ใช้เงื่อนไขในกฎความปลอดภัยของฐานข้อมูลเรียลไทม์

คู่มือนี้ต่อยอดมาจากคู่มือเรียนรู้ภาษาหลักของกฎความปลอดภัย Firebase เพื่อแสดงวิธีเพิ่มเงื่อนไขลงในกฎความปลอดภัยของฐานข้อมูลเรียลไทม์ของ Firebase

องค์ประกอบพื้นฐานหลักของกฎความปลอดภัยของ Realtime Database คือเงื่อนไข เงื่อนไขคือนิพจน์บูลีนที่กำหนดว่าควรอนุญาตหรือปฏิเสธการดำเนินการหนึ่งๆ สำหรับกฎพื้นฐาน การใช้ลิเทอรัล true และ false เป็นเงื่อนไขจะทำงานได้ดีมาก แต่ภาษาของกฎความปลอดภัยของ Realtime Database ช่วยให้คุณเขียนเงื่อนไขที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ ซึ่งจะทำสิ่งต่อไปนี้ได้

• ตรวจสอบการตรวจสอบสิทธิ์ผู้ใช้
• ประเมินข้อมูลที่มีอยู่เทียบกับข้อมูลที่ส่งใหม่
• เข้าถึงและเปรียบเทียบส่วนต่างๆ ของฐานข้อมูล
• ตรวจสอบข้อมูลขาเข้า
• ใช้โครงสร้างของคำค้นหาขาเข้าสำหรับตรรกะด้านความปลอดภัย

การใช้ตัวแปร $ เพื่อบันทึกกลุ่มเส้นทาง

คุณสามารถบันทึกบางส่วนของเส้นทางสำหรับการอ่านหรือเขียนได้โดยประกาศตัวแปรการบันทึกที่มีคำนำหน้า $ ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นไวลด์การ์ดและจัดเก็บค่าของคีย์นั้นเพื่อใช้ภายในเงื่อนไขของกฎ

{
  "rules": {
    "rooms": {
      // this rule applies to any child of /rooms/, the key for each room id
      // is stored inside $room_id variable for reference
      "$room_id": {
        "topic": {
          // the room's topic can be changed if the room id has "public" in it
          ".write": "$room_id.contains('public')"
        }
      }
    }
  }
}

นอกจากนี้ คุณยังใช้ตัวแปร $ แบบไดนามิกควบคู่ไปกับชื่อเส้นทางคงที่ได้ด้วย ในตัวอย่างนี้ เราใช้ตัวแปร $other เพื่อประกาศกฎ .validate ที่ช่วยให้มั่นใจว่า widget ไม่มีรายการย่อยอื่นนอกจาก title และ color การเขียนใดๆ ที่จะส่งผลให้มีการสร้างรายการย่อยเพิ่มเติมจะดำเนินการไม่สำเร็จ

{
  "rules": {
    "widget": {
      // a widget can have a title or color attribute
      "title": { ".validate": true },
      "color": { ".validate": true },

      // but no other child paths are allowed
      // in this case, $other means any key excluding "title" and "color"
      "$other": { ".validate": false }
    }
  }
}

การตรวจสอบสิทธิ์

รูปแบบกฎความปลอดภัยที่พบบ่อยที่สุดรูปแบบหนึ่งคือการควบคุมการเข้าถึงตามสถานะการตรวจสอบสิทธิ์ของผู้ใช้ เช่น แอปของคุณอาจต้องการอนุญาตให้เฉพาะผู้ใช้ที่ลงชื่อเข้าใช้เขียนข้อมูลได้

หากแอปใช้การตรวจสอบสิทธิ์ Firebase ตัวแปร request.auth จะมีข้อมูลการตรวจสอบสิทธิ์สำหรับไคลเอ็นต์ที่ขอข้อมูล ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ request.auth ได้ที่เอกสารอ้างอิง

