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Arbeiten mit Trusted Language Extensions für PostgreSQL

Trusted Language Extensions für PostgreSQL ist ein Open-Source-Entwicklungskit für die Erstellung von PostgreSQL-Erweiterungen. Es ermöglicht Ihnen, leistungsstarke PostgreSQL-Erweiterungen zu erstellen und diese sicher auf Ihrer PostgreSQL-DB-Instance auszuführen. Mithilfe von Trusted Language Extensions (TLE) für PostgreSQL können Sie PostgreSQL-Erweiterungen erstellen, die dem dokumentierten Ansatz zur Erweiterung der PostgreSQL-Funktionalität folgen. Weitere Informationen finden Sie unter Packaging Related Objects in a Extension in der PostgreSQL-Dokumentation.

Ein wesentlicher Vorteil von TLE besteht darin, dass Sie es in Umgebungen verwenden können, die keinen Zugriff auf das der PostgreSQL-Instance zugrunde liegende Dateisystem bieten. Bisher war für die Installation einer neuen Erweiterung Zugriff auf das Dateisystem erforderlich. Mit TLE entfällt diese Einschränkung. Es bietet eine Entwicklungsumgebung für die Erstellung neuer Erweiterungen für jede PostgreSQL-Datenbank, einschließlich solcher, die auf Ihren DB-Instances von RDS für PostgreSQL ausgeführt werden.

TLE wurde entwickelt, um den Zugriff auf unsichere Ressourcen für die Erweiterungen zu verhindern, die Sie mit TLE erstellen. Die Laufzeitumgebung begrenzt die Auswirkungen eines Erweiterungsdefekts auf eine einzelne Datenbankverbindung. TLE verleiht Datenbankadministratoren auch eine detaillierte Kontrolle darüber, wer Erweiterungen installieren kann, und bietet ein Berechtigungsmodell für deren Ausführung.

TLE wird von den folgenden RDS-for-PostgreSQL-Versionen unterstützt:

Die Entwicklungsumgebung und Laufzeit von Trusted Language Extensions sind als pg_tle-PostgreSQL-Erweiterung, Version 1.0.1, verpackt. Es unterstützt die Erstellung von Erweiterungen in Perl JavaScript, Tcl, PL/pgSQL und SQL. Sie installieren die pg_tle-Erweiterung in Ihrer DB-Instance von RDS für PostgreSQL auf die gleiche Weise wie andere PostgreSQL-Erweiterungen. Nach der Einrichtung von pg_tle können Entwickler damit neue PostgreSQL-Erweiterungen, sogenannte TLE-Erweiterungen, erstellen.

In den folgenden Themen finden Sie Informationen darüber, wie Sie Trusted Language Extensions einrichten und Ihre eigenen TLE-Erweiterungen erstellen.

Terminologie

Sehen Sie sich das folgende Glossar und die in diesem Thema verwendeten Begriffe an, damit Sie Trusted Language Extensions besser verstehen.

Anforderungen für die Verwendung von Trusted Language Extensions für PostgreSQL

Beachten Sie die folgenden Anforderungen für die Einrichtung und Verwendung des TLE-Entwicklungskits.

Erstellen und Anwenden einer benutzerdefinierten DB-Parametergruppe

Verwenden Sie die folgenden Schritte, um eine benutzerdefinierte DB-Parametergruppe zu erstellen und Ihre DB-Instance von RDS für PostgreSQLInstance für ihre Verwendung zu konfigurieren.

Weitere Informationen finden Sie unter Parametergruppen für Amazon RDS.

Einrichten von Trusted Language Extensions in Ihrer DB-Instance von RDS für PostgreSQL

Bei den folgenden Schritten wird davon ausgegangen, dass Ihre DB-Instance von RDS für PostgreSQL einer benutzerdefinierten DB-Parametergruppe zugeordnet ist. Sie können das AWS Management Console oder das AWS CLI für diese Schritte verwenden.

Wenn Sie Trusted Language Extensions in Ihrer DB-Instance von RDS für PostgreSQL einrichten, installieren Sie sie in einer bestimmten Datenbank, damit sie von den Datenbankbenutzern verwendet werden kann, die über Berechtigungen für diese Datenbank verfügen.

