mongodb 认证鉴权那点事

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mongodb 认证鉴权那点事

美码师 2017-10-21 00:00:00 浏览757
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一、Mongodb 的权限管理

认识权限管理,说明主要概念及关系

与大多数数据库一样,Mongodb同样提供了一套权限管理机制。
为了体验Mongodb 的权限管理,我们找一台已经安装好的Mongodb,可以参照这里搭建一个单节点的Mongodb。

直接打开mongo shell:

./bin/mongo --port=27017

尝试执行stats命令以查看appdb数据库的状态:

MongoDB Enterprise > use appdb
MongoDB Enterprise > db.stats()
{
    "ok" : 0,
    "errmsg" : "not authorized on nscl to execute command { dbstats: 1.0, scale: undefined }",
    "code" : 13
}

此时的提示正是说明你当前的操作没有获得许可,使用appdb预创建的用户进行鉴权:

> db.auth('appuser','yourpassword')
1
> db.stats()
{
    "db" : "appdb",
    "collections" : 0,
    "views" : 0,
    "objects" : 0,
    "avgObjSize" : 0,
    "dataSize" : 0,
    "storageSize" : 0,
    "numExtents" : 0,
    "indexes" : 0,
    "indexSize" : 0,
    "fileSize" : 0,
    "ok" : 1
}

可以发现,在通过验明身份之后,stats操作的鉴权获得了许可。


以上例子可能让你对数据库鉴权有了点浅显认识,那么接下来开始说点概念了,大致是叫基于角色的权限控制

img_f86c55cddfba57ff9de0356b00d5c6e3.png

[图-角色权限控制]

先解释下图中的几个实体:

  • Resource,资源
    一个资源可以是一个数据库、集合、或者一个集群..往大了说,任何可能被操作的事物都可以被当做资源。
  • Action,动作
    动作是指对资源的一个执行行为,比如读取表、读取数据库,其中读取便是一个动作。
  • Privilege,权限
    权限指的是对某类或某一些资源执行某些动作的允许,与Permission的意义一致。
  • Role,角色
    系统中的角色,通常是代表了一种权力等级的象征,比如论坛中的管理员、版主、游客等等,就是角色;
    系统定义中,角色往往代表一组权限的集合。
  • User,用户
    可登录系统的实体,一个用户通常可被赋予多个角色。

噢,关于图的简单解释:
权限定义了对某些资源的某些操作,角色则可以拥有多个权限;
用户User可以被赋予多个角色,从而获得这些角色所拥有的权限以操作某些资源。

对于Mongodb来说,只要开启鉴权,所有的DB访问操作都需要通过权限检查。而大致的操作流程跟下图类似

img_e3fec7301026131bc56f01206673b0d8.png

[图-mongo鉴权]

  1. Mongodb 的用户归属于某个数据库,用户需要在所属的数据库中进行鉴权;
  2. 一旦通过鉴权,当前的会话(连接)中所有操作将按照用户被赋予的角色权限执行检查。

二、鉴权方式

阐述Mongodb支持的几种鉴权方式
鉴权方式是指Mongodb如何识别接入用户,如何检查权限是否合法的一系列校验机制。

  • SCRAM-SHA-1
    SCRAM-SHA-1 是默认的鉴权机制,定义于 IETF standard, RFC 5802
    是一种安全性较高的"挑战-应答"鉴权机制。关于"挑战-应答"可以参考维基百科

  • MongoDB Challenge and Response (MONGODB-CR)
    3.0 以前采用的机制,已经废弃

  • x.509 Certificate Authentication.
    基于证书的鉴权,采用该方式可建立 SSL/TLS 加密连接

  • LDAP proxy authentication
    基于LDAP 系统的鉴权,仅企业版支持
  • Kerberos authentication
    基于Kerberos 的鉴权,仅企业版支持

SCRAM-SHA-1 是当前推荐使用的鉴权方式,既然如此,有必要上图继续解释:

img_555aa67d088db6b55388a1b780d4b4ca.png

步骤解读

  1. 客户端发起一个SCRAM鉴权请求;
    鉴权参数中带上用户名、客户端随机字符串(防止重放攻击);
  2. 服务端发出一个挑战响应;
    服务侧先检查用户名,通过后生成一个salt因子、迭代数、合并字符串(包含客户端随机串和服务端随机串)
  3. 客户端响应一个proof(证明数据)和合并字符串;
    响应的 proof数据根据服务所给的随机参数以及客户端密钥生成,是一个客户端签名与密钥异或计算后的结果;
  4. 服务端将存储的密钥结合随机参数,使用同样的算法生成签名并校验客户端 proof数据;
    若校验通过,服务端采用类似方式发送自己的签名;
  5. 客户端校验服务端签名数据。

可以看到,SCRAM鉴权时也类似SSL/TLS 的握手过程,但相比之下简单许多,同时在性能方面也要具备优势;
然后我们看看安全性的部分:

  • 信息窃听,传输过程中全部采用动态签名,保证密码不会被传输;
  • 重放攻击,由于使用了随机数,每次生成的数据都不一样,可避免重复数据攻击;
  • 服务假冒,鉴权过程是双向的,即客户端会校验服务端身份,而服务端密钥也根据密码生成,中间人无法仿造;
  • 存储安全,密码在数据库中均没有明文存储,都通过不可逆的算法加密存储。

