oracle 虚拟专用数据库详细介绍

时间：2021-08-02 05:36:11

所谓虚拟专用数据库（VPD）指的是，通过在数据库里进行配置，从而让不同的用户只能查看某个表里的部分数据。VPD分为以下两个级别。

行级别：在该级别下，可以控制某些用户只能查看到某些数据行。比如，对于销售数据表sales 来说，每个销售人员只能检索出他自己的销售数据，不能查询其他销售人员的销售数据。

列级别：在该级别下，可以控制某些用户不能检索某个表的某个列的值。比如用户HR 下的 employees 表中，含有工资（salary）列，由于该列比较敏感，因此不让其他用户查询该列的值。 其他用户检索该列时，会发现其值全都为空（null ）。

一、基于行的VPD 

基于行的VPD 也叫作Fine-Grained Access Control ，简称 FGAC 。FGAC 通过定义规则实现，规则 的集合叫做FGAC 政策（policy）。如果对某个表设置了 FGAC ，则当用户对该表发出查询或者DML 语句时，Oracle 都会根据定义的 FGAC 政策，而自动改写这些SQL 语句。其改写方式为自动在SQL 语句后面添加where条件。

比如，我们在OE用户下有一个表sales_list ，存放了所有的销售记录。每个销售人员只能查询他 自己的销售记录。于是，我们在sales 表上设置FGAC 政策来实现这个业务需求。如果某个销售人员 （假设其登录的用户名为 S0020 ）发出下面的查询语句：

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Select * from sales_list ;

当Oracle 在执行该语句时，如果发现 sales_list 表上存在FGAC 政策，于是就会根据 FGAC 政策，按照如下方式改写该SQL 语句：

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Select * from sales_list where seller_id='S0020';

对用户来说，这个添加 where条件的过程是完全透明的，用户并不知道 Oracle 已经改写了他发出的SQL 语句，从而过滤了查询结果。当然，如果该销售人员发出的语句为：

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Select * from sales_list where values>1000 ;

那么，当Oracle 在改写该 SQL 语句时，则会改写为如下形式：

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Select * from sales_list where qty_sold>1000 and seller_id='S0020';

使用FGAC 政策来限定返回记录的方式具有许多优点。比如，不需要改写应用程序、对用户完全透明、集中设置、便于管理等。

在使用FGAC 时，会涉及应用程序上下文（Application Context）的概念，使用应用程序上下文可 以简化FGAC 的实现。应用程序上下文是一个数据库对象，可以把它理解为数据库里的每个 session 的全局环境变量。一旦用户登录到数据库，从而创建出session 以后，应用程序上下文就在整个 session 的生命周期里可用。在应用程序上下文里可以定义多个属性，并为这些属性设置具体的值。而用户不 能直接修改属性的值，只能通过程序包来修改属性值。应用程序上下文总是由用户sys 拥有。

比如，对于前面 sales_list 表的例子来说。我们可以创建一个应用程序上下文，当用户登录时，将 该用户的ID 号作为一个属性值放入该应用程序上下文中。然后在定义FGAC 政策的时候，将该用户 ID号取出，并作为限定条件短语（也就是where条件语句）返回给 Oracle，从而实现FGAC 。

在Oracle 数据库里，已经为每个 session 都预先建立了一个应用程序上下文：userenv。一旦建立了session ，该 session 就可以使用这个应用程序上下文。在 userenv中已经预先定义了一些属性，比如 ip_address、session_user和db_name 等。在获取应用程序上下文里的属性值时，我们使用sys_context 函数。该函数包含两个参数，第一个参数表示应用程序上下文的名称，第二个参数表示要显示的属性 名称。如下所示：

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SQL> select sys_context('userenv','ip_address') "IP",
   sys_context('userenv','db_name') "DB" from dual;
IP           DB
---------------   ---------
152.68.32.60     ora10g

我们也可以创建自己的应用程序上下文，如下所示：

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SQL> create or replace context sales_ctx using oe.sales_app_pkg;

在这里，sales_ctx 是应用程序上下文的名称，而 sales_app_pkg 则是用来设置sales_ctx 里属性的程序包。在创建应用程序上下文时，指定的、用来设置其中属性的程序包可以不必事先存在。但是在为应用程序上下文里设定属性值时，该程序包必须存在，否则报错。如果要删除应用程序上下文，则使用下面的命令：

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SQL> drop context sales _ctx;

创建了应用程序上下文以后，我们就可以在其中设置属性了。在设置具体的应用程序上下文属性时，必须使用Oracle 提供的程序包 dbms_session.set_context 来设置其属性。其使用格式为： 

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dbms_session.set_context ('context_name', 'attribute_name', 'attribute_value')

