【Oracle Database 12c New Feature】Advanced Security – Oracle Data Redaction

1. 什么是Oracle Data Redaction
不确认正式的中文翻译是什么，我翻译为数据改写。这是一项在12c中出现的Oracle高级安全新组件，其作用是限制SQL语句的返回结果样式，对于特定的用户可以限制某些字段显示被自动改写过的值。这是一项非常有用的安全功能，而在12c之前如果要实现相同的功能，可能需要创建特定的视图，或者在存储到数据库的时候就用加密算法进行加密。而12c的数据改写功能则在最后数据返回到客户端的前一刻将数据改写，这并不会影响到数据真实的存储。看一个简单的例子就明白了。

原本存储的数据记录如下：

SQL> select * from EMPLOYEES;

EMPLOYEE_ID FIRST_NAME           LAST_NAME                 SOCIAL_SECU     SALARY
----------- -------------------- ------------------------- ----------- ----------
        100 Steven               King                      247-85-9056       7000
        101 Neena                Kochhar                   334-08-6578       5000

在设置完Data Redaction之后，再次执行相同的语句，可以看到有隐私性质的列-社会保障号被遮盖了，只显示最后4位，这就实现了安全的目的。

SQL> select * from kamus.employees;

EMPLOYEE_ID FIRST_NAME           LAST_NAME                 SOCIAL_SECU     SALARY
----------- -------------------- ------------------------- ----------- ----------
        100 Steven               King                      ***-**-9056       7000
        101 Neena                Kochhar                   ***-**-6578       5000

2. 如何设置Oracle Data Redaction
设置用户的合适权限，由于Oracle Redaction对于DBA用户不起效果，因此需要将DBA角色收回。

revoke dba from kamus;
grant connect, resource, unlimited tablespace to kamus;
grant select on sys.redaction_policies to kamus;
grant select on sys.redaction_columns to kamus;
grant execute on dbms_redact to kamus;

创建测试环境，包括测试表和测试数据。

CREATE TABLE "EMPLOYEES" (
"EMPLOYEE_ID" NUMBER(6,0), 
"FIRST_NAME" VARCHAR2(20), 
"LAST_NAME" VARCHAR2(25), 
"SOCIAL_SECURITY" VARCHAR2(11), 
"SALARY" NUMBER(4,0)
)
/

Insert into EMPLOYEES (EMPLOYEE_ID,FIRST_NAME,LAST_NAME,SOCIAL_SECURITY,SALARY) values (100,'Steven','King','247-85-9056',7000);
Insert into EMPLOYEES (EMPLOYEE_ID,FIRST_NAME,LAST_NAME,SOCIAL_SECURITY,SALARY) values (101,'Neena','Kochhar','334-08-6578',5000);
commit;

SQL> select * from EMPLOYEES;

EMPLOYEE_ID FIRST_NAME           LAST_NAME                 SOCIAL_SECU     SALARY
----------- -------------------- ------------------------- ----------- ----------
        100 Steven               King                      247-85-9056       7000
        101 Neena                Kochhar                   334-08-6578       5000

Oracle Redaction针对单张表的某个字段进行设置，分别通过ADD_POLICY存储过程的object_name和column_name来控制；Redaction有多种类型，第一种为FULL，也就是完全改写，对于字符类型的字段将改写为一个空格，对于数字类型的字段改写为0，对于日期类型的字段改写为2001-01-01，类型通过function_type参数来控制。

BEGIN
DBMS_REDACT.ADD_POLICY (
   object_schema          => 'KAMUS',
   object_name            => 'EMPLOYEES',
   policy_name            => 'REDACT_EMP',
   column_name            => 'SOCIAL_SECURITY',
   function_type          => DBMS_REDACT.FULL,
   expression             => '1=1',
   enable                 => TRUE
   );
END;
/

SQL> select * from employees;

EMPLOYEE_ID FIRST_NAME           LAST_NAME                 SOCIAL_SECU     SALARY
----------- -------------------- ------------------------- ----------- ----------
        100 Steven               King                                        7000
        101 Neena                Kochhar                                     5000

Redaction的第二种类型是RANDOM，对于字符类型的字段将改写为随机字符，对于数字类型的字段改写为具有相同长度的随机数字，对于日期类型的字段改写为随机日期（永远不会跟真实日期相同）。

BEGIN
DBMS_REDACT.ALTER_POLICY (
   object_schema          => 'KAMUS',
   object_name            => 'EMPLOYEES',
   policy_name            => 'REDACT_EMP',
   column_name            => 'SOCIAL_SECURITY',
   action                 => DBMS_REDACT.MODIFY_COLUMN,
   function_type          => DBMS_REDACT.RANDOM
);
END;
/

SQL> select * from kamus.employees;

