数仓工具—Hive进阶之权限管理(7)

Hive 权限管理

权限管理是为了验证某个用户是否有执行某项操作的权限，安全认证是为了认证用户是合法用户，今天我们主要介绍的是权限管理而不是安全认证

集群安全下需求：

• 支持多组件，最好能支持当前大数据技术栈的主要组件，HDFS、HBASE、HIVE、 YARN、KAFKA等
• 支持细粒度的权限控制，可以达到HIVE列，HDFS目录，HBASE列,YARN队列
• 开源，社区活跃，按照现有的集群情况改动尽可能的小，而且要符合业界的趋势。

现有方案：

• Hadoop、Hive本 身的权限控制
• Kerberos安全认证
• Apache Ranger权限管理方案

Hadoop 和 Hive 自带的权限认证

Hadoop权限：

• Hadoop分布式文件系统实现了一个和POSIX系统类似的文件和目录的权限模型
• 每个文件和目录有一个所有者（owner）和一个组（group）
• 文件或目录对其所有者、同组的其他用户以及所有其他用户分别有着不同的权限
• 文件或目录操作都传递路径名给NameNode，对路径做权限检查
• 启动NameNode的用户是超级用户，能够通过所有的权限检查
• 通过配置可以指定一组特定的用户为超级用户

Hive可以利用Hadoop的文件系统进行权限管理，实现原理就是判断当前用户是否有操作文件的权限

Hive默认的权限控制并不是完全安全的。hive的权限控制是为了防止用户不小心做了不合适的操作。

三种授权模型

1、Storage Based Authorization in the Metastore Server
基于存储的授权 - 可以对Metastore中的元数据进行保护，但是没有提供更加细粒度的访问控制（例如：列级别、行级别）。
2、SQL Standards Based Authorization in HiveServer2
基于SQL标准的Hive授权 - 完全兼容SQL的授权模型，推荐使用该模式。基于 SQL 标准的完全兼容 SQL 的授权模型，除支持对于用户的授权认证，还支持角色 role 的授权认证

role 可理解为是一组权限的集合，通过 role 为用户授权一个用户可以具有一个或多个角色,默认包含两种角色：public、admin

通过hiveserver2的方式访问hive数据,默认提供两种角色：public和admin，所有用户默认属于角色public，而授权则必须是具有角色admin的用户才可以完成（普通用户仅可以将自己获得的权限授权给其它用户）

因此我们必须添加至少一个用户拥有角色admin，创建/删除角色命令用户和组使用的是Linux机器上的用户和组，而角色必须自己(hive)创建。

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public 用户有执行授权操作的权限,但是默认情况下public 用户是没有创建表的权限的

3、Default Hive Authorization (Legacy Mode)
hive默认授权 - 设计目的仅仅只是为了防止用户产生误操作，而不是防止恶意用户访问未经授权的数据

Default Hive Authorization (Legacy Mode)

Hive默认的权限控制并不是完全安全的。hive的权限控制是为了防止用户不小心做了不合适的操作。而不是组织非法用户访问数据

这是因为这种权限管理机制是不完善的，它并没有权限校验的机制，例如你执行grant 操作，它并不去检测你是否有权限，它的检测发生在SQL编译的阶段。

Storage Based Authorization in the Metastore Server

Hive早期版本是通过Linux的用户和用户组来控制用户权限，无法对Hive表的CREATE、SELECT、DROP等操作进行控制。现Hive基于元数据库来管理多用户并控制权限。数据分为元数据和数据文件两部分，元数据存储在mysql，而数据文件则是HDFS，控制元数据即控制可访问的数据文件。

通过Hcatcalog API访问hive数据的方式，实际是通过访问metastore元数据的形式访问hive数据，这类有MapReduce，Impala，Pig，Spark SQL，Hive Command line等方式，其实就是说这个权限控制发生在和Metastore服务交互的时候，实现方式就是在调用Metastore Api 的时候实现权限校验，主要是防止恶意用户对Metastore数据的访问和修改，但是没有提供更加细粒度的访问控制（例如：列级别、行级别）。