Übersicht über Trusted Language Extensions für PostgreSQL

Trusted Language Extensions für PostgreSQL ist eine PostgreSQL-Erweiterung, die Sie in Ihrer DB-Instance von RDS für PostgreSQL auf die gleiche Weise installieren, wie Sie andere PostgreSQL-Erweiterungen einrichten. In der folgenden Abbildung einer Beispieldatenbank im pgAdmin-Client-Tool können Sie einige der Komponenten sehen, aus denen die pg_tle-Erweiterung besteht.

Sie können die folgenden Details sehen.

Das pg_tle-Erweiterungspaket umfasst außerdem folgende Komponenten:

Erstellen von TLE-Erweiterungen für RDS für PostgreSQL

Sie können alle Erweiterungen, die Sie mit TLE erstellen, in in jeder beliebigen DB-Instance von RDS für PostgreSQL installieren, sofern die die pg_tle-Erweiterung darauf installiert ist. Die pg_tle-Erweiterung ist auf die PostgreSQL-Datenbank beschränkt, in der sie installiert ist. Die Erweiterungen, die Sie mit TLE erstellen, sind auf dieselbe Datenbank ausgelegt.

Verwenden Sie die verschiedenen pgtle-Funktionen, um den Code zu installieren, aus dem Ihre TLE-Erweiterung besteht. Die folgenden Funktionen von Trusted Language Extensions erfordern alle die pgtle_admin-Rolle.

Beispiel: Erstellen einer Trusted Language Extension mit SQL

Das folgende Beispiel zeigt Ihnen, wie Sie eine TLE-Erweiterung namens pg_distance erstellen, die einige SQL-Funktionen für die Berechnung von Entfernungen mit verschiedenen Formeln enthält. In der Liste finden Sie die Funktion zur Berechnung der Manhattan-Distanz und die Funktion zur Berechnung des euklidischen Abstands. Weitere Informationen zum Unterschied zwischen diesen Formeln finden Sie unter Taxi-Geometerie und Euklidische Geometrie in Wikipedia.

Sie können dieses Beispiel in Ihrer eigenen DB-Instance von RDS für PostgreSQL verwenden, wenn Sie die pg_tle-Erweiterung wie unter Einrichten von Trusted Language Extensions in Ihrer DB-Instance von RDS für PostgreSQL beschrieben eingerichtet haben.

Die pg_distance-Erweiterung lädt die Funktionen in die Datenbank und stellt sie allen Benutzern mit Berechtigungen für die Datenbank zur Verfügung.

Ändern Ihrer TLE-Erweiterung

Um die Abfrageleistung für die in dieser TLE-Erweiterung enthaltenen Funktionen zu verbessern, fügen Sie ihren Spezifikationen die beiden folgenden PostgreSQL-Attribute hinzu.

Im folgenden Beispiel können Sie sehen, wie die pgtle.install_update_path-Funktion verwendet wird, um diese Attribute jeder Funktion hinzuzufügen, um eine Version 0.2 der pg_distance-TLE-Erweiterung zu erstellen. Weitere Informationen zu dieser Funktion finden Sie unter pgtle.install_update_path. Sie benötigen die pgtle_admin Rolle, um diese Aufgabe auszuführen.

Löschen Ihrer TLE-Erweiterungen aus einer Datenbank

Sie können Ihre TLE-Erweiterungen löschen, indem Sie den DROP EXTENSION-Befehl auf die gleiche Weise wie für andere PostgreSQL-Erweiterungen verwenden. Durch das Löschen der Erweiterung werden die Installationsdateien, aus denen die Erweiterung besteht, nicht entfernt, sodass Benutzer die Erweiterung neu erstellen können. Gehen Sie wie folgt in zwei Schritten vor, um die Erweiterung und ihre Installationsdateien zu entfernen.

Deinstallieren von Trusted Language Extensions für PostgreSQL

Wenn Sie keine eigenen TLE-Erweiterungen mehr mit TLE erstellen möchten, können Sie die pg_tle-Erweiterung löschen und alle Artefakte entfernen. Diese Aktion beinhaltet das Löschen aller TLE-Erweiterungen in der Datenbank und das Entfernen despgtle-Schemas.