我们只能在程序包里使用dbms_session.set_context，而不能直接在SQL*Plus里调用。如下所示： 

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SQL> show user
USER is "SYS"
SQL> exec dbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id','S0020');
BEGIN dbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id','S0020'); END;
*
ERROR at line 1:
ORA-01031: insufficient privileges
ORA-06512: at "SYS.DBMS_SESSION", line 90
ORA-06512: at line 1

我们创建oe.sales_app_pkg包，如下所示：

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SQL> connect oe/oe
SQL> create or replace package sales_app_pkg is
 2  procedure set_sales_context;
 3 end; 
 4 /
SQL> create or replace package body sales_app_pkg is
 2  procedure set_sales_context is
 3  begin
 4  dbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id',user);
 5  end;
 6 end;
 7 /
SQL> grant select on sales_list to public;
SQL> grant update on sales_list to public;
SQL> grant execute on sales_app_pkg to public;

把执行oe.sales_app_pkg 程序包的权限赋给所有用户以后，我们可以测试应用程序上下文是否生效了。

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SQL> connect hr/hr
SQL> exec oe.sales_app_pkg.set_sales_context;
SQL> select sys_context('sales_ctx','seller_id') from dual;
SYS_CONTEXT('SALES_CTX','SELLER_ID')
--------------------------------------------------------------------------------
HR

可以看到，应用程序上下文生效了。接下来，我们创建用于FGAC 规则的函数。

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SQL> create or replace package sales_app_pkg is
 2  procedure set_sales_context;
 3  function where_condition
 4  (p_schema_name varchar2,p_tab_name varchar2)
 5   return varchar2;
 6 end;
 7 / 
SQL> create or replace package body sales_app_pkg is
 2 procedure set_sales_context is
 3   v_user varchar2(30);
 4 begin
 5  dbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id',user);
 6 end;
 7 
 8 function where_condition
 9 (p_schema_name varchar2,p_tab_name varchar2) return varchar2 is
 10  v_seller_id varchar2(100) := upper(sys_context('sales_ctx','seller_id'));
 11  v_where_condition varchar2(2000);
 12 begin
 13  if v_seller_id like 'S%' then
 14   v_where_condition := 'seller_id = ' || '''' || v_seller_id || '''';
 15  else
 16   v_where_condition := null;
 17  end if;
 18  return v_where_condition;
 19 end;
 20 end;
 21 /

在这里，我们主要关注 where_condition 函数，该函数会为 FGAC 规则返回限定条件。这种 FGAC 规则函数必须具有两个传入参数，第一个参数表示 schema 名称，第二个参数表示表的名称。表示对哪 个schema 下的哪个表添加FGAC 规则。同时必须返回字符型的值，该返回值会被Oracle 自动添加到 SQL 语句中的where条件部分。不过函数名称和参数名称可以按照需要进行指定。从这里定义的函数 体中可以看出，如果登录的用户名以S 开头，则会受到FGAC 规则的限制，where 条件里会添加 seller_id='Sxxxx' ，Sxxxx 表示登录的用户名。否则，如果以其他用户的身份登录，则不会受到FGAC规则的限制。

创建了用于FGAC 规则的函数以后，我们开始定义FGAC 规则。

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SQL> connect / as sysdba
SQL> begin
 2  dbms_rls.add_policy(
 3    OBJECT_SCHEMA=>'oe',
 4    OBJECT_NAME=>'sales_list',
 5    POLICY_NAME=>'oe_sales_list_fgac',
 6    FUNCTION_SCHEMA=>'oe',
 7    POLICY_FUNCTION=>'sales_app_pkg.where_condition',
 8    STATEMENT_TYPES=>'select,update',
 9    UPDATE_CHECK=>true,
 10    ENABLE=>true);
 11 end;
 12 /

如上所示，我们使用 dbms_rls 程序包来创建 FGAC 规则。我们为用户 OE下的sales_list 表创建了 规则；该规则利用用户 OE下的sales_app_pkg.where_condition 函数返回 where条件；该规则作用的 SQL 语句类型为select 和update ；update_check 参数说明是否对更新以后的结果判断是否满足 FGAC 规则； 在创建规则的同时，我们也启用该规则（enable 设置为true ）。

创建了FGAC 规则以后，我们需要在用户登录到应用程序的时候，调用 sales_app_pkg  程序包里 的set_sales_context 存储过程来设置该用户的应用程序上下文里的 seller_id 属性的值。在实际应用中， 我们可以在登录界面上，当用户单击登录按钮的时候进行设置。在这里为了演示效果，我们创建一个 登录触发器来设置，如下所示：

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SQL> connect / as sysdba
SQL> create or replace trigger set_seller_id_on_logon
 2 after logon on DATABASE
 3 begin
 4  oe.sales_app_pkg.set_sales_context;
 5 end;
 6 /

现在，我们可以开始测试FGAC 规则的效果了。

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SQL> connect oe/oe
SQL> select seller_id,count(*) from sales_list group by seller_id;
SELLER_ID  COUNT(*)
---------  ---------
S0010        1067
S0030        968
S0020        1465