下面是其配置

<property>
  <name>hive.security.metastore.authorization.manager</name>
  <value>org.apache.hadoop.hive.ql.security.authorization.DefaultHiveMetastoreAuthorizationProvider</value>
  <description>authorization manager class name to be used in the metastore for authorization.
  The user defined authorization class should implement interface
  org.apache.hadoop.hive.ql.security.authorization.HiveMetastoreAuthorizationProvider.
  </description>
 </property>
 
<property>
  <name>hive.security.metastore.authenticator.manager</name>
  <value>org.apache.hadoop.hive.ql.security.HadoopDefaultMetastoreAuthenticator</value>
  <description>authenticator manager class name to be used in the metastore for authentication.
  The user defined authenticator should implement interface 
  org.apache.hadoop.hive.ql.security.HiveAuthenticationProvider.
  </description>
</property>
 
<property>
  <name>hive.metastore.pre.event.listeners</name>
  <value> </value>
  <description>pre-event listener classes to be loaded on the metastore side to run code
  whenever databases, tables, and partitions are created, altered, or dropped.
  Set to org.apache.hadoop.hive.ql.security.authorization.AuthorizationPreEventListener
  if metastore-side authorization is desired.
  </description>
</property>

SQL Standards Based Authorization in HiveServer2

• 完全兼容SQL的授权模型
• 除支持对于用户的授权认证，还支持角色role的授权认证
• role可理解为是一组权限的集合，通过role为用户授权
• 一个用户可以具有一个或多个角色

默认包含另种角色：public、admin 其中admin 用户可以在配置文件里进行配置，角色的命名是大小写不敏感的，这一点和SQL相同，但是用户名是的大小写敏感的。

<property>
  <name>hive.users.in.admin.role</name>
  <value>root</value>
</property>

• 启用当前认证方式之后，dfs, add, delete, compile, and reset 等命令被禁用。通过 set 命令设置 hive configuration 的方式被限制某些用户使用。也可通过修改配置文件 hive-site.xml 中hive.security.authorization.sqlstd.confwhitelist 进行配置，哪些用户可以使用这些命令，其实就是白名单（add 或者 drop 函数的命令属于admin 角色所有，所以这个时候如果要添加自定义函数的话可以通过admin 用户添加一个永久函数然后其他用户使用的方式来完成）
• 添加、删除函数以及宏（批量规模）的操作，仅为具有 admin 的用户开放。
• 用户自定义函数（开放支持永久的自定义函数），可通过具有 admin 角色的
• Transform功能被禁用。

public 角色

默认情况下所有用户默认属于角色public，而授权则必须是具有角色admin的用户才可以完成（普通用户仅可以将自己获得的权限授权给其它用户）

public 用户有执行授权操作的权限,但是默认情况下public 用户是没有创建表的权限的

admin 角色

用户除了admin 角色的其他角色都是默认给用户的，也就是说只要你有这个角色的权限，当你执行show current roles;都是可以看到的，但是admin角色不行，即使你属于这个角色的列表，你也需要通过set role admin; 来获取这个角色的权限

也就是说admin 角色是不在用户的current roles 列表里的

可以通过set hive.users.in.admin.role;查看哪些用户拥有admin 权限

基本配置

<!-- 开启身份验证 默认是没有开启的 -->
<property>
  <name>hive.security.authorization.enabled</name>
  <value>true</value>
</property>
<property>
  <name>hive.server2.enable.doAs</name>
  <value>false</value>
</property>
<!-- admin 角色的用户列表  -->
<property>
  <name>hive.users.in.admin.role</name>
  <value>root</value>
</property>
<property>
  <name>hive.security.authorization.manager</name>
  <value>org.apache.hadoop.hive.ql.security.authorization.plugin.sqlstd.SQLStdHiveAuthorizerFactory</value>
</property>
<property>
  <name>hive.security.authenticator.manager</name>
  <value>org.apache.hadoop.hive.ql.security.SessionStateUserAuthenticator</value>
</property>

注意：拥有admin角色的用户需要运行命令“set role admin"去获取admin角色的权限，也会就是说即使你在admin 角色列表里，依然需要去获取一次才能拥有权限

