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前言

本文主要给大家介绍了Mongodb认证鉴权的一些相关内容,通过设置认证鉴权会对大家的mongodb安全进一步的保障,下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧。

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

关于Mongodb 认证鉴权你需要知道的一些事 

[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

 关于Mongodb 认证鉴权你需要知道的一些事

[图-mongo鉴权]

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;
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:

关于Mongodb 认证鉴权你需要知道的一些事

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:

  • KeyFiles 密钥文件方式,采用SCAM-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"external nofollow" target="_blank" href="https://docs.mongodb.com/manual/tutorial/configure-x509-member-authentication/">如何使用"color: #ff0000">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)。

    总结

    以上就是这篇文章的全部内容了,本文还有许多不足,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对的支持。

    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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