Firebase Authentication ผสานรวมกับ Firebase Realtime Database เพื่อให้คุณควบคุมการเข้าถึงข้อมูลตามผู้ใช้แต่ละรายได้โดยใช้เงื่อนไข เมื่อผู้ใช้ตรวจสอบสิทธิ์แล้ว ตัวแปร auth ในกฎ Realtime Database Security Rules จะป้อนข้อมูลของผู้ใช้ ข้อมูลนี้รวมถึงตัวระบุที่ไม่ซ้ำกัน (uid) ตลอดจนข้อมูลบัญชีที่ลิงก์ เช่น รหัส Facebook หรืออีเมล และข้อมูลอื่นๆ หากคุณใช้ผู้ให้บริการการตรวจสอบสิทธิ์ที่กำหนดเอง คุณสามารถเพิ่มช่องของคุณเองลงในเพย์โหลดการตรวจสอบสิทธิ์ของผู้ใช้ได้

ส่วนนี้จะอธิบายวิธีรวมภาษาของกฎความปลอดภัยของฐานข้อมูลเรียลไทม์ของ Firebase เข้ากับข้อมูลการตรวจสอบสิทธิ์เกี่ยวกับผู้ใช้ เมื่อรวมแนวคิดทั้ง 2 อย่างนี้เข้าด้วยกัน คุณจะควบคุมการเข้าถึงข้อมูลตามข้อมูลประจำตัวของผู้ใช้ได้

ตัวแปร auth

ตัวแปร auth ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าในกฎจะเป็นค่าว่างก่อนที่จะมีการตรวจสอบสิทธิ์

เมื่อผู้ใช้ได้รับการตรวจสอบสิทธิ์ด้วยการตรวจสอบสิทธิ์ Firebase แล้ว จะมีแอตทริบิวต์ต่อไปนี้

ต่อไปนี้คือตัวอย่างกฎที่ใช้ตัวแปร auth เพื่อให้มั่นใจว่าผู้ใช้แต่ละรายจะเขียนได้เฉพาะในเส้นทางที่เจาะจงสำหรับผู้ใช้เท่านั้น

{
  "rules": {
    "users": {
      "$user_id": {
        // grants write access to the owner of this user account
        // whose uid must exactly match the key ($user_id)
        ".write": "$user_id === auth.uid"
      }
    }
  }
}

การจัดโครงสร้างฐานข้อมูลเพื่อรองรับเงื่อนไขการตรวจสอบสิทธิ์

โดยปกติแล้ว การจัดโครงสร้างฐานข้อมูลในลักษณะที่ทำให้เขียน Security Rules ได้ง่ายขึ้นจะเป็นประโยชน์ รูปแบบที่พบบ่อยในการจัดเก็บข้อมูลผู้ใช้ใน Realtime Database คือการจัดเก็บผู้ใช้ทั้งหมดไว้ในโหนด users เดียวซึ่งมีโหนดย่อยเป็นค่า uid สำหรับผู้ใช้ทุกคน หากต้องการจำกัดการเข้าถึงข้อมูลนี้เพื่อให้เฉพาะผู้ใช้ที่เข้าสู่ระบบเท่านั้นที่ดูข้อมูลของตนเองได้ กฎของคุณจะมีลักษณะดังนี้

{
  "rules": {
    "users": {
      "$uid": {
        ".read": "auth !== null && auth.uid === $uid"
      }
    }
  }
}

การทำงานกับการอ้างสิทธิ์ที่กำหนดเองในการตรวจสอบสิทธิ์

สำหรับแอปที่ต้องมีการควบคุมการเข้าถึงที่กำหนดเองสำหรับผู้ใช้ที่แตกต่างกัน Firebase Authentication จะช่วยให้นักพัฒนาแอปตั้งค่าการอ้างสิทธิ์ในผู้ใช้ Firebase ได้ การอ้างสิทธิ์เหล่านี้เข้าถึงได้ในตัวแปร auth.token ในกฎของคุณ ต่อไปนี้คือตัวอย่างกฎที่ใช้การอ้างสิทธิ์ที่กำหนดเอง hasEmergencyTowel

{
  "rules": {
    "frood": {
      // A towel is about the most massively useful thing an interstellar
      // hitchhiker can have
      ".read": "auth.token.hasEmergencyTowel === true"
    }
  }
}