HIVE新建文件权限

Hive由一个默认的设置来配置新建文件的默认权限。创建文件授权掩码为0002，即664权限，具体要看hadoop与hive用户配置。

<property>  
  <name>hive.files.umask.value</name>  
  <value>0002</value>  
  <description>The dfs.umask value for the hive created folders</description>  
</property> 

HIVE授权存储检查

当hive.metastore.authorization.storage.checks属性被设置成true时，Hive将会阻止没有权限的用户进行表删除操作。不过这个配置的默认值是false，应该设置成true。

<property>  
  <name>hive.metastore.authorization.storage.checks</name>  
  <value>true</value>  
  <description>Should the metastore do authorization checks against  
  the underlying storage for operations like drop-partition (disallow  
  the drop-partition if the user in question doesn't have permissions  
  to delete the corresponding directory on the storage).</description>  
</property>

表创建者拥有表的全部权限

<property>  
  <name>hive.security.authorization.createtable.owner.grants</name>  
  <value>ALL</value>  
  <description>The privileges automatically granted to the owner whenever a table gets created.
    An example like "select,drop" will grant select and drop privilege to the owner of the table
  </description>  
</property>  

这个配置默认是NULL，建议将其设置成ALL，让用户能够访问自己创建的表，否则表的创建者无法访问该表，这明显是不合理的。

hive 中表是那个用户创建的，那个用户就是Hive 表的Owner 其实就是HDFS 上文件夹的Owner ，这一点和Linux 的操作系统权限是一样的，我用不同的用户登陆进入Hive 终端创建出来的表的Owner所属关系如下图

Hive 的权限操作

在开始之前我们先说一点关于HiveServer2的命令行客户端的一个需要注意的事情,就是当你在不直接指定当前用户的时候登陆上去之后，此时Hive 的用户并不你系统的当前用户，而是一个匿名用户，我因为这个事情头疼了好一会的，所以开始之前把这个单独说一下

1、授权给用户

首先我创建了一个新的用户’kingcall’,然后切到这个用户上来，然后用这个用户连接到hive 上来beeline -u jdbc:hive2://localhost:10000/ods -u root -p www1234 -n kingcall，接下我们用admin 权限的用户创建一个表

create table role_test(id int,name string); 然后让kingcall 用户去查询

0: jdbc:hive2://localhost:10000/ods> select * from role_test;
Error: Error while compiling statement: FAILED: HiveAccessControlException Permission denied: Principal [name=kingcall, type=USER] does not have following privileges for operation QUERY [[SELECT] on Object [type=TABLE_OR_VIEW, name=ods.role_test]] (state=42000,code=40000)

接下来我们就需要给这个用户授权了，我们上面配置了表的创建者拥有表的全部权限，这个时候表的创建者就可以完成赋权操作(不需要admin角色)

GRANT SELECT ON table role_test to user kingcall; 这下我们让kingcall 用户再去查询，就可以了，这就是基本赋权操作

如果这个时候你去执行delete 操作的话，依然是不可执行的，因为上面赋权的时候我们仅仅给了SELECT 权限，这个时候你可以看当前用户的权限SHOW GRANT USER KINGCAL;

Error: Error while processing statement: FAILED: Execution Error, return code 1 from org.apache.hadoop.hive.ql.exec.DDLTask. Error showing privileges:
User : liuwenqiang is not allowed check privileges of another user : KINGCAL. User has to belong to ADMIN role and have it as current role, for this action. (state=08S01,code=1)

虽然我们的liuwenqiang用户是admin 角色列表里的用户，但是由于当前没有获取admin 角色，所以它是不能查看其它用户的权限的,所以需要先执行set role admin;才能查看其它用户的权限

其实这里我们就简单演示了如何为用户赋权，其实再任何系统里我们永远保持最小权限的原则，所以建议赋权的时候也采取这样的策略，可以给用户的权限有很多，这里就不一一演示，下面我们有一个表里面列出了Hive 中所有可以操作的权限,除了赋权用户某一个表的权限，我们也可赋权整个库的权限给用户，当然也可以收回权限。

2、授权给组

当Hive里面用于N多用户和N多张表的时候，管理员给每个用户授权每张表会让他崩溃的。所以，这个时候就可以进行组(GROUP)授权。Hive里的用户组的定义等价于POSIX里面的用户组。