Verwenden von PostgreSQL-Haken mit Ihren TLE-Erweiterungen

Ein Haken ist ein in PostgreSQL verfügbarer Callback-Mechanismus, der es Entwicklern ermöglicht, benutzerdefinierte Funktionen oder andere Routinen während regulärer Datenbankoperationen aufzurufen. Das TLE-Entwicklungskit unterstützt PostgreSQL-Haken, sodass Sie benutzerdefinierte Funktionen zur Laufzeit in das PostgreSQL-Verhalten integrieren können. Sie können beispielsweise einen Haken verwenden, um den Authentifizierungsprozess mit Ihrem eigenen benutzerdefinierten Code zu verknüpfen oder um den Planungs- und Ausführungsprozess für Abfragen Ihren spezifischen Bedürfnissen entsprechend anzupassen.

Ihre TLE-Erweiterungen können Haken verwenden. Wenn ein Haken einen globalen Gültigkeitsbereich hat, gilt er für alle Datenbanken. Wenn Ihre TLE-Erweiterung einen globalen Haken verwendet, müssen Sie Ihre TLE-Erweiterung daher in allen Datenbanken erstellen, auf die Ihre Benutzer zugreifen können.

Wenn Sie die pg_tle-Erweiterung verwenden, um Ihre eigenen Trusted Language Extensions zu erstellen, können Sie die verfügbaren Haken einer SQL-API verwenden, um die Funktionen Ihrer Erweiterung zu erstellen. Sie sollten alle Haken bei pg_tle registrieren. Für einige Haken müssen Sie möglicherweise auch verschiedene Konfigurationsparameter festlegen. Der passcode-Prüfungshaken kann beispielsweise auf ein, aus oder erforderlich festgelegt werden. Weitere Hinweise zu den spezifischen Anforderungen für verfügbare pg_tle-Haken finden Sie unter Hakenreferenz für Trusted Language Extensions für PostgreSQL.

Beispiel: Erstellen einer Erweiterung, die einen PostgreSQL-Haken verwendet

Das in diesem Abschnitt besprochene Beispiel verwendet einen PostgreSQL-Haken, um das bei bestimmten SQL-Vorgängen angegebene Passwort zu überprüfen, und verhindert, dass Datenbankbenutzer ihre Passwörter auf eines der in der password_check.bad_passwords-Tabelle enthaltenen Passwörter festlegen. Die Tabelle enthält die zehn am häufigsten verwendeten, aber leicht zu knackenden Optionen für Passwörter.

Um dieses Beispiel in Ihrer DB-Instance von RDS für PostgreSQL einzurichten, müssen Sie Trusted Language Extensions bereits installiert haben. Details hierzu finden Sie unter Einrichten von Trusted Language Extensions in Ihrer DB-Instance von RDS für PostgreSQL.

Der Haken für die Passwortüberprüfung ist jetzt aktiv. Sie können dies testen, indem Sie eine neue Rolle erstellen und eines der schwachen Passwörter verwenden, wie im folgenden Beispiel gezeigt.

CREATE ROLE test_role PASSWORD 'password';
ERROR:  Cannot use passwords from the common password dictionary
CONTEXT:  PL/pgSQL function password_check.passcheck_hook(text,text,pgtle.password_types,timestamp with time zone,boolean) line 21 at RAISE
SQL statement "SELECT password_check.passcheck_hook(
    $1::pg_catalog.text, 
    $2::pg_catalog.text, 
    $3::pgtle.password_types, 
    $4::pg_catalog.timestamptz, 
    $5::pg_catalog.bool)"

Die Ausgabe wurde zur besseren Lesbarkeit formatiert.