นักพัฒนาแอปที่สร้างโทเค็นการตรวจสอบสิทธิ์ที่กำหนดเองจะเพิ่มการอ้างสิทธิ์ลงในโทเค็นเหล่านี้ได้ (ไม่บังคับ) การอ้างสิทธิ์เหล่านี้จะอยู่ในตัวแปร auth.token ในกฎของคุณ

ข้อมูลที่มีอยู่เทียบกับข้อมูลใหม่

ตัวแปร data ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจะใช้เพื่ออ้างอิงข้อมูลก่อนที่จะมีการดำเนินการเขียน ในทางกลับกัน ตัวแปร newData จะมีข้อมูลใหม่ที่จะมีอยู่หากการดำเนินการเขียนสำเร็จ newData แสดงผลลัพธ์ที่ผสานของข้อมูลใหม่ที่กำลังเขียนและข้อมูลที่มีอยู่

ตัวอย่างเช่น กฎนี้จะอนุญาตให้เราสร้างระเบียนใหม่หรือลบระเบียนที่มีอยู่ แต่จะทำการเปลี่ยนแปลงข้อมูลที่มีอยู่ซึ่งไม่ใช่ค่า Null ไม่ได้

// we can write as long as old data or new data does not exist
// in other words, if this is a delete or a create, but not an update
".write": "!data.exists() || !newData.exists()"

การอ้างอิงข้อมูลในเส้นทางอื่นๆ

คุณใช้ข้อมูลใดก็ได้เป็นเกณฑ์สำหรับกฎ เมื่อใช้ตัวแปรที่กำหนดไว้ล่วงหน้า root, data และ newData เราจะเข้าถึงเส้นทางใดก็ได้ตามที่มีอยู่ก่อนหรือหลังเหตุการณ์การเขียน

ลองดูตัวอย่างนี้ ซึ่งอนุญาตให้ดำเนินการเขียนได้ตราบใดที่ค่าของโหนด /allow_writes/ เป็น true โหนดหลักไม่มีการตั้งค่าแฟล็ก readOnly และมีโหนดย่อยชื่อ foo ในข้อมูลที่เขียนใหม่

".write": "root.child('allow_writes').val() === true &&
          !data.parent().child('readOnly').exists() &&
          newData.child('foo').exists()"

กำลังตรวจสอบข้อมูล

การบังคับใช้โครงสร้างข้อมูลและการตรวจสอบความถูกต้องของรูปแบบและเนื้อหาของข้อมูลควรทำโดยใช้กฎ .validate ซึ่งจะทำงานหลังจากที่กฎ .write ให้สิทธิ์เข้าถึงสำเร็จเท่านั้น ด้านล่างนี้คือตัวอย่างคำจำกัดความของกฎ .validate ซึ่งอนุญาตเฉพาะวันที่ในรูปแบบ YYYY-MM-DD ระหว่างปี 1900-2099 ซึ่งจะได้รับการตรวจสอบโดยใช้นิพจน์ทั่วไป

".validate": "newData.isString() &&
              newData.val().matches(/^(19|20)[0-9][0-9][-\\/. ](0[1-9]|1[012])[-\\/. ](0[1-9]|[12][0-9]|3[01])$/)"

กฎ .validate เป็นกฎความปลอดภัยประเภทเดียวที่ไม่มีการส่งต่อ หากกฎการตรวจสอบไม่สำเร็จในระเบียนย่อยใดๆ ระบบจะปฏิเสธการดำเนินการเขียนทั้งหมด นอกจากนี้ ระบบจะละเว้นคำจำกัดความของการตรวจสอบเมื่อมีการลบข้อมูล (นั่นคือเมื่อค่าใหม่ที่เขียนคือ null)

สิ่งเหล่านี้อาจดูเหมือนเป็นประเด็นเล็กน้อย แต่จริงๆ แล้วเป็นฟีเจอร์ที่สำคัญสำหรับการเขียนกฎความปลอดภัยของฐานข้อมูลเรียลไทม์ของ Firebase ที่มีประสิทธิภาพ ลองพิจารณากฎต่อไปนี้

