות שאפשר לבצע בשאילתות שמופעלות באמצעות האפשרויות שמתוארות במאמר הפעלת שאילתה בתצוגה מאובטחת עם פרמטרים:

  • אסור להפעיל באופן רקורסיבי ממשקי API כלשהם – execute_parameterized_query או באמצעות EXECUTE .. WITH VIEW PARAMETERS – כדי להשתמש רק בערכים שצוינו על ידי האפליקציה. ההגבלה הזו גם מונעת שימוש בשאילתה כדי לעקוף את מעטפת האבטחה של קבוצת ערכי הפרמטרים הנתונה.
  • חלק מהתוספים שמפעילים סשן חדש ברקע אסורים, כולל התוספים dblink, pg_cron ו-pg_background.

  • בהמשך מפורטת רשימת מבני השאילתות המותרים שהם מוגבלים:

    • מותר להשתמש רק בהצהרות SELECT לקריאה בלבד.
    • מותר להשתמש בהצהרות SHOW,‏ CALL ו-DO לקריאה בלבד.
    • אסור להשתמש בפקודות DML כמו INSERT, UPDATE ו-DELETE.
    • אסור להשתמש בהצהרות DDL כמו CREATE TABLE ו-ALTER TABLE.
    • סוגים אחרים של הצהרות, כמו LOAD, SET, CLUSTER, LOCK, CHECKPOINT ו-EXPLAIN, אסורים.

  • הצהרות EXPLAIN לא מורשות כדי למנוע אפשרות של התקפות ערוץ סמוי באמצעות תוכניות לביצוע שאילתות. מידע נוסף זמין במאמר ערוץ סמוי.

  • תצוגות מאובטחות עם פרמטרים מספקות הגדרות שעוזרות לנהל משאבים שמשמשים את ממשקי ה-API כדי לשלוח שאילתות לתצוגות עם פרמטרים, כמו parameterized_views.statement_timeout. מידע נוסף זמין במאמר דגלים של AlloyDB ל-PostgreSQL.

הצגת רשימה של כל התצוגות שמכילות פרמטרים

משתמשים בתוסף parameterized_views כדי להציג את כל התצוגות עם הפרמטרים במסד הנתונים באמצעות התצוגה all_parameterized_views. הפלט של התצוגה הזו זהה לזה של התצוגה pg_views, אבל ב-all_parameterized_views מופיעות רק תצוגות עם פרמטרים בעלי שם.

כדי להציג רשימה של תצוגות עם פרמטרים, משתמשים בדוגמה הבאה:

postgres=# select * from parameterized_views.all_parameterized_views ;
schemaname |      viewname      | viewowner |                       definition
-----------+--------------------+-----------+---------------------------------------------------------
public     | checked_items_view | postgres  |  SELECT checked_items.bag_id,                          +
           |                    |           |     checked_items."timestamp",                         +
           |                    |           |     checked_items.location                             +
           |                    |           |    FROM checked_items                                  +
           |                    |           |   WHERE (checked_items.customer_id = $@app_end_userid);

כדי להציג תצוגה עם פרמטרים ב-all_parameterized_views, ודאו שהתצוגה עם הפרמטרים מכילה לפחות פרמטר אחד עם שם בהגדרה שלה.

המאמרים הבאים