Доступ к данным в многопользовательских приложениях

Вопрос ограничения доступа к данным встает при разработке многопользовательских систем почти всегда. Основные сценарии следующие:

1. ограничение доступа к данным для пользователей не прошедших аутентификацию
2. ограничение доступа к данным для аутентифицированных, но не обладающих необходимыми привелегиями пользователей
3. предотвращение несанкционированного доступа с помощью прямых обращений к API
4. фильтрация данных в поисковых запросах и списковых элементах UI (таблицы, списки)
5. предотвращение изменения данных, принадлежащих одному пользователю другими пользователями

Сценарии 1-3 хорошо описаны и обычно решаются с помощью встроенных средств фреймворков, например role-based ^[1] или claim-based ^[2] авторизации. А вот ситуации, когда авторизованный пользователь может по прямому url получить доступ к данным «соседа» или совершить действие в его аккаунте случаются сплошь и рядом. Происходит это чаще всего из-за того что программист забывает добавить необходимую проверку. Можно понадеяться на код-ревью, а можно предотвратить такие ситуации применив глобальные правила фильтрации данных. О них и пойдет речь в статье.

Списки и таблицы

Типовой контроллер для получения данных в ASP.NET MVC может выглядеть как-то так ^[3]:

        [HttpGet]
        public virtual IActionResult Get([FromQuery]T parameter)
        {
            var total =  _dbContext
                .Set<TEntity>()
                .Where(/* some business rules */)
                .Count();

            var items=  _dbContext
                .Set<TEntity>()
                .Where(/* some business rules */)        
                .ProjectTo<TDto>()
                .Skip(parameter.Skip)
                .Take(parameter.Take)
                .ToList();
            
            return Ok(new {items, total});
        }

В данном случае вся ответственность за фильтрацию данных ложится только на программиста. Вспомнит ли он о том, что необходимо добавить условие в Where или нет?

Можно решить проблему с помощю глобальных фильтров ^[4]. Однако, для ограничения доступа нам потребуется информация о текущем пользователе, а значит конструирование DbContext придется усложнить, чтобы проинициализировать конкретные поля.

Если правил много, то реализации DbContext неизбежно придется узнать «слишком много», что приведет к нарушению принципа единственной ответственности ^[5].

Слоеная архитектура

Проблемы с доступом к данным и копипастой возникли, потому что в примере мы проигнорировали разделение на слои и из контроллеров сразу потянулись к слою доступа к данным, минуя слой бизнес-логики. Такой подход даже окрестили «толстыми тупыми уродливыми контроллерами ^[6]». В этой статье я не хочу касаться вопросов, связанных с репозиториями, сервисами и структурированием бизнес-логики. Глобальные фильтры хорошо справляются с этой задачей, нужно только применить их к абстракции из другого слоя.

Добавляем абстракцию

В .NET для доступа к данным уже есть IQueryable. Заменим прямой доступ к DbContext на доступ вот к такому провайдеру:

    public interface IQueryableProvider        
    {
        IQueryable<T> Query<T>() where T: class;
        
        IQueryable Query(Type type);
    }

А для доступа к данным сделаем вот такой фильтр:

    public interface IPermissionFilter<T>
    {
        IQueryable<T> GetPermitted(IQueryable<T> queryable);
    }

Реализуем провайдер таким образом, чтобы он искал все объявленные фильтры и автоматически применял их:

     public class QueryableProvider: IQueryableProvider
     {
        // ищем фильтры и запоминаем их типы
        private static Type[] Filters = typeof(PermissionFilter<>)
            .Assembly
            .GetTypes()
            .Where(x => x.GetInterfaces().Any(y =>
                y.IsGenericType && y.GetGenericTypeDefinition() 
                    == typeof(IPermissionFilter<>)))
            .ToArray();
                
        private readonly DbContext _dbContext;
        private readonly IIdentity _identity;

        public QueryableProvider(DbContext dbContext, IIdentity identity)
        {
            _dbContext = dbContext;
            _identity = identity;
        }
        
        private static MethodInfo QueryMethod = typeof(QueryableProvider)
            .GetMethods()
            .First(x => x.Name == "Query" && x.IsGenericMethod);

        private IQueryable<T> Filter<T>(IQueryable<T> queryable)
           => Filters
                // ищем фильтры необходимого типа 
                .Where(x => x.GetGenericArguments().First() == typeof(T))
                // создаем все фильтры подходящего типа и применяем к Queryable<T> 
                .Aggregate(queryable, 
                   (c, n) => ((dynamic)Activator.CreateInstance(n, 
                       _dbContext, _identity)).GetPermitted(queryable));
        
        public IQueryable<T> Query<T>() where T : class 
            => Filter(_dbContext.Set<T>());

        // из EF Core убрали Set(Type type), приходится писать самому :(
        public IQueryable Query(Type type)
            => (IQueryable)QueryMethod
                .MakeGenericMethod(type)
                .Invoke(_dbContext, new object[]{});
    }

Код получения и создания фильтров в примере не оптимален. Вместо Activator.CreateInstance а лучше использовать скомпилированные Expression Trees ^[7]. В некоторых IOC-контейнерах реализованна поддержка регистрации открытых generic'ов ^[8]. Я оставлю вопросы оптимизации за рамками этой статьи.

Реализуем фильтры

Реализация фильтра может выглядеть, например, так:

     public class EntityPermissionFilter: PermissionFilter<Entity>
     {
        public EntityPermissionFilter(DbContext dbContext, IIdentity identity)
            : base(dbContext, identity)
        {
        }

        public override IQueryable<Practice> GetPermitted(
            IQueryable<Practice> queryable)
        {
            return DbContext
                .Set<Practice>()
                .WhereIf(User.OrganizationType
                    == OrganizationType.Client,
                    x => x.Manager.OrganizationId == User.OrganizationId)
                .WhereIf(User.OrganizationType == OrganizationType.StaffingAgency,
                    x => x.Partners
                        .Select(y => y.OrganizationId)
                        .Contains(User.OrganizationId));
        }
    }

Исправляем код контроллера

        [HttpGet]
        public virtual IActionResult Get([FromQuery]T parameter)
        {
            var total = QueryableProvider
                .Query<TEntity>()
                .Where(/* some business rules */)
                .Count();

            var items = QueryableProvider
                .Query<TEntity>()
                .Where(/* some business rules */)        
                .ProjectTo<TDto>()
                .Skip(parameter.Skip)
                .Take(parameter.Take)
                .ToList();
            
            return Ok(new {items, total});
        }

Изменений совсем не много. Осталось запретить прямой доступ к DbContext из контроллеров и если фильтры правильно написаны, то вопрос доступа к данным можно считать закрытым. Фильтры достаточно маленькие, поэтому покрыть их тестами не составит труда. Кроме того эти-же самые фильтры можно использовать, чтобы написать код авторизации, предотвращающий несанкционированный доступ к «чужим» данным. Этот вопрос я оставлю для следующей статьи.

Автор: marshinov

Источник ^[9]