{
  "rules": {
    // write is allowed for all paths
    ".write": true,
    "widget": {
      // a valid widget must have attributes "color" and "size"
      // allows deleting widgets (since .validate is not applied to delete rules)
      ".validate": "newData.hasChildren(['color', 'size'])",
      "size": {
        // the value of "size" must be a number between 0 and 99
        ".validate": "newData.isNumber() &&
                      newData.val() >= 0 &&
                      newData.val() <= 99"
      },
      "color": {
        // the value of "color" must exist as a key in our mythical
        // /valid_colors/ index
        ".validate": "root.child('valid_colors/' + newData.val()).exists()"
      }
    }
  }
}

เมื่อพิจารณาถึงตัวแปรนี้แล้ว ให้ดูผลลัพธ์ของการดำเนินการเขียนต่อไปนี้

var ref = db.ref("/widget");

// PERMISSION_DENIED: does not have children color and size
ref.set('foo');

// PERMISSION DENIED: does not have child color
ref.set({size: 22});

// PERMISSION_DENIED: size is not a number
ref.set({ size: 'foo', color: 'red' });

// SUCCESS (assuming 'blue' appears in our colors list)
ref.set({ size: 21, color: 'blue'});

// If the record already exists and has a color, this will
// succeed, otherwise it will fail since newData.hasChildren(['color', 'size'])
// will fail to validate
ref.child('size').set(99);

FIRDatabaseReference *ref = [[[FIRDatabase database] reference] child: @"widget"];

// PERMISSION_DENIED: does not have children color and size
[ref setValue: @"foo"];

// PERMISSION DENIED: does not have child color
[ref setValue: @{ @"size": @"foo" }];

// PERMISSION_DENIED: size is not a number
[ref setValue: @{ @"size": @"foo", @"color": @"red" }];

// SUCCESS (assuming 'blue' appears in our colors list)
[ref setValue: @{ @"size": @21, @"color": @"blue" }];

// If the record already exists and has a color, this will
// succeed, otherwise it will fail since newData.hasChildren(['color', 'size'])
// will fail to validate
[[ref child:@"size"] setValue: @99];

var ref = FIRDatabase.database().reference().child("widget")

// PERMISSION_DENIED: does not have children color and size
ref.setValue("foo")

// PERMISSION DENIED: does not have child color
ref.setValue(["size": "foo"])

// PERMISSION_DENIED: size is not a number
ref.setValue(["size": "foo", "color": "red"])

// SUCCESS (assuming 'blue' appears in our colors list)
ref.setValue(["size": 21, "color": "blue"])

// If the record already exists and has a color, this will
// succeed, otherwise it will fail since newData.hasChildren(['color', 'size'])
// will fail to validate
ref.child("size").setValue(99);

FirebaseDatabase database = FirebaseDatabase.getInstance();
DatabaseReference ref = database.getReference("widget");

// PERMISSION_DENIED: does not have children color and size
ref.setValue("foo");

// PERMISSION DENIED: does not have child color
ref.child("size").setValue(22);

// PERMISSION_DENIED: size is not a number
Map<String,Object> map = new HashMap<String, Object>();
map.put("size","foo");
map.put("color","red");
ref.setValue(map);

// SUCCESS (assuming 'blue' appears in our colors list)
map = new HashMap<String, Object>();
map.put("size", 21);
map.put("color","blue");
ref.setValue(map);

// If the record already exists and has a color, this will
// succeed, otherwise it will fail since newData.hasChildren(['color', 'size'])
// will fail to validate
ref.child("size").setValue(99);

# PERMISSION_DENIED: does not have children color and size
curl -X PUT -d 'foo' \
https://docs-examples.firebaseio.com/rest/securing-data/example.json

# PERMISSION DENIED: does not have child color
curl -X PUT -d '{"size": 22}' \
https://docs-examples.firebaseio.com/rest/securing-data/example.json

# PERMISSION_DENIED: size is not a number
curl -X PUT -d '{"size": "foo", "color": "red"}' \
https://docs-examples.firebaseio.com/rest/securing-data/example.json

