PostgreSQL-Authentifizierung

PostgreSQL ist ein leistungsstarkes, Open-Source-Datenbankverwaltungssystem, das für seine Zuverlässigkeit, Feature-Robustheit und Leistung bekannt ist. Organisationen jeder Größe nutzen es für viele verschiedene Anwendungen, von kleinen Web-Apps bis hin zu großen Enterprise-Systemen. Eine starke Datenbank kann dennoch angreifbar sein, wenn die Authentifizierung schwach ist. PostgreSQL bietet eine umfassende Palette von Authentifizierungsmethoden, um den Zugriff auf Ihre Datenbank zu steuern und Ihre sensiblen Daten zu schützen.

PostgreSQL-Authentifizierungsmethoden

Die Datenbank unterstützt eine breite Palette von Authentifizierungsmethoden, jede mit ihren eigenen Stärken und Anwendungsfällen. Diese Methoden werden in der Datei `pg_hba.conf` konfiguriert, die bestimmt, wie sich Clients mit dem Datenbankserver verbinden können. Die Datei `pg_hba.conf` enthält Regeln, die verwendet werden können, um verschiedene Authentifizierungsmethoden für Datenbanken, Benutzer und Verbindungstypen festzulegen.

Die wichtigsten Authentifizierungsmethoden in PostgreSQL sind:

Trust – Diese Methode erlaubt es jedem, sich ohne Passwort anzumelden. Sie wird nur für lokale Entwicklungs- und Testumgebungen empfohlen, in denen Sicherheit keine Rolle spielt.
Password – Diese Methode erfordert, dass der Benutzer ein Passwort eingibt. Standardmäßig wird das Passwort im Klartext übertragen, daher ist es wichtig, SSL/TLS-Verschlüsselung zu verwenden, um die Verbindung zu sichern.
MD5 – Ähnlich wie die Password-Methode, aber das Passwort wird mit dem MD5-Algorithmus gehashed, bevor es über das Netzwerk gesendet wird. Obwohl sicherer als Klartext, gilt MD5 heutzutage nicht mehr als starke Hashing-Methode.
SCRAM-SHA-256 – Dies ist die sicherste passwortbasierte Authentifizierungsmethode in PostgreSQL. Sie verwendet den Salted Challenge Response Authentication Mechanism (SCRAM) mit der SHA-256 Hash-Funktion, um starke Passwort-Sicherheit zu bieten.
Ident – Diese Methode nutzt den Ident-Dienst des Betriebssystems, um den Benutzernamen des Betriebssystems des Clients zu erhalten, der dann für die Authentifizierung verwendet wird. Sie ist nützlich für Systeme, bei denen die Datenbankbenutzer den Betriebssystembenutzern entsprechen.
PostgreSQL verwendet Methoden wie GSSAPI, SSPI, Kerberos, LDAP, RADIUS, Zertifikat und PAM, um sich mit verschiedenen Authentifizierungssystemen zu verbinden. Diese Methoden ermöglichen Single Sign-On und Benutzermanagement.

Jede Authentifizierungsmethode hat ihre eigenen Konfigurationsoptionen und Anforderungen. Die Datei `pg_hba.conf` erlaubt es Ihnen, diese Methoden je nach Ihren spezifischen Sicherheits- und Benutzerfreundlichkeitsanforderungen zu kombinieren und anzupassen.

Implementierung von Passwort-Authentifizierung

Für die meisten Anwendungen ist die passwortbasierte Authentifizierung die bevorzugte Wahl und viele PostgreSQL-Clients und -Konnektoren unterstützen sie. Sie bietet eine gute Balance zwischen Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit. Um die Passwort-Authentifizierung zu aktivieren, müssen Sie:

Einen Benutzer mit einem Passwort erstellen:

CREATE USER myuser WITH PASSWORD 'secret123';

Die `pg_hba.conf` so konfigurieren, dass die Authentifizierungsmethode `scram-sha-256` für diesen Benutzer verwendet wird:

# TYPE DATABASE USER ADDRESS METHOD
host mydb  myuser 0.0.0.0/0 scram-sha-256

Diesen Eintrag gibt dem Benutzer “myuser” die Erlaubnis, auf die Datenbank “mydb” von jeder IP-Adresse aus mit SCRAM-SHA-256 zur Authentifizierung zuzugreifen.

Den PostgreSQL-Server neu starten, damit die Änderungen wirksam werden.

Nun wird der Benutzer “myuser” beim Versuch, sich mit “mydb” zu verbinden, nach seinem Passwort gefragt. Der Server wird das Passwort mit der SCRAM-SHA-256-Methode überprüfen.

Es ist wichtig, starke, eindeutige Passwörter zu verwenden und diese regelmäßig zu ändern. PostgreSQL bietet den Befehl `ALTER USER`, um das Passwort eines Benutzers zu ändern:

ALTER USER myuser WITH PASSWORD 'new_secret';

Vermeiden Sie leicht zu erratende oder weit verbreitete Passwörter und überlegen Sie, eine Passwort-Richtlinie umzusetzen, die eine Mindestlänge, Komplexität und eine regelmäßige Ablauffrist erfordert.