-- 基于数据库
grant select on database default to  group  admin;
-- 基于某张表
grant select on table ppdata  to  group  admin;

3、角色管理

当给用户组授权变得不够灵活的时候，角色(ROLES)就派上用途了。用户可以被放在某个角色之中，然后角色可以被授权。角色不同于用户组是由操作系统控制的，它是由Hive内部进行管理的。而用户和用户组是操作系统管理的。

创建角色

CREATE ROLE role_name;

创建角色需要admin 权限，并且不能使用ALL, DEFAULT , NONE 保留字，建议创建角色的时候应该见名知意role_database_select 也就是这个用户有表的查询操作权限，其实一般情况下我们让角色的权限尽量原子化，然后通过配合用户组完成整个权限的控制,例如我们可以将我们的报表层库的查询权限创建一个角色，这个角色就可以业务方的数据分析人员进行取数，或者我们可以将报表层库的权限可以在按照业务线进行细分。

给角色赋权

CREATE ROLE role_ods_select;
--赋予role_name拥有在database_name创建的权限,grant select on [table] table_name to role role_name 也可以将表的权限赋给某个角色
grant select on database ods to role role_ods_select;
 -- 查询某个角色拥有的权限
 show grant role role_ods_select on database ods;
 +-----------+--------+------------+---------+------------------+-----------------+------------+---------------+----------------+--------------+
| database  | table  | partition  | column  |  principal_name  | principal_type  | privilege  | grant_option  |   grant_time   |   grantor    |
+-----------+--------+------------+---------+------------------+-----------------+------------+---------------+----------------+--------------+
| ods       |        |            |         | role_ods_select  | ROLE            | SELECT     | false         | 1610504539000  | liuwenqiang  |
+-----------+--------+------------+---------+------------------+-----------------+------------+---------------+----------------+--------------+

将角色赋给用户

-- 我们将我们前面演示的时候给kingcall用户的role_test表的select权限收回
revoke select on table role_test from user kingcall;
-- 然后你再用kingcall去执行select from role_test 就没有权限了，然后我们将 role_ods_select 角色给用户
 grant role role_ods_select to user kingcall;
 -- 可以查看当前用户都有哪些角色，注意如果你使用show current roles 获取到底依然是之前的角色，你需要使用set role 之后才能看到新角色
show role grant user kingcall;
+------------------+---------------+----------------+--------------+
|       role       | grant_option  |   grant_time   |   grantor    |
+------------------+---------------+----------------+--------------+
| public           | false         | 0              |              |
| role_ods_select  | false         | 1610504936000  | liuwenqiang  |
+------------------+---------------+----------------+--------------+
 -- 然后再去执行查询操作
 select * from role_test;

显示用户的当前角色列表SHOW CURRENT ROLES 所有用户都可以执行

show roles 显示hive 当前全部的角色，这个命令admin 才能执行

show role grant user kingcall; 普通只能查看自己的，admin 用户可以查看全部人的

SHOW PRINCIPALS role_ods_create 可以查看一个角色的赋予了哪些用户

show grant user kingcall on all;

show grant role role_ods_select on all;

show grant on table test_role;

set role

set role 是个有意思的命令，它的本意是获取用户的权限，因为角色是管理员分给用户的，已经分了，所以你不能认为是获取角色，因为用户的当前角色

CREATE ROLE role_ods_create;
grant ALL on database ods to role role_ods_create;
-- 我们查看一下这个角色现在都有哪些权限
 show grant role role_ods_create on database ods;
+-----------+--------+------------+---------+------------------+-----------------+------------+---------------+----------------+--------------+
| database  | table  | partition  | column  |  principal_name  | principal_type  | privilege  | grant_option  |   grant_time   |   grantor    |
+-----------+--------+------------+---------+------------------+-----------------+------------+---------------+----------------+--------------+
| ods       |        |            |         | role_ods_create  | ROLE            | DELETE     | false         | 1610506484000  | liuwenqiang  |
| ods       |        |            |         | role_ods_create  | ROLE            | INSERT     | false         | 1610506484000  | liuwenqiang  |
| ods       |        |            |         | role_ods_create  | ROLE            | SELECT     | false         | 1610506484000  | liuwenqiang  |
| ods       |        |            |         | role_ods_create  | ROLE            | UPDATE     | false         | 1610506484000  | liuwenqiang  |
+-----------+--------+------------+---------+------------------+-----------------+------------+---------------+----------------+--------------+
-- 然后你通过show current roles 就会发现Kingcall 用户并没有这个权限

