Продвинутое управление доступом на основе ролей в PostgreSQL: Row-Level Security и управление политиками

Введение

Безопасность на уровне строк в PostgreSQL (RLS) обеспечивает гибкое управление доступом на уровне каждой записи, позволяя применять сложные правила авторизации непосредственно в базе данных. Это избавляет от необходимости фильтрации на уровне приложения и гарантирует защиту данных независимо от того, как приложения обращаются к базе данных.

Почему Row-Level Security?

Проблемы традиционного подхода

Фильтрация на уровне приложения:

# В каждом запросе нужно не забыть добавить фильтр
query = "SELECT * FROM documents WHERE tenant_id = %s"
results = db.execute(query, [current_user_tenant_id])

Проблемы:
- Легко забыть о фильтрах (уязвимости безопасности)
- Дублирование кода по всему приложению
- Отсутствие защиты при прямом доступе к базе данных
- Сложные требования к аудиту

Преимущества Row-Level Security

• Автоматическое применение: Политики применяются прозрачно
• Централизованные правила: Логика безопасности в одном месте
• Изоляция мультитенантности: Идеально для SaaS-приложений
• Соответствие аудиту: Встроенные гарантии безопасности
• Производительность: Эффективное планирование запросов

Базовая настройка RLS

Шаг 1: Включение RLS для таблицы

CREATE TABLE documents (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    title VARCHAR(200),
    content TEXT,
    owner_id INTEGER NOT NULL,
    department VARCHAR(50),
    is_public BOOLEAN DEFAULT false,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT NOW()
);

-- Включение безопасности на уровне строк
ALTER TABLE documents ENABLE ROW LEVEL SECURITY;

Шаг 2: Создание ролей

-- Создание различных ролей пользователей
CREATE ROLE regular_user;
CREATE ROLE department_manager;
CREATE ROLE admin;

-- Предоставление доступа к таблице
GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON documents TO regular_user;
GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON documents TO department_manager;
GRANT ALL ON documents TO admin;

Шаг 3: Создание политик

-- Политика: Пользователи могут видеть свои собственные документы
CREATE POLICY user_own_documents ON documents
    FOR SELECT
    TO regular_user
    USING (owner_id = current_setting('app.user_id')::INTEGER);

-- Политика: Пользователи могут вставлять документы, принадлежащие им самим
CREATE POLICY user_insert_own ON documents
    FOR INSERT
    TO regular_user
    WITH CHECK (owner_id = current_setting('app.user_id')::INTEGER);

-- Политика: Пользователи могут обновлять свои собственные документы
CREATE POLICY user_update_own ON documents
    FOR UPDATE
    TO regular_user
    USING (owner_id = current_setting('app.user_id')::INTEGER)
    WITH CHECK (owner_id = current_setting('app.user_id')::INTEGER);

Шаг 4: Установка переменных сессии

В коде приложения:

import psycopg2

# Подключение под ролью
conn = psycopg2.connect(
    host="localhost",
    database="mydb",
    user="regular_user",
    password="password"
)

# Установка контекста пользователя
cursor = conn.cursor()
cursor.execute("SET app.user_id = %s", [current_user_id])

# Теперь запросы фильтруются автоматически
cursor.execute("SELECT * FROM documents")
# Возвращаются только документы, где owner_id = current_user_id

Мультитенантное SaaS-приложение

Полная настройка мультитенантности

-- Создание таблицы арендаторов (tenants)
CREATE TABLE tenants (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100) NOT NULL,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT NOW()
);

-- Создание таблицы пользователей
CREATE TABLE users (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50) NOT NULL,
    tenant_id INTEGER REFERENCES tenants(id),
    role VARCHAR(20) NOT NULL,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT NOW()
);

-- Создание таблицы данных приложения
CREATE TABLE orders (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    tenant_id INTEGER NOT NULL REFERENCES tenants(id),
    customer_name VARCHAR(100),
    amount DECIMAL(10,2),
    status VARCHAR(20),
    created_by INTEGER REFERENCES users(id),
    created_at TIMESTAMP DEFAULT NOW()
);