Absicherung von Verbindungen mit SSL/TLS

Die Passwort-Authentifizierung über eine unverschlüsselte Verbindung ist anfällig für Abhör- und Sniffing-Angriffe. Um sicher zu bleiben, wird empfohlen, SSL/TLS zu verwenden, um die Kommunikation zwischen dem Client und dem Server zu schützen.

Um SSL in PostgreSQL zu aktivieren:

Erzeugen Sie ein Server-Zertifikat und einen Schlüssel mit einem Tool wie OpenSSL. Für Tests verwenden Sie ein selbstsigniertes Zertifikat. Für die Produktion verwenden Sie ein von einer vertrauenswürdigen Zertifizierungsstelle (CA) signiertes Zertifikat.
Platzieren Sie die Zertifikats- und Schlüsseldateien an einem sicheren Ort auf dem Server und setzen Sie die entsprechenden Dateiberechtigungen.
Bearbeiten Sie die Datei `postgresql.conf`, um SSL zu aktivieren und auf die Zertifikats- und Schlüsseldateien zu verweisen:

ssl = on
ssl_cert_file = '/path/to/server.crt'
ssl_key_file = '/path/to/server.key'

Starten Sie den PostgreSQL-Server neu, damit die Änderungen wirksam werden.
Konfigurieren Sie die `pg_hba.conf`, um SSL für die gewünschten Verbindungen zu erzwingen:

# TYPE DATABASE USER ADDRESS METHOD
hostssl mydb  myuser 0.0.0.0/0 scram-sha-256

Der Typ `hostssl` ist wie `host`, erfordert aber eine SSL-Verbindung.

Konfigurieren Sie Ihre PostgreSQL-Clients, um SSL zu verwenden. Zum Beispiel mit dem `psql` Kommandozeilen-Client:

psql "dbname=mydb user=myuser sslmode=require"

Der Parameter `sslmode` kann `require` (immer SSL verwenden), `verify-ca` (wie require, aber auch das Server-Zertifikat überprüfen) oder `verify-full` (wie verify-ca, aber auch sicherstellen, dass der Server-Hostname mit dem Zertifikat übereinstimmt) sein.

Wenn SSL aktiviert ist, verschlüsselt es alle zwischen dem Client und dem Server übertragenen Daten, einschließlich Passwörter und Abfrageergebnisse. Dies verringert das Risiko erheblich, dass sensible Daten über das Netzwerk abgefangen werden.

Implementierung von Rollenbasierter Zugriffskontrolle

Zusätzlich zur Authentifizierung von Benutzern ermöglicht PostgreSQL auch die Autorisierung ihrer Aktionen mithilfe von rollenbasierter Zugriffskontrolle (RBAC). Mit RBAC definieren Sie Rollen, die verschiedene Benutzertypen oder Berechtigungsstufen repräsentieren, und gewähren dann Privilegien an diese Rollen.

Zum Beispiel könnten Sie Rollen wie “readonly”, “readwrite” und “admin” haben:

CREATE ROLE readonly;
GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO readonly;
CREATE ROLE readwrite;
GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO readwrite;
CREATE ROLE admin;
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE mydb TO admin;

Sie können dann Benutzer diesen Rollen zuweisen:

CREATE USER user1 WITH PASSWORD 'secret1';
GRANT readonly TO user1;
CREATE USER user2 WITH PASSWORD 'secret2';
GRANT readwrite TO user2;
CREATE USER dba WITH PASSWORD 'secret_admin';
GRANT admin TO dba;

Benutzer erben die Privilegien der Rollen, die ihnen zugewiesen sind. Dies macht es einfach, Berechtigungen für eine große Anzahl von Benutzern zu verwalten.

RBAC ermöglicht es Ihnen, das Prinzip der minimalen Privilegien umzusetzen, bei dem Benutzer nur die minimalen Berechtigungen erhalten, die sie zur Erfüllung ihrer Aufgaben benötigen. Dies verringert das Risiko eines versehentlichen oder absichtlichen Missbrauchs von Berechtigungen.

Erweiterte Authentifizierungstechniken

Die Passwort-Authentifizierung reicht für die meisten Anwendungen aus, aber manchmal benötigen Sie möglicherweise fortschrittlichere oder angepasste Methoden zur Authentifizierung. PostgreSQL bietet mehrere Funktionen zur Unterstützung dieser Anforderungen:

