MySQL安全与审计之：`MySQL`的`Password Validation`插件：其在密码策略中的应用。

MySQL安全与审计之：MySQL的Password Validation插件：其在密码策略中的应用

大家好！今天我们来深入探讨MySQL安全领域的一个重要组成部分：Password Validation插件。在数据库安全中，用户密码的强度至关重要。弱密码很容易被破解，从而导致数据泄露和系统入侵。Password Validation插件就是为了解决这个问题而生的，它通过强制执行密码策略，提升数据库的安全等级。

1. Password Validation插件概述

Password Validation插件是一个MySQL服务器插件，用于在用户创建或修改密码时强制执行密码策略。它通过检查密码的长度、复杂度、字典匹配等多种因素，确保密码符合预定义的规则。如果密码不符合要求，插件会拒绝密码的更改，并返回相应的错误信息。

2. Password Validation插件的安装与启用

Password Validation插件默认情况下并未启用，需要手动安装和启用。

2.1 安装

从MySQL 8.0开始，Password Validation插件默认包含在MySQL发行版中。之前的版本可能需要单独下载安装包。这里我们以MySQL 8.0为例。

2.2 启用

启用插件的方法有很多，最常用的是使用INSTALL PLUGIN语句。

INSTALL PLUGIN validate_password SONAME 'validate_password.so';

执行上述语句后，validate_password插件就会被加载并启用。

2.3 验证插件是否启用

可以通过以下语句验证插件是否已启用：

SHOW PLUGINS;

在结果集中，如果能找到validate_password插件，并且其状态为ACTIVE，则说明插件已成功启用。

3. Password Validation插件配置选项

Password Validation插件提供了多个配置选项，用于定制密码策略。这些选项可以通过设置全局系统变量来配置。

变量名	默认值	描述
validate_password.length	8	密码的最小长度。
validate_password.mixed_case_count	1	密码中必须包含的大写和小写字母的最小数量。
validate_password.number_count	1	密码中必须包含的数字的最小数量。
validate_password.special_char_count	1	密码中必须包含的特殊字符的最小数量。
validate_password.policy	MEDIUM	密码策略等级。可选值包括：LOW（只检查密码长度）、MEDIUM（检查长度、数字、大小写和特殊字符）和STRONG（检查长度、数字、大小写、特殊字符以及字典文件）。
validate_password.dictionary_file_name	(none)	字典文件的路径。只有在validate_password.policy设置为STRONG时才有效。
validate_password.check_user_name	OFF	是否检查密码是否包含用户名。
validate_password.check_host_name	OFF	是否检查密码是否包含主机名。
validate_password.valid_characters_only	ON	是否只允许使用ASCII字符。

3.1 修改配置选项

可以使用SET GLOBAL语句修改配置选项。例如，要将密码最小长度设置为12，可以执行以下语句：

SET GLOBAL validate_password.length = 12;

修改后，新的密码策略将立即生效。

3.2 查看配置选项

可以使用SHOW GLOBAL VARIABLES LIKE 'validate_password.%';语句查看当前配置选项的值：

SHOW GLOBAL VARIABLES LIKE 'validate_password.%';