-- Включение RLS
ALTER TABLE orders ENABLE ROW LEVEL SECURITY;

-- Политика: Пользователи видят только заказы своего тенанта
CREATE POLICY tenant_isolation ON orders
    FOR ALL
    TO public
    USING (tenant_id = current_setting('app.tenant_id')::INTEGER)
    WITH CHECK (tenant_id = current_setting('app.tenant_id')::INTEGER);

Интеграция с приложением

Пример на Django:

from django.db import connection

class TenantMiddleware:
    def __init__(self, get_response):
        self.get_response = get_response

    def __call__(self, request):
        if request.user.is_authenticated:
            with connection.cursor() as cursor:
                cursor.execute(
                    "SET app.tenant_id = %s",
                    [request.user.tenant_id]
                )

        response = self.get_response(request)
        return response

Пример на Node.js:

const { Pool } = require('pg');
const pool = new Pool();

async function setTenantContext(tenantId) {
    const client = await pool.connect();
    try {
        await client.query('SET app.tenant_id = $1', [tenantId]);
        return client;
    } catch (err) {
        client.release();
        throw err;
    }
}

// Использование
app.use(async (req, res, next) => {
    if (req.user) {
        req.dbClient = await setTenantContext(req.user.tenantId);
    }
    next();
});

Продвинутые шаблоны политик

1. Иерархический контроль доступа

-- Пользователи могут видеть документы своего отдела и публичные документы
CREATE POLICY department_access ON documents
    FOR SELECT
    TO regular_user
    USING (
        department = current_setting('app.user_department', true)
        OR is_public = true
        OR owner_id = current_setting('app.user_id')::INTEGER
    );

2. Доступ на основе времени

CREATE TABLE subscriptions (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    user_id INTEGER NOT NULL,
    content TEXT,
    valid_from TIMESTAMP NOT NULL,
    valid_until TIMESTAMP NOT NULL
);

ALTER TABLE subscriptions ENABLE ROW LEVEL SECURITY;

-- Политика: Пользователи могут видеть только активные подписки
CREATE POLICY active_subscriptions ON subscriptions
    FOR SELECT
    TO public
    USING (
        user_id = current_setting('app.user_id')::INTEGER
        AND NOW() BETWEEN valid_from AND valid_until
    );

3. Доступ на основе ролей со сложной логикой

CREATE TABLE projects (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100),
    owner_id INTEGER,
    team_id INTEGER,
    visibility VARCHAR(20) -- 'private', 'team', 'public'
);

ALTER TABLE projects ENABLE ROW LEVEL SECURITY;

-- Сложная политика видимости
CREATE POLICY project_visibility ON projects
    FOR SELECT
    TO public
    USING (
        CASE current_setting('app.user_role', true)
            WHEN 'admin' THEN true
            WHEN 'manager' THEN (
                team_id = current_setting('app.user_team_id')::INTEGER
                OR visibility = 'public'
            )
            ELSE (
                owner_id = current_setting('app.user_id')::INTEGER
                OR visibility = 'public'
            )
        END
    );

4. Списки общего доступа (Shared Access Lists)

CREATE TABLE documents (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    title VARCHAR(200),
    owner_id INTEGER NOT NULL
);

CREATE TABLE document_shares (
    document_id INTEGER REFERENCES documents(id),
    shared_with_user_id INTEGER,
    permission VARCHAR(20), -- 'read', 'write'
    PRIMARY KEY (document_id, shared_with_user_id)
);

ALTER TABLE documents ENABLE ROW LEVEL SECURITY;

-- Политика: Пользователи видят собственные документы или те, к которым им дали доступ
CREATE POLICY document_access ON documents
    FOR SELECT
    TO public
    USING (
        owner_id = current_setting('app.user_id')::INTEGER
        OR id IN (
            SELECT document_id 
            FROM document_shares 
            WHERE shared_with_user_id = current_setting('app.user_id')::INTEGER
        )
    );