Authentifizierungs-Hooks – PostgreSQL erlaubt Ihnen, benutzerdefinierte Authentifizierungs-Plugins in C zu schreiben, um Authentifizierungsanforderungen zu behandeln. Dies ermöglicht Ihnen die Integration mit benutzerdefinierten Authentifizierungssystemen oder die Implementierung Ihrer eigenen Authentifizierungslogik.
Zertifikats-Authentifizierung – PostgreSQL unterstützt die Client-Zertifikat-Authentifizierung, wobei Benutzer sich mithilfe von SSL/TLS-Zertifikaten anstelle von Passwörtern authentifizieren. Dies kann nützlich für die Kommunikation zwischen Maschinen oder Systeme mit hohen Sicherheitsanforderungen sein.
Um eine zusätzliche Sicherheitsebene in PostgreSQL hinzuzufügen, können Sie die Zwei-Faktor-Authentifizierung (2FA) verwenden. Dies bedeutet, dass Sie Ihr Passwort mit einem weiteren Faktor wie einem Einmalpasswort (OTP) oder einem Hardware-Token kombinieren. Dies können Sie mit externen Authentifizierungssystemen wie RADIUS oder benutzerdefinierten Authentifizierungs-Plugins tun.
Single Sign-On (SSO) – PostgreSQL kann sich mit externen SSO-Systemen wie Kerberos, GSSAPI oder SAML integrieren, um zentrale Authentifizierung und Benutzermanagement bereitzustellen. Dies ermöglicht Benutzern, sich mit ihren bestehenden Unternehmens- oder sozialen Identitäten zu authentifizieren.

Erweiterte Authentifizierungsmethoden erfordern mehr Aufwand bei der Einrichtung als einfache Passwörter, bieten jedoch eine bessere Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit für spezifische Situationen.

Best Practices für die Authentifizierung

Um die Sicherheit Ihrer PostgreSQL-Datenbank zu gewährleisten, folgen Sie diesen Best Practices für die Authentifizierung:

Verwenden Sie starke, sichere Authentifizierungsmethoden wie SCRAM-SHA-256. Vermeiden Sie Trust- und Password-Methoden, außer wenn unbedingt notwendig.
Aktivieren Sie SSL/TLS und erzwingen Sie es für alle Remote-Verbindungen. Verwenden Sie starke Verschlüsselungseinstellungen und halten Sie Ihre Zertifikate auf dem neuesten Stand.
Implementieren Sie RBAC, um das Prinzip der minimalen Privilegien anzuwenden. Geben Sie Benutzern nur die minimalen Berechtigungen, die sie benötigen.
Überprüfen Sie regelmäßig Ihre `pg_hba.conf` und die Benutzer-/Rollenberechtigungen, um sicherzustellen, dass sie mit Ihren Sicherheitsrichtlinien übereinstimmen.
Überwachen Sie Anmeldeversuche und Datenbankaktivitäten auf Anzeichen von unbefugtem Zugriff oder verdächtigem Verhalten.
Halten Sie Ihre PostgreSQL-Version und alle Erweiterungen aktuell, um die neuesten Sicherheitspatches und Funktionen zu erhalten.
Verwenden Sie starke, eindeutige Passwörter und überlegen Sie, eine Passwort-Richtlinie umzusetzen. Vermeiden Sie das Hardcodieren von Passwörtern in Ihrem Anwendungscode.
Erwägen Sie den Einsatz erweiterter Authentifizierungstechniken wie 2FA oder SSO für Umgebungen mit hohen Sicherheitsanforderungen.
Schulen Sie Ihre Benutzer in Sicherheits-Best-Practices, wie z.B. die Wahl starker Passwörter und das Nicht-Teilen ihrer Anmeldeinformationen.
Haben Sie einen Vorfallsreaktionsplan, um potenzielle Sicherheitsverletzungen oder Datenlecks zu bewältigen.

Indem Sie diese Best Practices befolgen und die Authentifizierungs- und Autorisierungsfunktionen von PostgreSQL nutzen, können Sie eine solide Sicherheitsbasis für Ihre Datenbank und Anwendungen aufbauen.

Fazit

PostgreSQL verfügt über starke Sicherheitsfunktionen, um Ihre Daten zu schützen und zu steuern, wer auf Ihre Datenbank zugreifen kann. Indem Sie diese Funktionen erlernen und richtig einrichten, können Sie sicherstellen, dass nur autorisierte Benutzer auf Ihre Datenbank zugreifen können. Zusätzlich können Sie sicherstellen, dass Benutzer nur Aktionen durchführen können, zu denen sie berechtigt sind.

Die Authentifizierung ist jedoch nur ein Aspekt der Datenbanksicherheit. Es ist wichtig, Ihre Datenbank ordnungsgemäß zu entwerfen. Sie sollten auch sichere Programmierpraktiken in Ihren Anwendungen verwenden. Zusätzlich ist es entscheidend, Best Practices für Backup, Wiederherstellung und Überwachung zu befolgen.

Wenn Ihre PostgreSQL-Anwendungen wachsen, überprüfen und aktualisieren Sie regelmäßig Ihre Sicherheitseinstellungen, um das richtige Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten. Halten Sie sich über die neuesten PostgreSQL-Sicherheitsfunktionen und Best Practices auf dem Laufenden. Passen Sie Ihre Authentifizierungs- und Autorisierungsstrategien nach Bedarf an.

Um Benutzerdaten sicher zu halten und den Ruf Ihres Unternehmens zu schützen, verwenden Sie starke Sicherheitsmaßnahmen und verwalten Sie die Sicherheit kontinuierlich. Dies hilft auch sicherzustellen, dass Ihre Anwendungen den Vorschriften entsprechen. PostgreSQL bietet die Werkzeuge – es liegt an Ihnen, sie effektiv zu nutzen.