`MySQL`的`审计`：`Audit Log`插件`的`配置`与`数据`安全`。` - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

好的，我们开始今天的讲座，主题是 MySQL 的审计：Audit Log 插件的配置与数据安全。

1. 引言：审计的重要性

在数据库安全领域，审计扮演着至关重要的角色。它不仅能够记录数据库的活动，帮助我们追踪潜在的安全威胁，还能满足合规性要求，例如 PCI DSS、HIPAA 等。MySQL 提供了多种审计解决方案，其中 Audit Log 插件是官方提供的，功能强大且易于配置。

2. Audit Log 插件概述

Audit Log 插件是一个 MySQL 服务器插件，用于记录服务器活动。它可以记录连接、查询、表修改等事件，并将这些事件写入到文件中或者 MySQL 表中。通过分析这些日志，我们可以了解谁在什么时间做了什么操作，从而及时发现和处理安全问题。

核心功能：

事件记录: 记录包括用户登录、数据访问、数据修改、DDL操作等。
灵活配置: 可以配置记录哪些类型的事件，以及将日志写入到哪里。
性能影响可控: 通过合理配置，可以将性能影响降到最低。
安全合规: 满足各种安全合规性要求。

3. Audit Log 插件的安装与启用

MySQL Audit Log 插件默认情况下可能没有安装或启用。我们需要手动进行安装和启用。

3.1 检查插件是否已安装

首先，我们需要确认 Audit Log 插件是否已经安装。可以通过以下 SQL 查询来检查：

SHOW PLUGINS;

如果 audit_log 插件的状态是 ACTIVE，则说明插件已经启用。如果状态是 DISABLED 或者插件不存在，则需要进行安装和启用。

3.2 安装 Audit Log 插件

如果插件没有安装，可以使用以下 SQL 命令进行安装：

INSTALL PLUGIN audit_log SONAME 'audit_log.so';

这里 'audit_log.so' 是插件的共享库文件，具体路径可能因操作系统和 MySQL 版本而异。你需要根据实际情况调整。通常情况下，audit_log.so文件位于MySQL的插件目录下。可以使用以下命令查找该文件：

find / -name audit_log.so 2>/dev/null

3.3 启用 Audit Log 插件

安装完成后，还需要启用插件。可以使用以下 SQL 命令启用插件：

SET GLOBAL audit_log_policy = 'ALL';  -- 记录所有事件
SET GLOBAL audit_log_rotate_on_size = 104857600; -- 100MB，达到100MB时轮转日志

或者，你可以选择在 my.cnf (或 my.ini 在 Windows 上) 配置文件中添加以下配置：

[mysqld]
plugin-load=audit_log.so
audit_log_policy=ALL
audit_log_rotate_on_size = 104857600

修改配置文件后，需要重启 MySQL 服务才能生效。

3.4 卸载与禁用插件

如果不再需要 Audit Log 插件，可以使用以下 SQL 命令卸载和禁用插件：

UNINSTALL PLUGIN audit_log;

