面试题：CouchDB设计文档安全访问控制中复杂权限逻辑的实现

Question

假设在一个多用户协作的CouchDB项目中，存在多个用户组，每个用户组对设计文档有不同的增删改查权限组合，且部分权限还依赖于文档中的某些字段值。请详细描述如何设计并实现这种复杂的安全访问控制逻辑。

Answer 1

1. 权限模型设计

• 用户组定义：在CouchDB中，可以利用CouchDB的安全机制，将用户按其角色划分到不同的用户组中。例如，通过CouchDB的_users数据库来管理用户信息，每个用户文档可以包含其所属用户组的信息。
• 权限类型定义：
  • 增加权限：允许用户在设计文档中添加新的设计元素，如视图、函数等。
  • 删除权限：允许用户删除设计文档中的特定元素。
  • 修改权限：允许用户修改设计文档中已有元素的内容。
  • 查询权限：允许用户查看设计文档及其相关内容。
• 字段依赖权限：对于依赖文档字段值的权限，例如只有当文档中status字段为approved时，某个用户组才有修改权限。这需要在权限逻辑中引入对文档字段值的检查。

2. 实现方式

• 使用CouchDB的安全机制：
  • 用户认证：CouchDB支持多种认证方式，如基本认证、基于Cookie的认证等。首先确保用户在访问数据库之前进行正确的认证。可以通过在_config文件中配置认证相关参数，例如启用基本认证：

[httpd]
WWW-Authenticate = Basic realm="Restricted Area"

- **角色和权限分配**：在CouchDB的数据库安全设置中，为不同用户组分配不同的角色，并为这些角色赋予相应的权限。例如，在数据库的`_security`文档中：

{
    "admins": {
        "names": [],
        "roles": ["admin"]
    },
    "members": {
        "names": [],
        "roles": ["developer", "viewer"]
    }
}

这里admin角色可能具有所有权限，developer角色可能具有增删改权限，viewer角色只有查询权限。

• 基于文档字段的权限控制：
  • 使用验证函数：CouchDB支持在设计文档中编写验证函数。例如，对于依赖status字段的权限，可以编写如下验证函数：

function(newDoc, oldDoc, userCtx) {
    if (userCtx.roles.indexOf('developer')!== -1) {
        if (newDoc.status === 'approved' || oldDoc && oldDoc.status === 'approved') {
            return true;
        } else {
            throw({forbidden: 'You can only modify when status is approved'});
        }
    }
    return true;
}

将这个验证函数关联到相应的设计文档，这样在进行增删改操作时，CouchDB会自动调用这个函数进行权限验证。

• 查询权限的实现：
  • 视图权限控制：对于查询权限，可以通过在视图设计中进行控制。例如，只允许具有特定角色的用户访问某些视图。在视图的map函数中，可以添加对用户角色的检查：

function(doc) {
    if (doc.type === 'design_doc' && userCtx.roles.indexOf('viewer')!== -1) {
        emit(doc._id, doc);
    }
}

这样只有viewer角色的用户能够通过这个视图查询设计文档。

3. 测试与维护

• 测试：
  • 单元测试：针对每个权限逻辑，例如验证函数、视图权限控制等，编写单元测试。可以使用CouchDB提供的测试框架，如couchapp中的测试功能，确保权限逻辑按预期工作。
  • 集成测试：模拟多用户协作场景，测试不同用户组在不同文档状态下的增删改查操作，确保整个安全访问控制逻辑在实际应用中能够正确运行。
• 维护：
  • 权限更新：当项目需求发生变化，需要更新用户组的权限时，要谨慎修改_security文档、验证函数和视图权限控制等相关部分，确保不影响现有功能且新权限逻辑正确生效。
  • 监控与审计：可以通过CouchDB的日志功能，监控用户的访问操作，审计是否有权限滥用等异常情况，及时发现并解决安全问题。