数据库审计方案简介和功能对比

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本文介绍数据库审计功能，用户可借此掌握服务器运行状况，阿里云也上架了SQL审计产品。详细阐述了多种实现数据库审计的方式，包括MySQL自带日志功能、数据库插件形式、旁路机制，并对这些方式进行了功能上的详细对比。

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数据库审计方案简介和功能对比

通过数据库审计的功能，用户可以准实时的掌握当前服务器的运行状况，包括：热点表，热点数据，用户访问情况，请求方式，数据库响应时间，客户端来源IP等。阿里云在前段时间也上架了自己的SQL审计产品，供用户选择购买此项服务。实现数据库审计的方式也是多种多样，包括：MySQL普通/慢日志，数据库审计插件，网络捕获。本文将会对这些方式进行功能上的详细对比。

1. MySQL自带日志功能

MySQL可以通过开启普通日志，或者将慢日志开启的方式进行审计。

1.1 普通日志

开启普通日志来进行SQL审计的方式非常简单，这是MySQL所有分支都支持的功能，如下：

set global general_log=1;

general log可以选择保存在文件中，也可以选择保存在表中，可以通过如下参数进行设置：

log_output = 'file'  //报存在文件中
log_output = 'table' //保存到表中

在文件中的输出格式为

2019-06-12T14:25:54.306179+08:00	 4620 Query	SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=8866695
2019-06-12T14:25:54.306223+08:00	 4622 Query	SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=9972289
2019-06-12T14:25:54.306274+08:00	 4667 Query	DELETE FROM sbtest1 WHERE id=10090252
2019-06-12T14:25:54.304255+08:00	 4644 Query	SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=9977380
2019-06-12T14:25:54.305245+08:00	 4638 Query	SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=10008275
2019-06-12T14:25:54.306325+08:00	 4630 Query	SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=10044671
2019-06-12T14:25:54.305315+08:00	 4616 Query	SELECT SUM(K) FROM sbtest1 WHERE id BETWEEN 10031041 AND 10031140
2019-06-12T14:25:54.306345+08:00	 4615 Query	SELECT c FROM sbtest1 WHERE id BETWEEN 14539431 AND 14539530 ORDER BY c
2019-06-12T14:25:54.306360+08:00	 4614 Query	SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=9953983
2019-06-12T14:25:54.306373+08:00	 4646 Query	SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=10098988

在表中的输出格式为

mysql> select * from general_log limit 100,10;
+----------------------------+-------------------------------------+-----------+-----------+--------------+-----------------------------------------+
| event_time                 | user_host                           | thread_id | server_id | command_type | argument                                |
+----------------------------+-------------------------------------+-----------+-----------+--------------+-----------------------------------------+
| 2019-05-22 11:28:23.640542 | [sysbench] @  [100.110.0.8]         |    127625 |  11013308 | Connect      | sysbench@100.110.0.8 on d1 using TCP/IP |
| 2019-05-22 11:28:23.640549 | [sysbench] @  [100.110.0.8]         |    127623 |  11013308 | Connect      | sysbench@100.110.0.8 on d1 using TCP/IP |
| 2019-05-22 11:28:23.640573 | sysbench[sysbench] @  [100.110.0.8] |    127569 |  11013308 | Query        | BEGIN                                   |
| 2019-05-22 11:28:23.640585 | sysbench[sysbench] @  [100.110.0.8] |    127571 |  11013308 | Query        | BEGIN                                   |
| 2019-05-22 11:28:23.640565 | [sysbench] @  [100.110.0.8]         |    127626 |  11013308 | Connect      | sysbench@100.110.0.8 on d1 using TCP/IP |
| 2019-05-22 11:28:23.640574 | [sysbench] @  [100.110.0.8]         |    127627 |  11013308 | Connect      | sysbench@100.110.0.8 on d1 using TCP/IP |
| 2019-05-22 11:28:23.640589 | [sysbench] @  [100.110.0.8]         |    127629 |  11013308 | Connect      | sysbench@100.110.0.8 on d1 using TCP/IP |
| 2019-05-22 11:28:23.640598 | [sysbench] @  [100.110.0.8]         |    127628 |  11013308 | Connect      | sysbench@100.110.0.8 on d1 using TCP/IP |
| 2019-05-22 11:28:23.640639 | sysbench[sysbench] @  [100.110.0.8] |    127554 |  11013308 | Query        | SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=10801288 |
| 2019-05-22 11:28:23.640639 | sysbench[sysbench] @  [100.110.0.8] |    127560 |  11013308 | Query        | SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=9712647  |
+----------------------------+-------------------------------------+-----------+-----------+--------------+-----------------------------------------+