-- Политика: Пользователи могут изменять свои документы или те, для которых дано право на запись
CREATE POLICY document_modify ON documents
    FOR UPDATE
    TO public
    USING (
        owner_id = current_setting('app.user_id')::INTEGER
        OR id IN (
            SELECT document_id 
            FROM document_shares 
            WHERE shared_with_user_id = current_setting('app.user_id')::INTEGER
              AND permission = 'write'
        )
    );

Обход RLS для административных задач

Вариант 1: Атрибут роли BYPASSRLS

-- Предоставление доступа, аналогичного суперпользователю
CREATE ROLE admin_user WITH LOGIN PASSWORD 'secure_password';
ALTER ROLE admin_user BYPASSRLS;

-- Админ видит все строки независимо от политик

Вариант 2: Разрешающие политики для админов

-- Создание разрешающей политики для роли admin
CREATE POLICY admin_all_access ON documents
    FOR ALL
    TO admin
    USING (true)
    WITH CHECK (true);

Вариант 3: Временное отключение RLS

-- Для скриптов обслуживания
BEGIN;
    ALTER TABLE documents DISABLE ROW LEVEL SECURITY;
    -- Выполнение административных операций
    UPDATE documents SET archived = true WHERE created_at < NOW() - INTERVAL '1 year';
    ALTER TABLE documents ENABLE ROW LEVEL SECURITY;
COMMIT;

Типы политик: USING vs WITH CHECK

Предложение USING

Управляет тем, какие существующие строки видимы/доступны для изменения:

CREATE POLICY select_own ON documents
    FOR SELECT
    USING (owner_id = current_user_id());

-- Пользователь может выбирать (SELECT) только те строки, где owner_id совпадает

Предложение WITH CHECK

Управляет тем, какие новые или обновленные строки разрешены:

CREATE POLICY insert_own ON documents
    FOR INSERT
    WITH CHECK (owner_id = current_user_id());

-- Пользователь может вставлять (INSERT) только строки, где owner_id совпадает

Комбинированные политики

CREATE POLICY update_own ON documents
    FOR UPDATE
    USING (owner_id = current_user_id())       -- Можно обновлять только свои строки
    WITH CHECK (owner_id = current_user_id()); -- Нельзя сменить владельца

Рекомендации по производительности

1. Индексация столбцов, используемых в политиках

-- Создание индексов для столбцов, используемых в политиках
CREATE INDEX idx_documents_owner ON documents(owner_id);
CREATE INDEX idx_documents_tenant ON documents(tenant_id);
CREATE INDEX idx_documents_department ON documents(department);

2. Анализ планов запросов

EXPLAIN ANALYZE
SELECT * FROM documents
WHERE title LIKE '%%report%%';

-- Проверьте, эффективно ли применяется фильтр политики

3. Избегайте подзапросов в политиках

Плохо — подзапрос выполняется для каждой строки:

CREATE POLICY slow_policy ON documents
    USING (
        id IN (SELECT document_id FROM shares WHERE user_id = current_user_id())
    );

Лучше — используйте EXISTS:

CREATE POLICY faster_policy ON documents
    USING (
        EXISTS (
            SELECT 1 FROM shares 
            WHERE document_id = documents.id 
              AND user_id = current_user_id()
        )
    );

Лучший вариант — использование JOIN в приложении или материализованного представления:

CREATE MATERIALIZED VIEW user_accessible_documents AS
SELECT d.*, s.user_id AS shared_with
FROM documents d
LEFT JOIN shares s ON d.id = s.document_id;

CREATE INDEX ON user_accessible_documents(shared_with);

Мониторинг и аудит

Просмотр активных политик

-- Список всех политик RLS
SELECT 
    schemaname,
    tablename,
    policyname,
    permissive,
    roles,
    cmd,
    qual,
    with_check
FROM pg_policies
ORDER BY tablename, policyname;

