各位观众老爷，大家好！我是今天的主讲人，大家可以叫我老码。今天咱们聊点硬核的，关于MySQL的审计日志，也就是如何跟踪那些偷偷摸摸修改咱们数据库数据的家伙，以及如何把他们的行为记录下来，以便日后秋后算账。
咱们今天这个讲座，名字就叫：“MySQL高级讲座篇之：审计日志系统的设计与实现：跟踪数据变更的挑战与方案”。听起来是不是很唬人？别怕，我会尽量用大白话，把这些高大上的概念讲清楚。
一、为啥我们需要审计日志？
想象一下，有一天，你发现数据库里的数据被人改了，而且不知道谁改的，也不知道啥时候改的。是不是感觉像吃了苍蝇一样恶心？这时候，审计日志就派上用场了。
审计日志就像一个黑匣子，记录着谁在什么时间，对数据库做了什么操作。有了它，我们就能：
- 追查问题根源: 谁偷偷删了我的数据？谁改了用户的密码？审计日志告诉你！
- 安全合规: 满足各种安全合规要求，比如等保、GDPR等。
- 性能分析: 某些SQL执行效率低？审计日志可以帮你找到罪魁祸首。
- 数据恢复: 知道数据啥时候被改坏的，就能更精准地进行数据恢复。
简单来说，审计日志就是给数据库上了一道保险，让你心里更有底。
二、MySQL自带的审计日志够用吗？
MySQL 5.7 之后，官方提供了审计日志插件，叫 Audit Log Plugin。这个插件很好用，安装简单，配置灵活。但是，它也有一些局限性：
- 性能影响: 开启审计日志会增加服务器的I/O负担，影响性能。
- 存储空间: 审计日志会占用大量的存储空间，需要定期清理。
- 分析困难: 原始的审计日志是文本格式，分析起来比较麻烦。
- 定制性差: 官方插件的定制性有限，无法满足所有需求。
总的来说，如果你的需求比较简单，官方插件够用。如果你的需求比较复杂，或者对性能要求比较高，就需要考虑自定义审计日志系统了。
三、自定义审计日志系统：思路与方案
自定义审计日志系统，说白了，就是自己写代码，把数据库的操作记录下来。 听起来很吓人？ 其实并不难。 主要思路如下：
- 拦截SQL语句: 在SQL语句执行前后，拦截SQL语句，获取相关信息。
- 记录日志: 将拦截到的信息，写入日志文件或者数据库表中。
- 分析日志: 对日志进行分析，提取有用的信息。
下面，我们来详细讲解每个步骤。
3.1 拦截SQL语句
拦截SQL语句，可以采用以下几种方案：
- 触发器 (Trigger): MySQL的触发器可以在表的数据发生变化时，自动执行一段代码。
- 代理 (Proxy): 在MySQL服务器和客户端之间，增加一个代理服务器，拦截所有的SQL语句。
- 修改MySQL源码: 这是最底层的方式，可以完全控制SQL语句的执行过程。
| 方案 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 触发器 | 实现简单，对应用代码无侵入 | 性能影响较大，只能记录数据变化，无法记录SQL语句本身，事务操作记录不完整 | 对性能要求不高，只需要记录简单的数据变化 |
| 代理 | 可以拦截所有SQL语句，实现灵活，不修改MySQL源码 | 性能有一定影响，需要额外的服务器资源，代理服务器本身可能成为单点故障 | 需要拦截所有SQL语句，进行复杂的分析和处理，或者需要对SQL语句进行修改 |
| 修改源码 | 可以完全控制SQL语句的执行过程 | 难度最大，风险最高，需要深入了解MySQL源码，升级维护困难 | 对性能要求极高，需要对SQL语句进行深度定制，或者需要实现一些MySQL本身不支持的功能 |
考虑到易用性和可维护性，我们这里选择触发器来实现一个简单的审计日志系统。
3.2 使用触发器记录日志
假设我们有一个 users 表，我们希望记录对 users 表的 INSERT、UPDATE、DELETE 操作。
首先，我们需要创建一个用于存储审计日志的表 audit_log：
CREATE TABLE audit_log (
id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
table_name VARCHAR(255) NOT NULL,
operation VARCHAR(50) NOT NULL,
user VARCHAR(255) NOT NULL,
timestamp TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
old_data TEXT,
new_data TEXT,
sql_statement TEXT
);这个表包含以下字段：