以用户OE的身份登录以后，可以看到，三个销售人员各自的数据行数。然后以S0010 的身份登录：

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SQL> connect s0010/s0010
SQL> select sys_context('sales_ctx','seller_id') from dual;
SYS_CONTEXT('SALES_CTX','SELLER_ID')
---------------------------------------
S0010
SQL> select seller_id,count(*) from oe.sales_list group by seller_id;
SELLER_ID  COUNT(*)
---------  ---------
S0010        1067

很明显看到，我们设置的FGAC 规则生效了。我们继续测试更新操作：

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SQL> select seller_id,qty_sold from oe.sales_list where id=300;
SELLER_ID  QTY_SOLD
---------  --------
S0010     1
SQL> update oe.sales_list set seller_id='S0020' where id=300;
update oe.sales_list set seller_id='S0020' where id=300
     *
ERROR at line 1:
ORA-28115: policy with check option violation

由于我们在创建FGAC 规则时，指定了update_check 为true ，当用户 S0010 登录以后更新sales_list 表，将 seller_id 从S0010 更新为S0020 时报错，因为 S0010 无权查询和修改不属于他的销售数据。如 果指定update_check 为false ，则允许这样的update 语句成功。

FGAC 规则的使用是非常灵活的，其关键就在于 where_condition 函数的写法。如果要删除 FGAC规则，则执行下面的代码：

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SQL> begin
 2  dbms_rls.drop_policy(
 3    OBJECT_SCHEMA=>'oe',
 4    OBJECT_NAME=>'sales_list',
 5    POLICY_NAME=>'oe_sales_list_fgac');
 6 end;
 7 /

二、基于列的VPD 

对于某些敏感列来说，比如员工的工资等，我们可以通过创建基于列的 VPD ，从而屏蔽这些敏感列，只有具有权限的用户才能访问这些列。

基于列的VPD 与前面讨论的FGAC 一样，也是通过设置政策来实现的。设置基于列的VPD 时，我们首先需要创建一个政策所需要用到的函数，如下所示。

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SQL> connect hr/hr
SQL> create or replace function hr_col_vpd
 2 (p_owner in varchar2,p_obj in varchar2)
 3  return varchar2
 4 is
 5 l_ret  varchar2(2000);
 6 begin
 7   if (p_owner = USER) then
 8    l_ret := NULL;
 9   else
 10    l_ret := '1=2';
 11   end if;
 12   return l_ret;
 13 end; 
 14 /

这里，我们创建了一个规则函数。与 FGAC 规则一样，该函数必须有两个传入参数，第一个表示 要限定的表所属的schema 名称，第二个表示要限定的表的名称。在该函数中，我们定义，如果登录用 户为表的属主，则可以查看所有列；否则，登录用户不是表所属的用户，则不能查看指定列。

至于具体哪些列要被屏蔽，则需要在定义政策时进行指定，如下所示：

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SQL> begin
 2 dbms_rls.add_policy(object_schema=>'hr',
 3 object_name=>'employees',
 4 policy_name=>'hr_emp_col_policy',
 5 function_schema=>'hr',
 6 policy_function=>'hr_col_vpd',
 7 statement_types=>'select',
 8 sec_relevant_cols=>'salary',
 9 sec_relevant_cols_opt => dbms_rls.all_rows
 10 );
 11 end;
 12 /

创建基于列VPD 与创建FGAC 政策一样，也是使用dbms_rls 程序包里的add_policy 存储过程。 在这里，我们定义了一个名为 hr_emp_col_policy 的政策。该政策作用在用户 HR下的employees 表上； 采用的政策函数为用户HR下的hr_col_vpd 。
与FGAC 政策不同的是，我们需要指定另外两个参数：sec_relevant_cols表示要屏蔽的列的名称， 可以指定多个列，列与列之间用逗号隔开；sec_relevant_cols_opt 设置为all_rows，则说明对 employees 表里所有的记录都屏蔽salary 列。

我们以用户HR的身份登录，并显示salary 列。

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SQL> connect hr/hr
SQL> select employee_id,last_name,salary from hr.employees where rownum<4;
EMPLOYEE_ID  LAST_NAME      SALARY
-----------  -------------    -------
198        OConnell        2600
199        Grant          2600
200        Whalen         4400

可以看到所有的salary 列都显示出来了。然后以用户OE的身份登录，执行下面的SQL 语句：

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SQL> connect oe/oe
SQL> select employee_id,last_name,salary from hr.employees where rownum<4;
EMPLOYEE_ID  LAST_NAME      SALARY
-----------  -------------    -------
198        OConnell
199        Grant
200        Whalen

很明显，对于用户OE来说，salary 列已经被屏蔽了。

总结

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