# SUCCESS (assuming 'blue' appears in our colors list)
curl -X PUT -d '{"size": 21, "color": "blue"}' \
https://docs-examples.firebaseio.com/rest/securing-data/example.json

# If the record already exists and has a color, this will
# succeed, otherwise it will fail since newData.hasChildren(['color', 'size'])
# will fail to validate
curl -X PUT -d '99' \
https://docs-examples.firebaseio.com/rest/securing-data/example/size.json

คราวนี้มาดูโครงสร้างเดียวกัน แต่ใช้กฎ .write แทน .validate กันบ้าง

{
  "rules": {
    // this variant will NOT allow deleting records (since .write would be disallowed)
    "widget": {
      // a widget must have 'color' and 'size' in order to be written to this path
      ".write": "newData.hasChildren(['color', 'size'])",
      "size": {
        // the value of "size" must be a number between 0 and 99, ONLY IF WE WRITE DIRECTLY TO SIZE
        ".write": "newData.isNumber() && newData.val() >= 0 && newData.val() <= 99"
      },
      "color": {
        // the value of "color" must exist as a key in our mythical valid_colors/ index
        // BUT ONLY IF WE WRITE DIRECTLY TO COLOR
        ".write": "root.child('valid_colors/'+newData.val()).exists()"
      }
    }
  }
}

ในตัวแปรนี้ การดำเนินการต่อไปนี้จะสำเร็จ

var ref = new Firebase(URL + "/widget");

// ALLOWED? Even though size is invalid, widget has children color and size,
// so write is allowed and the .write rule under color is ignored
ref.set({size: 99999, color: 'red'});

// ALLOWED? Works even if widget does not exist, allowing us to create a widget
// which is invalid and does not have a valid color.
// (allowed by the write rule under "color")
ref.child('size').set(99);

Firebase *ref = [[Firebase alloc] initWithUrl:URL];

// ALLOWED? Even though size is invalid, widget has children color and size,
// so write is allowed and the .write rule under color is ignored
[ref setValue: @{ @"size": @9999, @"color": @"red" }];

// ALLOWED? Works even if widget does not exist, allowing us to create a widget
// which is invalid and does not have a valid color.
// (allowed by the write rule under "color")
[[ref childByAppendingPath:@"size"] setValue: @99];

var ref = Firebase(url:URL)

// ALLOWED? Even though size is invalid, widget has children color and size,
// so write is allowed and the .write rule under color is ignored
ref.setValue(["size": 9999, "color": "red"])

// ALLOWED? Works even if widget does not exist, allowing us to create a widget
// which is invalid and does not have a valid color.
// (allowed by the write rule under "color")
ref.childByAppendingPath("size").setValue(99)

Firebase ref = new Firebase(URL + "/widget");

// ALLOWED? Even though size is invalid, widget has children color and size,
// so write is allowed and the .write rule under color is ignored
Map<String,Object> map = new HashMap<String, Object>();
map.put("size", 99999);
map.put("color", "red");
ref.setValue(map);

// ALLOWED? Works even if widget does not exist, allowing us to create a widget
// which is invalid and does not have a valid color.
// (allowed by the write rule under "color")
ref.child("size").setValue(99);

# ALLOWED? Even though size is invalid, widget has children color and size,
# so write is allowed and the .write rule under color is ignored
curl -X PUT -d '{size: 99999, color: "red"}' \
https://docs-examples.firebaseio.com/rest/securing-data/example.json

# ALLOWED? Works even if widget does not exist, allowing us to create a widget
# which is invalid and does not have a valid color.
# (allowed by the write rule under "color")
curl -X PUT -d '99' \
https://docs-examples.firebaseio.com/rest/securing-data/example/size.json

ซึ่งแสดงให้เห็นความแตกต่างระหว่างกฎ .write และ .validate ดังที่แสดงให้เห็น กฎทั้งหมดเหล่านี้ควรเขียนโดยใช้ .validate โดยอาจมีข้อยกเว้นสำหรับกฎ newData.hasChildren() ซึ่งจะขึ้นอยู่กับว่าควรอนุญาตให้ลบหรือไม่