id: 审计日志的ID。table_name: 操作的表名。operation: 操作类型 (INSERT, UPDATE, DELETE)。user: 执行操作的用户。timestamp: 操作的时间戳。old_data: 操作前的数据。new_data: 操作后的数据。sql_statement: 执行的SQL语句
接下来，我们创建触发器来记录 INSERT、UPDATE、DELETE 操作：
-- INSERT 触发器
CREATE TRIGGER users_after_insert
AFTER INSERT ON users
FOR EACH ROW
BEGIN
INSERT INTO audit_log (table_name, operation, user, new_data, sql_statement)
VALUES ('users', 'INSERT', USER(), JSON_OBJECT('id', NEW.id, 'name', NEW.name, 'email', NEW.email), 'INSERT ...'); -- 实际需要记录完整的SQL语句
END;
-- UPDATE 触发器
CREATE TRIGGER users_after_update
AFTER UPDATE ON users
FOR EACH ROW
BEGIN
INSERT INTO audit_log (table_name, operation, user, old_data, new_data, sql_statement)
VALUES ('users', 'UPDATE', USER(), JSON_OBJECT('id', OLD.id, 'name', OLD.name, 'email', OLD.email), JSON_OBJECT('id', NEW.id, 'name', NEW.name, 'email', NEW.email), 'UPDATE ...'); -- 实际需要记录完整的SQL语句
END;
-- DELETE 触发器
CREATE TRIGGER users_after_delete
AFTER DELETE ON users
FOR EACH ROW
BEGIN
INSERT INTO audit_log (table_name, operation, user, old_data, sql_statement)
VALUES ('users', 'DELETE', USER(), JSON_OBJECT('id', OLD.id, 'name', OLD.name, 'email', OLD.email), 'DELETE ...'); -- 实际需要记录完整的SQL语句
END;这些触发器会在 users 表的数据发生变化时，自动向 audit_log 表中插入一条记录。
注意：
- 这里使用了
JSON_OBJECT函数来将数据转换为JSON格式，方便存储和分析。 USER()函数可以获取当前用户的用户名。NEW和OLD分别代表新数据和旧数据。- SQL语句
INSERT ...,UPDATE ...,DELETE ...需要替换成实际执行的SQL语句，这部分需要通过编程方式获取，触发器本身无法直接获取完整的SQL语句。 可以通过一些扩展插件或者代理来实现。 - 这个例子只是一个简单的示例，实际应用中需要根据具体情况进行调整。
3.3 获取完整的SQL语句
触发器本身无法直接获取完整的SQL语句，这是一个很大的限制。 要解决这个问题，可以使用以下方案：
- MySQL Enterprise Audit: 这是MySQL官方提供的商业解决方案，可以记录完整的SQL语句，但是需要付费。
- ProxySQL: ProxySQL是一个高性能的MySQL代理服务器，可以拦截所有的SQL语句，并将其记录下来。
- 修改MySQL源码: 这是最底层的方式，可以完全控制SQL语句的执行过程，但是难度最大，风险最高。
- UDF (User-Defined Function): 可以编写一个UDF，在触发器中调用，用于获取完整的SQL语句。 这个UDF需要访问MySQL的内部状态，比较复杂。
这里我们简单介绍一下使用ProxySQL来获取完整的SQL语句的思路：
- 配置ProxySQL: 安装和配置ProxySQL，使其能够拦截所有的SQL语句。
- ProxySQL记录SQL语句: 配置ProxySQL，使其将拦截到的SQL语句记录到日志文件中。
- 触发器调用外部脚本: 在触发器中，调用一个外部脚本，读取ProxySQL的日志文件，获取对应的SQL语句。
这个方案比较复杂，但是可以实现记录完整的SQL语句的目的。