1.2 通过慢日志

慢日志本身的目的是为了记录存在性能问题的SQL，但是通过参数设置也可以用来进行审计的功能,如下：

set global min_examined_row_limit = 0;
set global log_queries_not_using_indexes=on;
set global long_query_time=0;
set global log_slow_admin_statements = 0;
set global slow_query_log = on;

输出日志格式为：

# Time: 2019-06-17T10:34:58.064103+08:00
# User@Host: root[root] @ localhost []  Id:     7
# Query_time: 0.000534  Lock_time: 0.000216 Rows_sent: 1  Rows_examined: 1
SET timestamp=1560738898;
select * from test_order_by_limit limit 1;
# Time: 2019-06-17T10:34:59.668562+08:00
# User@Host: root[root] @ localhost []  Id:     7
# Query_time: 0.000726  Lock_time: 0.000235 Rows_sent: 10  Rows_examined: 10
SET timestamp=1560738899;
select * from test_order_by_limit limit 10;

2. 数据库插件形式

通过MySQL插件，进行用户操作的审计,包括Oracle MySQL企业版，MariaDB/Percona分支中的审计插件。

2.1 Oracle MySQL 企业版审计插件

//安装
install plugin audit_log soname 'audit_log.so';

提供的参数(最新版本可能添加了更多的参数)

mysql> show global variables like '%audit%';
+-----------------------------+--------------+
| Variable_name               | Value        |
+-----------------------------+--------------+
| audit_log_buffer_size       | 1048576      |
| audit_log_connection_policy | ALL          |
| audit_log_current_session   | OFF          |
| audit_log_exclude_accounts  |              |
| audit_log_file              | audit.log    |
| audit_log_flush             | OFF          |
| audit_log_format            | NEW          |
| audit_log_include_accounts  |              |
| audit_log_policy            | ALL          |
| audit_log_rotate_on_size    | 0            |
| audit_log_statement_policy  | ALL          |
| audit_log_strategy          | ASYNCHRONOUS |
+-----------------------------+--------------+
12 rows in set (0.00 sec)

目前下载到的版本的记录的数据格式为xml形式，如下:

<AUDIT_RECORD>
  <TIMESTAMP>2019-06-13T01:47:55 UTC</TIMESTAMP>
  <RECORD_ID>138_2019-06-13T01:23:29</RECORD_ID>
  <NAME>Query</NAME>
  <CONNECTION_ID>1912</CONNECTION_ID>
  <STATUS>0</STATUS>
  <STATUS_CODE>0</STATUS_CODE>
  <USER>sysbench[sysbench] @  [100.110.0.8]</USER>
  <OS_LOGIN/>
  <HOST/>
  <IP>100.110.0.8</IP>
  <COMMAND_CLASS>select</COMMAND_CLASS>
  <SQLTEXT>SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=11469792</SQLTEXT>
 </AUDIT_RECORD>

2.2 Percona插件

Percona的MySQL分支中自带了审计插件，但是测试发现，其并不兼容Oracle MySQL，所以本文不在过多描述。

2.3 MariaDB插件

MariaDB的审计插件是完全兼容Oracle MySQL版本的。可以通过如下命令进行插件安装：

mysql> install plugin server_audit soname 'server_audit.so';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

通过全局变量控制是否开启审计日志

set global server_audit_logging = ON;