SET ROLE (role_name|ALL|NONE);

4、Hive权限管理命令

set role admin; # 将当前用户角色设置为admin

--角色的添加、删除、查看、设置：
CREATE ROLE role_name;  
-- 删除角色
DROP ROLE role_name; 
-- 设置角色(给当前用户设置角色)
SET ROLE (role_name|ALL|NONE); 
-- 查看当前具有的角色
SHOW CURRENT ROLES;  
SHOW ROLE GRANT USER liuwenqiang;
-- 查看所有存在的角色
SHOW ROLES;  
-- 查看用户的权限
SHOW GRANT USER root ON DATABASE ods;
-- 查看用户的角色
show role grant user user_name;
-- 回收某个角色的某个权限：
revoke create on database database_name from role role_name
revoke select on [table] table_name from role role_name
-- 查看某个角色在某张表或某个数据库的权限：
show grant [role|user] role_name on database database_name
show grant [role|user] role_name on [table] table_name

5、Hive权限分配表

Action	Select	Insert	Update	Delete	Owership	Admin	URL Privilege(RWX Permission + Ownership)
ALTER DATABASE						Y
ALTER INDEX PROPERTIES					Y
ALTER INDEX REBUILD					Y
ALTER PARTITION LOCATION					Y		Y (for new partition location)
ALTER TABLE (all of them except the ones above)					Y
ALTER TABLE ADD PARTITION		Y					Y (for partition location)
ALTER TABLE DROP PARTITION				Y
ALTER TABLE LOCATION					Y		Y (for new location)
ALTER VIEW PROPERTIES					Y
ALTER VIEW RENAME					Y
ANALYZE TABLE	Y	Y
CREATE DATABASE							Y (if custom location specified)
CREATE FUNCTION						Y
CREATE INDEX					Y (of table)
CREATE MACRO						Y
CREATE TABLE					Y (of database)		Y (for create external table – the location)
CREATE TABLE AS SELECT	Y (of input)				Y (of database)
CREATE VIEW	Y + G
DELETE				Y
DESCRIBE TABLE	Y
DROP DATABASE					Y
DROP FUNCTION						Y
DROP INDEX					Y
DROP MACRO						Y
DROP TABLE					Y
DROP VIEW					Y
DROP VIEW PROPERTIES					Y
EXPLAIN	Y
INSERT		Y		Y (for OVERWRITE)
LOAD		Y (output)		Y (output)			Y (input location)
MSCK (metastore check)						Y
SELECT	Y
SHOW COLUMNS	Y
SHOW CREATE TABLE	Y+G
SHOW PARTITIONS	Y
SHOW TABLE PROPERTIES	Y
SHOW TABLE STATUS	Y
TRUNCATE TABLE					Y
UPDATE			Y

ALL:所有权限

ALTER:允许修改元数据（modify metadatadata of object）—表信息数据

UPDATE:允许修改物理数据（modify physicaldata of object）—实际数据

CREATE:允许进行Create操作

DROP:允许进行DROP操作

LOCK:当出现并发的使用允许用户进行LOCK和UNLOCK操作

SELECT:允许用户进行SELECT操作：

SHOW_DATABASE:允许用户查看可用的数据库

扩展

如何确定一个SQL的执行需要哪些权限呢

前面我们介绍了，如何为用户赋权，但是当我们执行一个比较复杂的SQL的时候我们怎么知道这个SQL都需要哪些权限呢。还记得我们学习执行计划的时候有一个选项参数吗？没错，就是它。