กฎที่อิงตามการค้นหา

แม้ว่าคุณจะใช้กฎเป็นตัวกรองไม่ได้ แต่คุณสามารถจำกัดการเข้าถึงข้อมูลชุดย่อยได้โดยใช้พารามิเตอร์การค้นหาในกฎ ใช้นิพจน์ query. ในกฎเพื่อมอบสิทธิ์การอ่านหรือเขียนตามพารามิเตอร์การค้นหา

ตัวอย่างเช่น กฎที่อิงตามการค้นหาต่อไปนี้ใช้กฎความปลอดภัยที่อิงตามผู้ใช้และกฎที่อิงตามการค้นหาเพื่อจำกัดการเข้าถึงข้อมูลในคอลเล็กชัน baskets ให้เฉพาะตะกร้าช็อปปิ้งที่ผู้ใช้ที่ใช้งานอยู่เป็นเจ้าของเท่านั้น

"baskets": {
  ".read": "auth.uid !== null &&
            query.orderByChild === 'owner' &&
            query.equalTo === auth.uid" // restrict basket access to owner of basket
}

การค้นหาต่อไปนี้ซึ่งรวมพารามิเตอร์การค้นหาในกฎจะสำเร็จ

db.ref("baskets").orderByChild("owner")
                 .equalTo(auth.currentUser.uid)
                 .on("value", cb)                 // Would succeed

อย่างไรก็ตาม การค้นหาที่ไม่มีพารามิเตอร์ในกฎจะดำเนินการไม่สำเร็จและแสดงข้อผิดพลาด PermissionDenied ดังนี้

db.ref("baskets").on("value", cb)                 // Would fail with PermissionDenied

นอกจากนี้ คุณยังใช้กฎที่อิงตามการค้นหาเพื่อจำกัดปริมาณข้อมูลที่ไคลเอ็นต์ดาวน์โหลดผ่านการดำเนินการอ่านได้ด้วย

ตัวอย่างเช่น กฎต่อไปนี้จำกัดสิทธิ์การอ่านไว้ที่ผลลัพธ์ 1,000 รายการแรกของคำค้นหาเท่านั้น โดยเรียงตามลำดับความสำคัญ

messages: {
  ".read": "query.orderByKey &&
            query.limitToFirst <= 1000"
}

// Example queries:

db.ref("messages").on("value", cb)                // Would fail with PermissionDenied

db.ref("messages").limitToFirst(1000)
                  .on("value", cb)                // Would succeed (default order by key)

นิพจน์ query. ต่อไปนี้ใช้ได้ในกฎความปลอดภัยของ Realtime Database

ขั้นตอนถัดไป

หลังจากพูดคุยเกี่ยวกับเงื่อนไขแล้ว คุณจะเข้าใจ Security Rules ได้อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นและพร้อมที่จะทำสิ่งต่อไปนี้

ดูวิธีจัดการ Use Case หลัก และดูเวิร์กโฟลว์สำหรับการพัฒนา ทดสอบ และทำให้ Security Rules ใช้งานได้

• ดูข้อมูลเกี่ยวกับSecurity Rules ตัวแปรที่กำหนดไว้ล่วงหน้าทั้งหมดซึ่งคุณใช้สร้างเงื่อนไขได้
• เขียนกฎที่จัดการสถานการณ์ที่พบบ่อย
• ต่อยอดความรู้ด้วยการทบทวนสถานการณ์ที่คุณต้องตรวจหาและหลีกเลี่ยงกฎที่ไม่ปลอดภัย
• ดูข้อมูลเกี่ยวกับชุดโปรแกรมจำลองภายในของ Firebase และวิธีใช้เพื่อทดสอบ Security Rules
• ตรวจสอบวิธีการที่ใช้ได้สำหรับการติดตั้งใช้งาน Security Rules

ดูข้อมูลเกี่ยวกับฟีเจอร์ของ Security Rules ที่มีเฉพาะใน Realtime Database

• ดูวิธีจัดทำดัชนี Realtime Database
• ดู REST API สำหรับการติดตั้งใช้งาน Security Rules