日志默认输出到datadir下，格式为

20190612 14:45:27,100-110-0-9,sysbench,100.110.0.8,4726,74697,QUERY,d1,'SELECT c FROM sbtest1 WHERE id BETWEEN 10094876 AND 10094975',0
20190612 14:45:27,100-110-0-9,sysbench,100.110.0.8,4751,74723,QUERY,d1,'SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=10036027',0
20190612 14:45:27,100-110-0-9,sysbench,100.110.0.8,4768,74750,QUERY,d1,'SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=10089548',0
20190612 14:45:27,100-110-0-9,sysbench,100.110.0.8,4718,74628,QUERY,d1,'SELECT DISTINCT c FROM sbtest1 WHERE id BETWEEN 9975155 AND 9975254 ORDER BY c',0
20190612 14:45:27,100-110-0-9,sysbench,100.110.0.8,4752,74680,QUERY,d1,'SELECT SUM(K) FROM sbtest1 WHERE id BETWEEN 10054577 AND 10054676',0
20190612 14:45:27,100-110-0-9,sysbench,100.110.0.8,4753,74728,QUERY,d1,'SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=7355484',0
20190612 14:45:27,100-110-0-9,sysbench,100.110.0.8,4773,74755,QUERY,d1,'SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=10081613',0
20190612 14:45:27,100-110-0-9,sysbench,100.110.0.8,4751,74757,QUERY,d1,'SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=9982230',0
20190612 14:45:27,100-110-0-9,sysbench,100.110.0.8,4727,74734,QUERY,d1,'SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=10077292',0
20190612 14:45:27,100-110-0-9,sysbench,100.110.0.8,4749,74691,QUERY,d1,'SELECT c FROM sbtest1 WHERE id=10059306',0
20190612 14:45:27,100-110-0-9,sysbench,100.110.0.8,4741,74711,QUERY,d1,'UPDATE sbtest1 SET k=k+1 WHERE id=10148860',0

3. 旁路机制

通过抓取网络请求，再根据MySQL协议解析出想要的数据。

3.1 vc-mysql-sniffer

这是一家位于美国华盛顿的数据库性能监控服务公司提供的产品，并不开源，但是二进制版本的程序可以在官网下载使用。

使用方式

./vc-mysql-sniffer -binding="[::]:13308" -show-database-changes="true" -output="/data/sniffer.log"

其功能是捕获MySQL的网络数据包，并解析成SQL语句，可以报存在文件中。
其输出的日志格式如下

# Time: 052319 10:32:53.354677
# User@Host: unknown_user[unknown_user] @ 100.110.0.8:63967 []
# Query_time: 0.000000
USE `unknown_database`

他们有配套的dashboard用来展示监控数据，但是官网没有提供下载。
在这里插入图片描述

3.2 奇虎360开源产品mysql-sniffer

MySQL Sniffer 是一个基于 MySQL 协议的抓包工具，实时抓取 MySQLServer 端或 Client 端请求，并格式化输出。输出内容包括访问时间、访问用户、来源 IP、访问 Database、命令耗时、返回数据行数、执行语句等。有批量抓取多个端口，后台运行，日志分割等多种使用方式，操作便捷，输出友好。
如下：

mysql-sniffer -i eth0 -p 3306
2017-02-23 14:47:45	 testuser	 10.xx.xx.xx	 NULL	          0ms	          1	 select @@version_comment limit 1
2017-02-23 14:47:45	 testuser	 10.xx.xx.xx	 NULL	          0ms	          1	 select USER()
2017-02-23 14:47:48	 testuser	 10.xx.xx.xx	 NULL	          0ms	         13	 show databases
2017-02-23 14:47:51	 testuser	 10.xx.xx.xx	 NULL	          0ms	          1	 SELECT DATABASE()
2017-02-23 14:47:51	 testuser	 10.xx.xx.xx	 mysql	          0ms	          0	 use mysql
2017-02-23 14:47:53	 testuser	 10.xx.xx.xx	 mysql	          0ms	         29	 show tables
2017-02-23 14:47:54	 testuser	 10.xx.xx.xx	 mysql	          0ms	          1	 select 1
2017-02-23 14:48:01	 testuser1	 10.xx.xx.xx	 NULL	          0ms	          0	 set autocommit=1
2017-02-23 14:48:01	 testuser1	 10.xx.xx.xx	 NULL	          0ms	          0	 set autocommit=1

4. 功能对比

方式数据格式是否开源是否记录SQL时间消耗是否记录用户是否记录来源IP是否记录数据库是否记录错误
general log文本是否是是否否
slow log文本是是是是否否
Oracle企业版审计插件xml/json否否是是否是
MariaDB审计插件文本字符串是否是是是是
vc-mysql-sniffer文本否是是*是是否
奇虎360 mysql-sniffer文本是是是*是是否
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