EXPLAIN AUTHORIZATION select * from role_test;

|   hdfs://kingcall:9000/tmp/hive/liuwenqiang/5b3a7a3a-fb84-442e-a91b-855ed826b9ef/hive_2021-01-12_21-58-26_399_5494553353081655039-5/-mr-10001 |
| CURRENT_USER:                                      |
|   kingcall                                         |
| OPERATION:                                         |
|   QUERY

超级管理员的实现

前面我们也提到了，Hive中没有超级管理员，任何用户都可以进行Grant/Revoke操作(表的创建这或者库的创建者)，这使得权限管理失去意义。为了解决这个问题，就需要我们开发实现自己的权限控制类，确保某个用户为超级用户。

需要引入依赖

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.hive</groupId>
        <artifactId>hive-exec</artifactId>
           <version>3.1.0</version>
    </dependency>
</dependencies>

接下来实现自定义的hook

package com.kingcall.bigdata.HiveAccess;

import com.google.common.base.Joiner;
import org.apache.hadoop.hive.ql.parse.*;
import org.apache.hadoop.hive.ql.session.SessionState;

/**
 * 自定义Hive的超级用户
 *
 * @author 01
 * @date 2020-11-09
 **/
public class HiveAdmin extends AbstractSemanticAnalyzerHook {
    
    

    /**
     * 定义超级用户，可以定义多个
     */
    private static final String[] ADMINS = {
    
    "root"};

    /**
     * 权限类型列表
     */
    private static final int[] TOKEN_TYPES = {
    
    
            HiveParser.TOK_CREATEDATABASE, HiveParser.TOK_DROPDATABASE,
            HiveParser.TOK_CREATEROLE, HiveParser.TOK_DROPROLE,
            HiveParser.TOK_GRANT, HiveParser.TOK_REVOKE,
            HiveParser.TOK_GRANT_ROLE, HiveParser.TOK_REVOKE_ROLE,
            HiveParser.TOK_CREATETABLE
    };

    /**
     * 获取当前登录的用户名
     *
     * @return 用户名
     */
    private String getUserName() {
    
    
        boolean hasUserName = SessionState.get() != null &&
                SessionState.get().getAuthenticator().getUserName() != null;

        return hasUserName ? SessionState.get().getAuthenticator().getUserName() : null;
    }

    private boolean isInTokenTypes(int type) {
    
    
        for (int tokenType : TOKEN_TYPES) {
    
    
            if (tokenType == type) {
    
    
                return true;
            }
        }

        return false;
    }

    private boolean isAdmin(String userName) {
    
    
        for (String admin : ADMINS) {
    
    
            if (admin.equalsIgnoreCase(userName)) {
    
    
                return true;
            }
        }

        return false;
    }

    @Override
    public ASTNode preAnalyze(HiveSemanticAnalyzerHookContext context, ASTNode ast) throws SemanticException {
    
    
        if (!isInTokenTypes(ast.getToken().getType())) {
    
    
            return ast;
        }

        String userName = getUserName();
        if (isAdmin(userName)) {
    
    
            return ast;
        }

        throw new SemanticException(userName +
                " is not Admin, except " +
                Joiner.on(",").join(ADMINS)
        );
    }
}

打包添加到hive 的lib 目录下cp target/original-HiveUDF-0.0.4.jar /usr/local/hive-3.1.2/lib/

<property>
    <name>hive.semantic.analyzer.hook</name>
    <value>com.kingcall.bigdata.HiveAccess.HiveAdmin</value>
    <description>使用钩子程序，识别超级管理员，进行授权控制</description>
</property>

重启hiveserver2 服务

然后你可以尝试进行赋权操作

grant select on table role_test to user kingcall;

然后你就得到了下面的错误，这样我们就达到控制权限的目的了

Error: Error while compiling statement: FAILED: SemanticException hive is not Admin, except root (state=42000,code=40000)

总结

1. 我们可以通过视图的方式达到更喜欢的权限管理，例如实现字段级别的权限控制
2. 对象(表、视图、databases) 的所有权一般是归创建者所有的，包括执行授权的权限
3. admin 用户可以在配置文件里进行配置，角色的命名是大小写不敏感的，这一点和SQL相同，但是用户名是的大小写敏感的

参考文章:https://cwiki.apache.org/confluence/display/Hive/SQL+Standard+Based+Hive+Authorization