面试题：HBase高级模式下如何设计用户访问权限以保障安全

Question

在HBase的高级模式中，不同用户可能需要访问不同的数据表或数据列。请阐述如何设计一个灵活且安全的用户访问权限系统，以确保只有授权用户能够访问特定的数据。并简要说明相关权限管理涉及的关键组件和操作流程。

Answer 1

设计灵活且安全的用户访问权限系统思路

1. 基于角色的访问控制（RBAC）

   • 角色定义：定义不同的角色，如管理员角色、普通用户角色、数据分析角色等。不同角色对应不同的数据访问权限。例如，管理员角色可能拥有对所有数据表和列的完全访问权限，而普通用户角色可能只能访问特定的几张数据表的部分列。
   • 用户 - 角色关联：将用户与相应的角色进行关联。一个用户可以被赋予多个角色，例如某个用户既是数据分析人员，又有部分管理员权限，就可以同时被赋予数据分析角色和部分管理员角色。

2. 细粒度权限控制

   • 表级权限：可以设置用户或角色对特定表的访问权限，如读（READ）、写（WRITE）、创建（CREATE）、删除（DELETE）等。例如，只允许特定角色对某些敏感数据表有读权限，而禁止写权限。
   • 列族级权限：进一步细化到列族级别，控制对不同列族的访问。比如，财务相关的数据存储在特定列族中，只有财务角色的用户能够访问该列族。
   • 列级权限：最细粒度的控制，可以精确到具体列。某些关键列，如用户密码列，只有管理员角色能访问。

3. 权限继承

   • 角色可以具有层次结构，例如高级数据分析角色继承普通数据分析角色的权限，同时还拥有额外的权限，如对更多高级分析数据的访问权限。这样可以减少权限设置的重复工作，提高管理效率。

4. 安全认证

   • 用户身份验证：采用用户名和密码、Kerberos等方式对用户进行身份验证。只有通过身份验证的用户才能进入权限系统进行后续的权限验证。例如，使用Kerberos进行单点登录，确保用户身份的真实性和安全性。

关键组件

1. 权限存储
   • 元数据存储：可以使用HBase自身的元数据存储来记录权限信息。将用户、角色、表、列族、列等权限相关信息存储在特定的元数据表中。例如，创建一张hbase_permissions表，表中记录每个用户或角色对不同表、列族、列的权限。
   • 外部存储：也可以选择使用外部数据库，如MySQL，来存储权限信息。这种方式便于权限信息的统一管理和复杂查询。例如，在MySQL中创建permissions数据库，包含users（用户信息表）、roles（角色信息表）、table_permissions（表权限表）等多张表来存储权限相关数据。
2. 权限验证模块
   • 该模块负责在用户访问数据时，根据用户身份和请求的数据，查询权限存储组件，判断用户是否有权限访问。例如，当用户发起对某张表的读请求时，权限验证模块会检查用户对应的角色是否有该表的读权限。

操作流程

1. 用户认证
   • 用户通过客户端工具（如HBase shell、Java API等）发起请求。
   • 客户端将用户提供的身份信息（如用户名和密码）发送到认证服务器（如Kerberos服务器）进行验证。
   • 认证服务器验证通过后，返回一个认证令牌给客户端。
2. 权限验证
   • 客户端携带认证令牌向HBase服务端发起数据访问请求，如读取某张表的数据。
   • HBase服务端接收到请求后，将请求转发给权限验证模块。
   • 权限验证模块根据请求中的用户信息（从认证令牌获取）和请求的数据（表名、列族、列等），查询权限存储组件（如HBase元数据存储或外部MySQL数据库）。
   • 如果查询结果表明用户有权限访问，则允许请求继续执行，HBase服务端返回相应数据；如果用户没有权限，则返回权限不足的错误信息。
3. 权限管理操作
   • 添加用户：管理员通过管理工具（如HBase shell自定义命令或外部管理系统）向权限存储组件（如HBase元数据表或MySQL数据库）添加新用户信息，并可将用户与相应角色关联。
   • 修改权限：管理员可以修改用户或角色的权限。例如，给某个角色添加对新表的访问权限，在权限存储组件中更新相应记录。
   • 删除用户或角色：管理员删除用户或角色时，在权限存储组件中删除对应的记录，同时清理相关的权限关联信息。