[精]Oracle VPD详解(虚拟专用数据库)

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-GrainedAccessControl，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： 

Select*fromsales_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： 

Select*fromsales_listwhereseller_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： 

Select*fromsales_listwherevalues>1000;

那么，当Oracle在改写该SQL语句时，则会改写为如下形式： 

Select*fromsales_listwhereqty_sold>1000andseller_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（ApplicationContext）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： 

SQL>selectsys_context('userenv','ip_address')"IP",

sys_context('userenv','db_name')"DB"fromdual;

IPDB

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

152.68.32.60ora10g

我们也可以创建自己的应用程序上下文，如下所示： 

SQL>createorreplacecontextsales_ctxusingoe.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： 

SQL>dropcontextsales_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： 

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： 

SQL>showuser

USERis"SYS"

SQL>execdbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id','S0020');

BEGINdbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id','S0020');END;

*

ERRORatline1:

ORA-01031:insufficientprivileges

ORA-06512:at"SYS.DBMS_SESSION",line90

ORA-06512:atline1

我们创建oe.sales_app_pkg包，如下所示： 

SQL>connectoe/oe

SQL>createorreplacepackagesales_app_pkgis

2procedureset_sales_context;

3end;

4/

SQL>createorreplacepackagebodysales_app_pkgis

2procedureset_sales_contextis

3begin

4dbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id',user);

5end;

6end;

7/

SQL>grantselectonsales_listtopublic;

SQL>grantupdateonsales_listtopublic;

SQL>grantexecuteonsales_app_pkgtopublic;

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。 

SQL>connecthr/hr

SQL>execoe.sales_app_pkg.set_sales_context;

SQL>selectsys_context('sales_ctx','seller_id')fromdual;

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。 

SQL>createorreplacepackagesales_app_pkgis

2procedureset_sales_context;

3functionwhere_condition

4(p_schema_namevarchar2,p_tab_namevarchar2)

5returnvarchar2;

6end;

7/

SQL>createorreplacepackagebodysales_app_pkgis

2procedureset_sales_contextis

3v_uservarchar2(30);

4begin

5dbms_session.set_context('sales_ctx','seller_id',user);

6end;

7

8functionwhere_condition

9(p_schema_namevarchar2,p_tab_namevarchar2)returnvarchar2is

10v_seller_idvarchar2(100):=upper(sys_context('sales_ctx','seller_id'));

11v_where_conditionvarchar2(2000);

12begin

13ifv_seller_idlike'S%'then

14v_where_condition:='seller_id='||''''||v_seller_id||'''';

15else

16v_where_condition:=null;

17endif;

18returnv_where_condition;

19end;

20end;

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。 

SQL>connect/assysdba

SQL>begin

2dbms_rls.add_policy(

3OBJECT_SCHEMA=>'oe',

4OBJECT_NAME=>'sales_list',

5POLICY_NAME=>'oe_sales_list_fgac',

6FUNCTION_SCHEMA=>'oe',

7POLICY_FUNCTION=>'sales_app_pkg.where_condition',

8STATEMENT_TYPES=>'select,update',

9UPDATE_CHECK=>true,

10ENABLE=>true);

11end;

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： 

SQL>connect/assysdba

SQL>createorreplacetriggerset_seller_id_on_logon

2afterlogononDATABASE

3begin

4oe.sales_app_pkg.set_sales_context;

5end;

6/

现在，我们可以开始测试FGAC规则的效果了。 

SQL>connectoe/oe

SQL>selectseller_id,count(*)fromsales_listgroupbyseller_id;

SELLER_IDCOUNT(*)

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

S00101067

S0030968

S00201465

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： 

SQL>connects0010/s0010

SQL>selectsys_context('sales_ctx','seller_id')fromdual;

SYS_CONTEXT('SALES_CTX','SELLER_ID')

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

S0010

SQL>selectseller_id,count(*)fromoe.sales_listgroupbyseller_id;

SELLER_IDCOUNT(*)

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

S00101067

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： 

SQL>selectseller_id,qty_soldfromoe.sales_listwhereid=300;

SELLER_IDQTY_SOLD

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

S00101

SQL>updateoe.sales_listsetseller_id='S0020'whereid=300;

updateoe.sales_listsetseller_id='S0020'whereid=300

*

ERRORatline1:

ORA-28115:policywithcheckoptionviolation

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： 

SQL>begin

2dbms_rls.drop_policy(

3OBJECT_SCHEMA=>'oe',

4OBJECT_NAME=>'sales_list',

5POLICY_NAME=>'oe_sales_list_fgac');

6end;

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。 

SQL>connecthr/hr

SQL>createorreplacefunctionhr_col_vpd

2(p_ownerinvarchar2,p_objinvarchar2)

3returnvarchar2

4is

5l_retvarchar2(2000);

6begin

7if(p_owner=USER)then

8l_ret:=NULL;

9else

10l_ret:='1=2';

11endif;

12returnl_ret;

13end;

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： 

SQL>begin

2dbms_rls.add_policy(object_schema=>'hr',

3object_name=>'employees',

4policy_name=>'hr_emp_col_policy',

5function_schema=>'hr',

6policy_function=>'hr_col_vpd',

7statement_types=>'select',

8sec_relevant_cols=>'salary',

9sec_relevant_cols_opt=>dbms_rls.all_rows

10);

11end;

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。 

SQL>connecthr/hr

SQL>selectemployee_id,last_name,salaryfromhr.employeeswhererownum<4;

EMPLOYEE_IDLAST_NAMESALARY

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

198OConnell2600

199Grant2600

200Whalen4400

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： 

SQL>connectoe/oe

SQL>selectemployee_id,last_name,salaryfromhr.employeeswhererownum<4;

EMPLOYEE_IDLAST_NAMESALARY

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

198OConnell

199Grant

200Whalen

很明显，对于用户OE来说，salary列已经被屏蔽了。