另外SCRAM-SHA-1 相比MONGODB-CR的优势还有:

A tunable work factor (iterationCount),
可灵活调整的安全系数
Per-user random salts rather than server-wide salts
每个用户有独立的随机系数
A cryptographically stronger hash function (SHA-1 rather than MD5),
更安全的hash函数
Authentication of the server to the client as well as the client to the server.
支持双向认证

对 SCRAM-SHA-1的实现感兴趣?戳这里

三、内部鉴权

副本集、分片集群内鉴权方式

内部鉴权是指 Mongo集群内部节点之间进行访问的鉴权方式,比如副本集内主备之间的访问、分片集群内Mongos 与Mongod之间的访问。
内部鉴权目前支持两种方式:

  1. KeyFiles
    密钥文件方式,采用SCRAM-SHA-1 的鉴权机制,文件内包含了一个共享密钥,由集群内所有成员共同持有。
    通常,密钥的长度在6-1024字符内,采用Base64编码。
    如何使用?

  2. X.509 证书
    证书鉴权,用于SSL/TLS加密连接通道。
    如何使用?

四、数据库角色

针对Mongodb数据库中的各种角色进行说明

数据库访问

角色名称 拥有权限
read 允许读取指定数据库的角色
readWrite 允许读写指定数据库的角色

数据库管理

角色名称 拥有权限
dbAdmin 允许用户在指定数据库中执行管理函数,如索引创建、删除,查看统计或访问system.profile
userAdmin 允许管理当前数据库的用户,如创建用户、为用户授权
dbOwner 数据库拥有者(最高),集合了dbAdmin/userAdmin/readWrite角色权限

集群管理

角色名称 拥有权限
clusterAdmin 集群最高管理员,集合clusterManager/clusterMonitor/hostManager角色权限
clusterManager 集群管理角色,允许对分片和副本集集群执行管理操作,如addShard,resync等
clusterMonitor 集群监控角色,允许对分片和副本集集群进行监控,如查看serverStatus
hostManager 节点管理角色,允许监控和管理节点,比如killOp、shutdown操作

备份恢复

角色名称 拥有权限
backup 备份权限,允许执行mongodump操作
restore 恢复权限,允许执行mongoresotre操作

数据库通用角色

角色名称 拥有权限
readAnyDatabase 允许读取所有数据库
readWriteAnyDatabase 允许读写所有数据库
userAdminAnyDatabase 允许管理所有数据库的用户
dbAdminAnyDatabase 允许管理所有数据库

特殊角色

角色名称 拥有权限
root 超级管理员,拥有所有权限
__system 内部角色,用于集群间节点通讯

基本是这些,有兴趣可看看官方的内置角色
Mongodb 的用户及角色数据一般位于当前实例的 admin数据库,system.users存放了所有数据;
存在例外的情况是分片集群,应用接入mongos节点,鉴权数据则存放于config节点。因此有时候为了方便分片集群管理,会单独为分片内部节点创建独立的管理操作用户;

五、相关操作

简单列举用户权限相关的常用操作

授权启动

./bin/mongod --auth

默认为非授权启动
也可以通过security.authorization配置指定

创建管理员用户

use admin
db.createUser({
    user:'admin',pwd:'admin@2016',roles:[
        {role:'clusterAdmin',db:'admin'},
        {role:'userAdminAnyDatabase',db:'admin'}
        ]})

创建用户

use appdb
db.createUser({user:'appuser',pwd:'appuser@2016'})

授予权限

use appdb
db.grantRolesToUser("appuser", [{role:'readWrite',db:'appdb'}])

删除权限

use appdb
db.revokeRolesFromUser("appuser",[{ role: "read", db: "appdb" }])

更多操作

六、常见问题

shell 操作提示错误

use appdb
MongoDB Enterprise > db.stats()
{
    "ok" : 0,
    "errmsg" : "not authorized on appdb to execute command { dbstats: 1.0, scale: undefined }",
    "code" : 13
}

原因:当前连接未鉴权或用户没有操作权限
解决:为用户分配适当权限,并执行auth操作,如下:

db.auth('appuser','yourpassword');

无法执行 eval 操作

db.eval() 是一个全局操作,可执行任意数据库脚本;
执行该命令需要拥有anyAction或anyResource的权限,通常不建议为数据库用户赋予这样的权限。
该命令存在安全风险,已不建议使用(mongodb 3.0之后已经过期)。

七、扩展阅读

Mongodb 鉴权机制
https://docs.mongodb.com/manual/core/authentication/

Mongodb 内置角色介绍
https://docs.mongodb.com/manual/reference/built-in-roles/#database-user-roles

Mongodb 权限操作介绍
https://docs.mongodb.com/manual/reference/privilege-actions/#security-user-actions

运维-Mongodb鉴权介绍
http://www.ywnds.com/?p=5635

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作者: zale

出处: http://www.cnblogs.com/littleatp/, 如果喜欢我的文章,请关注我的公众号

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