或者，在 my.cnf 中注释掉 plugin-load=audit_log.so 这一行，并重启 MySQL 服务。

4. Audit Log 插件的配置

Audit Log 插件提供了丰富的配置选项，可以根据实际需求进行定制。

4.1 核心配置参数

以下是一些常用的配置参数：

参数名	描述	默认值
`audit_log_policy`	指定记录哪些类型的事件。可选值包括 `ALL`（记录所有事件）、`LOGINS`（仅记录登录事件）、`QUERIES`（仅记录查询事件）、`READ`（仅记录读取事件）、`WRITE`（仅记录写入事件）、`NONE`（不记录任何事件）。	`NONE`
`audit_log_format`	指定日志的格式。可选值包括 `OLD`（旧格式）、`NEW`（新格式）、`JSON`（JSON格式）。 `JSON` 格式更易于解析和处理。	`OLD`
`audit_log_file`	指定日志文件的路径。	`audit.log`
`audit_log_rotate_on_size`	指定日志文件的大小，达到该大小时会进行轮转。单位是字节。	`1048576` (1MB)
`audit_log_rotations`	指定保留的日志文件数量。超过该数量的旧日志文件会被删除。	`0` (不轮转)
`audit_log_strategy`	指定日志的写入策略。可选值包括 `ASYNCHRONOUS`（异步写入）和 `SYNCHRONOUS`（同步写入）。异步写入性能更好，但可能丢失部分日志。	`ASYNCHRONOUS`
`audit_log_flush`	每次写入后是否立即刷新到磁盘。启用此选项可以提高数据安全性，但会降低性能。	`FALSE`
`audit_log_exclude_accounts`	指定不记录审计日志的 MySQL 账户。格式为 `user1@host1,user2@host2`。可以使用 `'%'` 通配符，例如 `'root@%'` 表示不记录 root 用户的所有连接。	`''`
`audit_log_include_accounts`	指定只记录审计日志的 MySQL 账户。格式同 `audit_log_exclude_accounts`。如果同时设置了 `audit_log_exclude_accounts` 和 `audit_log_include_accounts`， `audit_log_include_accounts` 优先。也就是说，只有在 `audit_log_include_accounts` 中列出的账户才会被记录。	`''`
`audit_log_connection_policy`	控制何时记录连接事件。可选值包括 `ALL`（记录所有连接事件）， `NONE`（不记录连接事件），`ONLY_FAILED_LOGIN_EVENTS`（只记录失败的登录尝试）。	`ALL`

4.2 配置示例

以下是一些配置示例：

记录所有事件，使用 JSON 格式，异步写入，日志文件大小为 100MB，保留 10 个日志文件：

SET GLOBAL audit_log_policy = 'ALL';
SET GLOBAL audit_log_format = 'JSON';
SET GLOBAL audit_log_strategy = 'ASYNCHRONOUS';
SET GLOBAL audit_log_rotate_on_size = 104857600; -- 100MB
SET GLOBAL audit_log_rotations = 10;

仅记录登录事件，排除 root 用户的所有连接：

SET GLOBAL audit_log_policy = 'LOGINS';
SET GLOBAL audit_log_exclude_accounts = 'root@%';

只记录特定用户的查询和写入操作：

SET GLOBAL audit_log_policy = 'QUERIES,WRITE';
SET GLOBAL audit_log_include_accounts = 'appuser@localhost';

4.3 动态配置与持久化配置

可以使用 SET GLOBAL 命令动态修改配置参数，但这些修改在 MySQL 服务重启后会失效。为了使配置永久生效，需要将配置添加到 my.cnf 配置文件中。

5. Audit Log 的使用与分析

配置好 Audit Log 插件后，就可以开始收集审计日志了。

5.1 查看审计日志

审计日志的存储位置取决于 audit_log_file 参数的配置。默认情况下，日志文件位于 MySQL 的数据目录下，文件名为 audit.log。

可以使用文本编辑器或者命令行工具查看日志文件。如果日志格式为 JSON，可以使用 jq 等工具进行格式化和过滤。

例如，使用 jq 格式化 JSON 日志：

cat audit.log | jq

5.2 分析审计日志

审计日志包含了丰富的信息，可以帮助我们了解数据库的活动。我们需要对日志进行分析，才能从中发现潜在的安全威胁。

5.2.1 日志字段说明

以下是一些重要的日志字段：

字段名	描述
`timestamp`	事件发生的时间戳。
`id`	事件的唯一标识符。
`class`	事件的类别，例如 `connection`、`query`、`ddl` 等。
`event`	事件的类型，例如 `connect`、`disconnect`、`query`、`create_table` 等。
`connection_id`	连接 ID。
`account`	触发事件的 MySQL 账户。
`host`	客户端主机名。
`os_user`	客户端操作系统用户名。
`ip`	客户端 IP 地址。
`db`	当前数据库。
`name`	对象名称，例如表名、存储过程名等。
`statement`	SQL 语句。
`status`	事件状态，例如 `success`、`failure` 等。
`error_code`	错误代码。
`affected_rows`	受影响的行数。