Аудит изменений политик

-- Создание лога аудита для изменений политик
CREATE TABLE policy_audit_log (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    table_name VARCHAR(100),
    policy_name VARCHAR(100),
    action VARCHAR(20),
    changed_by VARCHAR(50),
    changed_at TIMESTAMP DEFAULT NOW()
);

-- Функция триггера для логирования изменений
CREATE OR REPLACE FUNCTION log_policy_changes()
RETURNS event_trigger AS $$
BEGIN
    INSERT INTO policy_audit_log (table_name, policy_name, action, changed_by)
    SELECT 
        objid::regclass::text,
        object_identity,
        'CREATED',
        current_user
    FROM pg_event_trigger_ddl_commands()
    WHERE command_tag = 'CREATE POLICY';
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

CREATE EVENT TRIGGER log_policy_create
    ON ddl_command_end
    WHEN TAG IN ('CREATE POLICY')
    EXECUTE FUNCTION log_policy_changes();

Тестирование эффективности политики

-- Создание тестовой функции
CREATE OR REPLACE FUNCTION test_user_access(
    test_user_id INTEGER,
    test_tenant_id INTEGER
)
RETURNS TABLE(document_id INTEGER, title VARCHAR) AS $$
BEGIN
    -- Установка переменных сессии
    PERFORM set_config('app.user_id', test_user_id::text, true);
    PERFORM set_config('app.tenant_id', test_tenant_id::text, true);

    -- Возврат доступных документов
    RETURN QUERY SELECT id, documents.title FROM documents;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql SECURITY DEFINER;

-- Тестирование доступа
SELECT * FROM test_user_access(123, 5);

Устранение неполадок

Проблема 1: Политики не применяются

Проверьте, включен ли RLS:

SELECT tablename, rowsecurity 
FROM pg_tables 
WHERE schemaname = 'public' AND tablename = 'documents';

Включите, если отключен:

ALTER TABLE documents ENABLE ROW LEVEL SECURITY;

Проблема 2: Переменные сессии не установлены

Отладка текущих настроек:

SHOW app.user_id;
SHOW app.tenant_id;

-- Или используйте current_setting
SELECT current_setting('app.user_id', true);

Проблема 3: Падение производительности

Выявление медленных политик:

EXPLAIN (ANALYZE, BUFFERS) 
SELECT * FROM documents WHERE title = 'test';

-- Ищите операции "Filter" с условиями политики

Решение: Упростите политики или добавьте индексы

Проблема 4: Неожиданный отказ в доступе

Тестирование от имени конкретного пользователя:

SET ROLE regular_user;
SET app.user_id = '123';

SELECT * FROM documents;
-- Показывает, что пользователь может видеть на самом деле

RESET ROLE;

Лучшие практики

1. Всегда устанавливайте переменные сессии: Убедитесь, что значения current_setting() заполнены.
2. Индексируйте столбцы политик: Создавайте индексы для всех столбцов, используемых в USING/WITH CHECK.
3. Тщательно тестируйте: Проверяйте политики с разными ролями и сценариями.
4. Делайте политики простыми: Сложная логика влияет на производительность.
5. Используйте EXPLAIN: Анализируйте планы запросов с включенным RLS.
6. Документируйте политики: Комментируйте логику политики для удобства сопровождения.
7. Разделяйте обязанности: Используйте разные политики для SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE.
8. Мониторьте производительность: Настройте оповещения о медленных запросах.

Заключение

Row-Level Security в PostgreSQL обеспечивает надежный контроль доступа на уровне базы данных:

• Автоматическая фильтрация: Безопасность применяется прозрачно.
• Изоляция мультитенантности: Идеально подходит для SaaS-приложений.
• Гибкие политики: Поддержка сложных правил авторизации.
• Централизованная безопасность: Логика в базе данных, а не в разрозненном коде.

Начните с простой изоляции тенантов, протестируйте влияние на производительность, а затем расширяйте систему до более сложных шаблонов авторизации по мере необходимости.