Das folgende Beispiel zeigt, dass das interaktive pgsql-Metabefehlverhalten \password auch vom password_check-Haken beeinflusst wird.

postgres=> SET password_encryption TO 'md5';
SET
postgres=> \password
Enter new password for user "postgres":*****
Enter it again:*****
ERROR:  Cannot use passwords from the common password dictionary
CONTEXT:  PL/pgSQL function password_check.passcheck_hook(text,text,pgtle.password_types,timestamp with time zone,boolean) line 12 at RAISE
SQL statement "SELECT password_check.passcheck_hook($1::pg_catalog.text, $2::pg_catalog.text, $3::pgtle.password_types, $4::pg_catalog.timestamptz, $5::pg_catalog.bool)"

Sie können diese TLE-Erweiterung löschen und ihre Quelldateien deinstallieren, wenn Sie möchten. Weitere Informationen finden Sie unter Löschen Ihrer TLE-Erweiterungen aus einer Datenbank.

Liste der Hakencodes für die Passwortüberprüfung

Der hier gezeigte Beispielcode definiert die Spezifikation für die my_password_check_rules-TLE-Erweiterung. Wenn Sie diesen Code kopieren und in Ihre Datenbank einfügen, wird der Code für die my_password_check_rules-Erweiterung in die Datenbank geladen und der password_check-Haken für die Verwendung durch die Erweiterung registriert.

SELECT pgtle.install_extension (
  'my_password_check_rules',
  '1.0',
  'Do not let users use the 10 most commonly used passwords',
$_pgtle_$
  CREATE SCHEMA password_check;
  REVOKE ALL ON SCHEMA password_check FROM PUBLIC;
  GRANT USAGE ON SCHEMA password_check TO PUBLIC;

  CREATE TABLE password_check.bad_passwords (plaintext) AS
  VALUES
    ('123456'),
    ('password'),
    ('12345678'),
    ('qwerty'),
    ('123456789'),
    ('12345'),
    ('1234'),
    ('111111'),
    ('1234567'),
    ('dragon');
  CREATE UNIQUE INDEX ON password_check.bad_passwords (plaintext);

  CREATE FUNCTION password_check.passcheck_hook(username text, password text, password_type pgtle.password_types, valid_until timestamptz, valid_null boolean)
  RETURNS void AS $$
    DECLARE
      invalid bool := false;
    BEGIN
      IF password_type = 'PASSWORD_TYPE_MD5' THEN
        SELECT EXISTS(
          SELECT 1
          FROM password_check.bad_passwords bp
          WHERE ('md5' || md5(bp.plaintext || username)) = password
        ) INTO invalid;
        IF invalid THEN
          RAISE EXCEPTION 'Cannot use passwords from the common password dictionary';
        END IF;
      ELSIF password_type = 'PASSWORD_TYPE_PLAINTEXT' THEN
        SELECT EXISTS(
          SELECT 1
          FROM password_check.bad_passwords bp
          WHERE bp.plaintext = password
        ) INTO invalid;
        IF invalid THEN
          RAISE EXCEPTION 'Cannot use passwords from the common common password dictionary';
        END IF;
      END IF;
    END
  $$ LANGUAGE plpgsql SECURITY DEFINER;

  GRANT EXECUTE ON FUNCTION password_check.passcheck_hook TO PUBLIC;

  SELECT pgtle.register_feature('password_check.passcheck_hook', 'passcheck');
$_pgtle_$
);

Verwendung benutzerdefinierter Datentypen in TLE

PostgreSQL unterstützt Befehle zur Registrierung neuer Basistypen (auch bekannt als Skalartypen), um komplexe Datenstrukturen in Ihrer Datenbank effizient zu handhaben. Mit einem Basistyp können Sie anpassen, wie die Daten intern gespeichert werden und wie sie in und aus einer externen Textdarstellung konvertiert werden. Diese benutzerdefinierten Datentypen sind nützlich, wenn PostgreSQL erweitert wird, um funktionale Domains zu unterstützen, in denen ein integrierter Typ wie Zahl oder Text keine ausreichende Suchsemantik bieten kann.

Mit RDS für PostgreSQL können Sie benutzerdefinierte Datentypen in Ihrer Trusted Languages Extension erstellen und Funktionen definieren, die SQL- und Indexoperationen für diese neuen Datentypen unterstützen. Benutzerdefinierte Datentypen sind für die folgenden Versionen verfügbar:

Weitere Informationen finden Sie unter Trusted Language Base-Typen.