5.2.2 分析方法

定期审查: 定期审查审计日志，例如每天、每周或者每月，检查是否有异常活动。
自动化分析: 使用日志分析工具，例如 ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) 或者 Splunk，对审计日志进行自动化分析。
告警设置: 根据分析结果，设置告警规则。例如，当发现有未经授权的账户尝试登录时，发送告警邮件。

5.3 使用 MySQL 表存储审计日志

除了将审计日志写入到文件中，还可以将其写入到 MySQL 表中。

5.3.1 修改日志格式

首先，需要将日志格式修改为 NEW 或 JSON：

SET GLOBAL audit_log_format = 'NEW'; -- 或者 'JSON'

5.3.2 创建审计日志表

创建一个用于存储审计日志的表。表的结构需要与日志格式相匹配。如果是 NEW 格式，需要手动定义表结构。如果是 JSON 格式，可以使用一个通用的 JSON 存储结构，或者提取 JSON 中的关键字段进行存储。这里给出一个示例，存储关键字段：

CREATE TABLE audit_log (
    id BIGINT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    timestamp TIMESTAMP NOT NULL,
    class VARCHAR(64) NOT NULL,
    event VARCHAR(64) NOT NULL,
    account VARCHAR(256) NOT NULL,
    host VARCHAR(256) NOT NULL,
    ip VARCHAR(64) NULL,
    db VARCHAR(64) NULL,
    name VARCHAR(256) NULL,
    statement TEXT NULL,
    status VARCHAR(64) NOT NULL,
    error_code INT UNSIGNED NULL,
    affected_rows BIGINT UNSIGNED NULL,
    PRIMARY KEY (id)
);

5.3.3 配置写入到表

配置 audit_log_destination 参数为 TABLE:

SET GLOBAL audit_log_destination = 'TABLE';

或者在 my.cnf 中配置:

[mysqld]
audit_log_destination = TABLE

5.3.4 查询审计日志表

现在，审计日志将被写入到 mysql.audit_log 表中（如果使用默认的表名）。可以使用 SQL 语句查询审计日志。

例如，查询最近 10 条日志：

SELECT * FROM mysql.audit_log ORDER BY timestamp DESC LIMIT 10;

查询特定用户的操作：

SELECT * FROM mysql.audit_log WHERE account LIKE 'user1@%' ORDER BY timestamp DESC;

5.4 使用 Logstash 将文件中的 Audit Log 导入到 Elasticsearch

如果将 Audit Log 存储在文件中，可以使用 Logstash 将其导入到 Elasticsearch 中，方便后续的搜索和分析。这里提供一个简单的 Logstash 配置示例：

input {
  file {
    path => "/path/to/audit.log"  # 替换为实际的审计日志文件路径
    start_position => "beginning"
    sincedb_path => "/path/to/sincedb" # 记录读取位置，防止重复读取
  }
}

filter {
  json {  # 如果 audit_log_format 是 JSON
    source => "message"
    remove_field => "message"
  }
  # 如果 audit_log_format 是 NEW，则需要使用 grok 或 kv 等 filter 进行解析
  # grok {
  #   match => { "message" => "%{TIMESTAMP_ISO8601:timestamp} %{WORD:class} %{WORD:event} ..." }
  # }
}

output {
  elasticsearch {
    hosts => ["http://localhost:9200"] # Elasticsearch 地址
    index => "mysql-auditlog-%{+YYYY.MM.dd}" # 索引名称，按日期分割
  }
  stdout { codec => rubydebug } # 输出到控制台，方便调试
}

6. 数据安全最佳实践

除了使用 Audit Log 插件，还可以采取其他措施来增强 MySQL 的数据安全。

最小权限原则: 只授予用户完成任务所需的最小权限。
强密码策略: 强制用户使用强密码，并定期更改密码。
网络安全: 使用防火墙限制对 MySQL 服务的访问。
数据加密: 对敏感数据进行加密存储和传输。
定期备份: 定期备份数据库，以防止数据丢失。
安全漏洞扫描: 定期进行安全漏洞扫描，及时修复漏洞。
多因素认证: 开启多因素认证，增加登录安全性。
更新到最新版本: 及时更新 MySQL 版本，修复已知的安全漏洞。

