关于Mongodb 认证鉴权你需要知道的一些事

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

[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

[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：

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