4. Password Validation插件的工作原理

当用户尝试创建或修改密码时，Password Validation插件会拦截请求，并根据配置的密码策略对密码进行验证。

4.1 密码验证流程

1. 拦截密码更改请求: 当用户执行CREATE USER或ALTER USER语句，并且包含了密码设置或修改时，插件会拦截这个请求。
2. 提取密码: 插件从语句中提取用户尝试设置的新密码。
3. 策略检查: 插件会根据配置的密码策略，逐一检查密码的各个方面，例如：
   • 长度: 密码是否满足validate_password.length定义的最小长度。
   • 复杂度: 密码是否包含了足够数量的数字、大小写字母和特殊字符 (根据 validate_password.mixed_case_count, validate_password.number_count, 和 validate_password.special_char_count 设置)。
   • 字典检查: 如果 validate_password.policy 设置为 STRONG，插件会检查密码是否在 validate_password.dictionary_file_name 指定的字典文件中。
   • 用户名/主机名检查: 如果 validate_password.check_user_name 或 validate_password.check_host_name 启用，插件会检查密码是否包含用户名或主机名。
   • 字符集检查: 如果 validate_password.valid_characters_only 启用，插件会检查密码是否只包含允许的字符集 (通常是 ASCII 字符)。
4. 结果判断: 如果密码通过了所有策略检查，插件允许密码更改。否则，插件会拒绝密码更改，并返回一个错误信息，说明密码不符合策略要求。
5. 返回错误信息: 如果密码被拒绝，服务器会向客户端返回一个错误代码 (SQLSTATE)，指示密码不满足策略。客户端程序可以捕获这个错误，并向用户显示一个友好的错误信息。

4.2 密码策略等级

validate_password.policy选项定义了密码策略的严格程度。

• LOW: 只检查密码长度是否满足validate_password.length的最小值。

  SET GLOBAL validate_password.policy = LOW;

• MEDIUM: 检查密码长度、数字、大小写和特殊字符。

  SET GLOBAL validate_password.policy = MEDIUM;

• STRONG: 检查密码长度、数字、大小写、特殊字符以及字典文件。需要指定字典文件路径。

  SET GLOBAL validate_password.policy = STRONG;
  SET GLOBAL validate_password.dictionary_file_name = '/usr/share/dict/words'; -- 替换为实际路径

5. Password Validation插件的应用示例

下面我们通过几个示例来演示Password Validation插件的应用。

5.1 设置基本密码策略

首先，我们将密码最小长度设置为12，并要求密码包含至少一个大写字母、一个小写字母、一个数字和一个特殊字符。

SET GLOBAL validate_password.length = 12;
SET GLOBAL validate_password.mixed_case_count = 1;
SET GLOBAL validate_password.number_count = 1;
SET GLOBAL validate_password.special_char_count = 1;
SET GLOBAL validate_password.policy = MEDIUM;

-- 尝试创建一个符合策略的用户
CREATE USER 'testuser1'@'localhost' IDENTIFIED BY 'P@sswOrd1234'; -- 成功

-- 尝试创建一个不符合策略的用户
CREATE USER 'testuser2'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password'; -- 失败，密码长度不足

5.2 使用字典文件

如果我们将密码策略设置为STRONG，则需要指定一个字典文件。

SET GLOBAL validate_password.policy = STRONG;
SET GLOBAL validate_password.dictionary_file_name = '/usr/share/dict/words'; -- 替换为实际路径

-- 尝试创建一个密码在字典中的用户
CREATE USER 'testuser3'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password'; -- 失败，密码在字典中

-- 尝试创建一个不在字典中的用户
CREATE USER 'testuser4'@'localhost' IDENTIFIED BY 'P@sswOrd1234'; -- 成功

5.3 禁用用户名/主机名检查

默认情况下，validate_password.check_user_name和validate_password.check_host_name是禁用的。如果启用它们，插件会检查密码是否包含用户名或主机名。

SET GLOBAL validate_password.check_user_name = ON;

-- 尝试创建一个密码包含用户名的用户
CREATE USER 'testuser5'@'localhost' IDENTIFIED BY 'testuser5P@ssword'; -- 失败，密码包含用户名

-- 尝试创建一个密码不包含用户名的用户
CREATE USER 'testuser6'@'localhost' IDENTIFIED BY 'P@sswOrd1234'; -- 成功

SET GLOBAL validate_password.check_user_name = OFF; -- 恢复默认设置

6. 密码策略的最佳实践

以下是一些密码策略的最佳实践：

• 使用足够长的密码：建议密码长度至少为12个字符。
• 使用复杂的密码：密码应包含大写字母、小写字母、数字和特殊字符。
• 避免使用字典中的单词：使用随机生成的密码，或使用包含拼写错误的单词或短语。
• 定期更改密码：建议每隔3-6个月更改一次密码。
• 不要在多个网站上使用相同的密码：如果一个网站的密码泄露，其他网站的密码也会受到威胁。
• 启用Password Validation插件：强制执行密码策略，提升数据库的安全等级。
• 考虑使用双因素认证：即使密码泄露，攻击者也需要其他认证方式才能访问数据库。