7. 性能考量

启用 Audit Log 插件会带来一定的性能开销。需要根据实际情况进行配置，以在安全性和性能之间取得平衡。

选择合适的 audit_log_policy: 只记录必要的事件，避免记录过多的日志。
使用异步写入 (audit_log_strategy = ASYNCHRONOUS): 异步写入性能更好，但可能丢失部分日志。
定期轮转日志 (audit_log_rotate_on_size 和 audit_log_rotations): 避免日志文件过大，影响性能。
避免过度审计: 避免同时启用过多的审计功能，例如 Performance Schema 和 Audit Log 插件。
监控性能: 监控 MySQL 服务的性能，例如 CPU 使用率、磁盘 I/O 等，及时发现和解决性能问题。

8. 总结

MySQL 的 Audit Log 插件是一个强大的审计工具，可以帮助我们监控数据库的活动，追踪安全威胁，并满足合规性要求。然而，审计仅仅是数据库安全的一部分，还需要结合其他安全措施，才能构建一个安全可靠的数据库系统。通过合理的配置和分析，我们可以充分利用 Audit Log 插件，提升数据库的安全水平。

9. 实际应用场景示例

以下是一些 Audit Log 插件的实际应用场景：

检测未授权访问: 监控登录事件，及时发现未经授权的账户尝试登录。
追踪数据泄露: 记录查询事件，追踪敏感数据的访问情况。
审计数据修改: 记录写入事件，审计数据的修改操作。
监控 DDL 操作: 记录 DDL 操作，例如创建、修改、删除表，防止误操作或恶意操作。
合规性审计: 记录所有数据库活动，满足合规性要求。

10. 解决常见问题

以下是一些使用 Audit Log 插件时可能遇到的常见问题：

日志文件过大: 配置 audit_log_rotate_on_size 和 audit_log_rotations 参数，定期轮转日志。
性能下降: 选择合适的 audit_log_policy 和 audit_log_strategy，避免记录过多的日志和使用同步写入。
无法启动插件: 检查插件文件是否存在，以及 MySQL 用户是否有足够的权限访问插件文件。
日志格式不正确: 检查 audit_log_format 参数是否配置正确。
日志丢失: 使用同步写入 (audit_log_strategy = SYNCHRONOUS) 可以避免日志丢失，但会降低性能。

11. Audit Log 配置检查清单

为了确保 Audit Log 插件配置正确，可以参考以下检查清单：

插件已安装并启用： 使用 SHOW PLUGINS; 确认 audit_log 插件的状态为 ACTIVE。
audit_log_policy 设置正确： 根据需求设置 audit_log_policy，例如 ALL、LOGINS、QUERIES 等。
audit_log_format 设置正确： 建议使用 JSON 格式，方便后续分析。
audit_log_file 路径存在且可写： 确保日志文件路径存在，并且 MySQL 用户有权限写入该文件。
audit_log_rotate_on_size 和 audit_log_rotations 设置合理： 根据磁盘空间和日志量设置合适的日志文件大小和保留数量。
audit_log_strategy 设置正确： 根据性能和数据安全需求选择 ASYNCHRONOUS 或 SYNCHRONOUS。
排除或包含账户设置正确： 如果需要排除或包含特定账户，确保 audit_log_exclude_accounts 和 audit_log_include_accounts 设置正确。
持久化配置： 将配置添加到 my.cnf 配置文件中，确保重启 MySQL 服务后配置仍然生效。

12. 持续学习与提升

数据库安全是一个不断发展的领域，需要持续学习和提升。建议关注 MySQL 官方文档、安全博客和社区论坛，及时了解最新的安全技术和最佳实践。此外，可以参加相关的安全培训和认证，提升自身的安全技能。

13. 确保数据库安全是一项综合性工作

开启审计只是数据库安全的第一步，还需结合其他安全措施，才能构建一个坚固的安全防线，持续提升安全水平。