3.4 日志分析与查询
有了审计日志，下一步就是如何分析和查询日志了。
我们可以直接查询 audit_log 表，也可以使用一些日志分析工具，比如ELK (Elasticsearch, Logstash, Kibana)。
使用ELK，可以将审计日志导入到Elasticsearch中，然后使用Kibana进行可视化分析。
四、性能优化
开启审计日志，会对数据库的性能产生一定的影响。 为了减少性能影响，可以采取以下措施：
- 只记录必要的日志: 避免记录所有的操作，只记录关键的操作。
- 异步记录日志: 将日志写入操作放到后台线程中执行，避免阻塞主线程。
- 定期清理日志: 定期清理过期的日志，释放存储空间。
- 优化SQL语句: 优化查询审计日志的SQL语句，提高查询效率。
- 使用SSD: 使用SSD硬盘可以提高I/O性能，减少日志写入的延迟。
五、安全考虑
审计日志本身也需要保护，防止被篡改或者删除。
可以采取以下措施：
- 限制访问权限: 只有授权的用户才能访问审计日志。
- 加密存储: 对审计日志进行加密存储，防止被非法访问。
- 异地备份: 将审计日志备份到异地，防止数据丢失。
- 完整性校验: 定期对审计日志进行完整性校验，防止被篡改。
六、代码示例：存储过程版本
为了提高性能，我们可以使用存储过程来批量插入审计日志。
首先，创建一个存储过程 log_audit：
DELIMITER //
CREATE PROCEDURE log_audit (
IN table_name VARCHAR(255),
IN operation VARCHAR(50),
IN user VARCHAR(255),
IN old_data TEXT,
IN new_data TEXT,
IN sql_statement TEXT
)
BEGIN
INSERT INTO audit_log (table_name, operation, user, old_data, new_data, sql_statement)
VALUES (table_name, operation, user, old_data, new_data, sql_statement);
END //
DELIMITER ;然后，修改触发器，调用存储过程：
-- INSERT 触发器
CREATE TRIGGER users_after_insert
AFTER INSERT ON users
FOR EACH ROW
BEGIN
CALL log_audit('users', 'INSERT', USER(), NULL, JSON_OBJECT('id', NEW.id, 'name', NEW.name, 'email', NEW.email), 'INSERT ...');
END;
-- UPDATE 触发器
CREATE TRIGGER users_after_update
AFTER UPDATE ON users
FOR EACH ROW
BEGIN
CALL log_audit('users', 'UPDATE', USER(), JSON_OBJECT('id', OLD.id, 'name', OLD.name, 'email', OLD.email), JSON_OBJECT('id', NEW.id, 'name', NEW.name, 'email', NEW.email), 'UPDATE ...');
END;
-- DELETE 触发器
CREATE TRIGGER users_after_delete
AFTER DELETE ON users
FOR EACH ROW
BEGIN
CALL log_audit('users', 'DELETE', USER(), JSON_OBJECT('id', OLD.id, 'name', OLD.name, 'email', NEW.email), NULL, 'DELETE ...');
END;使用存储过程可以减少触发器的执行时间，提高性能。
七、总结
好了，今天的讲座就到这里了。 咱们回顾一下今天讲的内容：
- 审计日志的重要性
- MySQL自带审计日志插件的局限性
- 自定义审计日志系统的思路与方案
- 使用触发器记录日志
- 获取完整的SQL语句
- 日志分析与查询
- 性能优化
- 安全考虑
- 代码示例：存储过程版本
审计日志是一个复杂而重要的课题，需要根据具体的业务需求和技术环境进行选择和实现。 希望今天的讲座能对大家有所帮助。
记住，数据安全无小事，审计日志要重视！ 感谢大家的观看，咱们下次再见！ (挥手)