EMPLOYEE_ID FIRST_NAME           LAST_NAME                 SOCIAL_SECU     SALARY
----------- -------------------- ------------------------- ----------- ----------
        100 Steven               King                      wa};w~ZC i&       7000
        101 Neena                Kochhar                   Q9N]##T/YAV       5000

Redaction的第三种类型是PARTIAL，将改写为按照function_parameters参数指定的格式。

BEGIN
DBMS_REDACT.ALTER_POLICY (
   object_schema          => 'KAMUS',
   object_name            => 'EMPLOYEES',
   policy_name            => 'REDACT_EMP',
   column_name            => 'SOCIAL_SECURITY',
   action                 => DBMS_REDACT.MODIFY_COLUMN,
   function_type          => DBMS_REDACT.PARTIAL,
   function_parameters    => 'VVVFVVFVVVV,VVV-VV-VVVV,*,1,5'
);
END;
/

SQL> select * from kamus.employees;

EMPLOYEE_ID FIRST_NAME           LAST_NAME                 SOCIAL_SECU     SALARY
----------- -------------------- ------------------------- ----------- ----------
        100 Steven               King                      ***-**-9056       7000
        101 Neena                Kochhar                   ***-**-6578       5000

3. 如何精细化设置哪些用户才启用数据改写
通过expression参数设置，比如如下所示，所有不是KAMUS的用户都启用在EMPLOYEES.SOCIAL_SECURITY字段上的数据改写，而如果是KAMUS用户进行检索，则还是返回真实的数据。

BEGIN
DBMS_REDACT.ALTER_POLICY (
   object_schema          => 'KAMUS',
   object_name            => 'EMPLOYEES',
   policy_name            => 'REDACT_EMP',
   column_name            => 'SOCIAL_SECURITY',
   action                 => DBMS_REDACT.MODIFY_EXPRESSION,
   expression             => 'SYS_CONTEXT ( ''USERENV'',''SESSION_USER'' ) !=''KAMUS'''
);
END;
/

expression参数非常灵活，通过此参数可以使Data Redaction发挥巨大的作用。expression参数可选值如下图所示。

4. 如何增加数据改写策略
通过DBMS_REDACT.ALTER_POLICY存储过程可以增加多个字段的数据改写策略，比如下例，增加在SALARY字段上的全数据改写。

BEGIN
DBMS_REDACT.ALTER_POLICY (
   object_schema          => 'KAMUS',
   object_name            => 'EMPLOYEES',
   policy_name            => 'REDACT_EMP',
   column_name            => 'SALARY',
   action                 => DBMS_REDACT.ADD_COLUMN,
   function_type          => DBMS_REDACT.FULL,
   expression             => 'SYS_CONTEXT ( ''USERENV'',''SESSION_USER'' ) !=''KAMUS'''
);
END;
/

SQL> select * from kamus.employees;

EMPLOYEE_ID FIRST_NAME           LAST_NAME                 SOCIAL_SECU     SALARY
----------- -------------------- ------------------------- ----------- ----------
        100 Steven               King                      ***-**-9056          0
        101 Neena                Kochhar                   ***-**-6578          0

5. 数据改写到底是发生在哪一阶段，有哪些限制

--where条件中的字段并不会受数据改写影响，可以看到即使最后都是显示SALARY=0，但是where条件还是正常执行并筛选出正确结果的。
SQL> select * from kamus.employees where SALARY>5000;

EMPLOYEE_ID FIRST_NAME           LAST_NAME                 SOCIAL_SECU     SALARY
----------- -------------------- ------------------------- ----------- ----------
        100 Steven               King                      ***-**-9056          0

SQL> select * from kamus.employees where SALARY<5000;

no rows selected

SQL> select * from kamus.employees where SALARY=5000;

EMPLOYEE_ID FIRST_NAME           LAST_NAME                 SOCIAL_SECU     SALARY
----------- -------------------- ------------------------- ----------- ----------
        101 Neena                Kochhar                   ***-**-6578          0

--在启用了数据改写策略的表上无法进行全表的CTAS操作。
SQL> create table t as select * from kamus.employees;
create table t as select * from kamus.employees
                         *
ERROR at line 1:
ORA-28081: Insufficient privileges - the command references a redacted object.

--如果CTAS操作中的字段上没有启用数据改写策略，CTAS可以正常进行。
SQL> create table t as select EMPLOYEE_ID,FIRST_NAME from kamus.employees;

Table created.

SQL> drop table t;

Table dropped.

--如果包含了启用数据改写策略的列，则会报ORA-28081错误。
SQL> create table t as select EMPLOYEE_ID,FIRST_NAME,SALARY from kamus.employees;
create table t as select EMPLOYEE_ID,FIRST_NAME,SALARY from kamus.employees
                                                *
ERROR at line 1:
ORA-28081: Insufficient privileges - the command references a redacted object.

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