7. Password Validation插件的局限性

虽然Password Validation插件可以有效提升密码强度，但它也存在一些局限性：

• 无法防止用户选择弱密码：即使插件强制执行了密码策略，用户仍然可以选择符合策略但仍然容易被猜测的密码。
• 依赖于字典文件的质量：如果字典文件不完整或过时，插件可能无法有效地阻止用户使用常见的密码。
• 性能影响：在密码验证过程中，插件会消耗一定的系统资源，尤其是在validate_password.policy设置为STRONG时。

8. 绕过 Password Validation插件的可能方式及应对

即使启用了Password Validation插件，仍然存在一些用户或恶意攻击者可能尝试绕过它的方式。理解这些方式，并采取相应的预防措施至关重要。

• 使用旧的客户端程序: 某些旧版本的 MySQL 客户端程序可能不支持 Password Validation 插件。使用这些客户端程序创建或修改用户密码时，插件可能不会生效。
  • 应对措施: 强制所有用户使用最新版本的 MySQL 客户端程序。定期审查客户端程序版本，并更新过时的版本。
• 直接修改 MySQL 系统表: 虽然不推荐，但具有 SUPER 权限的用户可以直接修改 mysql.user 表中的密码字段。 Password Validation 插件不会拦截这种直接修改。
  • 应对措施: 严格控制 SUPER 权限的使用。 只授予少数经过授权的管理员。 启用审计日志，监控对 mysql.user 表的任何修改。
• 禁用 Password Validation 插件 (需要 SUPER 权限): 具有 SUPER 权限的用户可以临时或永久禁用 Password Validation 插件，然后创建或修改用户密码。
  • 应对措施: 像控制 SUPER 权限一样，严格控制 PLUGIN ADMIN 权限，只有被授权的管理员才能安装或卸载插件。 启用审计日志，监控插件的安装、卸载和配置更改。
• 使用存储过程或函数绕过: 某些恶意用户可能会编写存储过程或函数，这些过程或函数在内部执行用户创建或修改操作，并且绕过 Password Validation 插件的检查。
  • 应对措施: 严格审查所有存储过程和函数的代码。 限制用户创建存储过程和函数的权限。启用审计日志，监控存储过程和函数的执行情况。
• 利用 MySQL 的 BUG (极小概率): 虽然极少发生，但 MySQL 自身可能存在某些 BUG，允许绕过 Password Validation 插件。
  • 应对措施: 保持 MySQL 服务器版本更新，及时安装安全补丁。关注 MySQL 社区的安全公告，了解最新的安全漏洞和修复方案。

9. 其他安全措施的补充

Password Validation插件只是数据库安全的一个方面。为了更全面地保护数据库，还需要采取其他安全措施，例如：

• 访问控制：限制用户对数据库的访问权限，只授予他们需要的权限。
• 数据加密：对敏感数据进行加密，防止未经授权的访问。
• 防火墙：使用防火墙限制对数据库服务器的访问。
• 安全审计：定期审查数据库的安全日志，检测潜在的安全威胁。
• 定期备份：定期备份数据库，以便在发生灾难时能够快速恢复。
• 监控和警报: 设置监控系统，监控数据库的性能和安全事件。当发现异常情况时，及时发出警报。

强化数据库安全，需要多种措施协同作用，而不是仅仅依赖于某一个插件或功能。

10. 密码安全是持续进化的过程

密码安全并非一劳永逸。随着攻击手段的不断演进，密码策略也需要不断更新和完善。定期审查和评估密码策略的有效性，并根据实际情况进行调整，是保持数据库安全的关键。同时，积极关注安全领域的最新动态，及时应用新的安全技术和方法，才能更好地保护数据库免受威胁。