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Architecture de sécurité de l’infrastructure d’extensibilité dans SQL Server Machine Learning Services

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S’applique à : SQL Server 2016 (13.x) et versions ultérieures

Cet article décrit l’architecture de sécurité utilisée pour intégrer le moteur de base de données SQL Server et les composants associés au framework d’extensibilité de SQL Server Machine Learning Services. Il examine les éléments sécurisables, les services, l’identité du processus et les autorisations. Les points clés abordés dans cet article incluent le rôle de launchpad, de SQLRUserGroup et des comptes de travail, l’isolation des processus de scripts externes et la façon dont les identités des utilisateurs sont mappées aux comptes de travail.

Pour plus d’informations sur les principaux concepts et composants de l’extensibilité dans SQL Server, consultez Architecture d’extensibilité dans SQL Server Machine Learning Services.

Éléments sécurisables pour script externe

Un script externe est soumis en tant que paramètre d’entrée à une procédure stockée système créée à cet effet, ou est encapsulé dans une procédure stockée que vous définissez. Le script peut être écrit en langage R ou Python ou en d’autres langages externes, tels que Java ou .NET. Vous pouvez également avoir des modèles préformés et stockés dans un format binaire dans une table de base de données, pouvant être appelée dans une fonction T-SQL PREDICT.

Étant donné que le script est fourni via des objets de schéma de la base de données, des procédures stockées et des tables existants, il n’existe aucun nouvel élément sécurisable pour SQL Server Machine Learning Services.

Quelle que soit la façon dont vous utilisez le script ou, ce en quoi ils consistent, des objets de base de données seront créés et probablement enregistrés, mais aucun nouveau type d’objet ne sera introduit pour le stockage du script. Par conséquent, la possibilité de consommer, de créer et d’enregistrer des objets de base de données dépend largement des autorisations de base de données déjà définies pour vos utilisateurs.

Autorisations

Le modèle de sécurité des données de SQL Server pour les rôles et connexions de base de données s’étend au script externe. Un compte de connexion SQL Server ou un compte d’utilisateur Windows est requis pour exécuter des scripts externes qui utilisent des données SQL Server ou qui s’exécutent avec SQL Server comme contexte de calcul. Les utilisateurs de base de données disposant des autorisations nécessaires pour exécuter une requête peuvent accéder aux mêmes données à partir d’un script externe.

Le compte de connexion ou d’utilisateur identifie le principal de sécurité, qui peut avoir besoin de plusieurs niveaux d’accès, selon les exigences de script externe :

  • Autorisation d’accéder à la base de données dans laquelle les scripts externes sont activés.
  • Autorisations de lire des données à partir d’objets sécurisés, tels que des tables.
  • Possibilité d’écrire de nouvelles données dans une table, comme un modèle, ou des résultats de scoring.
  • Possibilité de créer des objets, tels que des tables, des procédures stockées qui utilisent le script externe, ou des fonctions personnalisées qui utilisent le travail de script externe.
  • Droit d’installer de nouveaux packages sur l’ordinateur SQL Server ou d’utiliser des packages fournis à un groupe d’utilisateurs.

Chaque personne qui exécute un script externe à l’aide de SQL Server en tant que contexte d’exécution doit être mappé à un utilisateur dans la base de données. Plutôt que de définir individuellement des autorisations utilisateur de base de données, vous pouvez créer des rôles pour gérer des jeux d’autorisations et affecter des utilisateurs à ces rôles.

Pour plus d’informations, consultez Accorder des autorisations utilisateur pour SQL Server Machine Learning Services.

Autorisations lors de l’utilisation d’un outil client externe

Les utilisateurs qui emploient un script dans un outil client externe doivent disposer d’une connexion ou d’un compte mappé à un utilisateur de la base de données s’ils ont besoin d’exécuter un script externe dans la base de données ou d’accéder à des objets et des données de base de données. Les mêmes autorisations sont requises si le script externe est envoyé à partir d’un client de science des données distant ou s’il est exécuté à l’aide d’une procédure stockée T-SQL.

Par exemple, supposons que vous avez créé un script externe qui s’exécute sur votre ordinateur local et que vous souhaitez exécuter ce script sur SQL Server. Vous devez veiller à ce que les conditions suivantes soient réunies :

  • La base de données autorise les connexions à distance.
  • Le compte de connexion SQL ou le compte d’utilisateur Windows que vous avez utilisé pour l’accès à la base de données a été ajouté au niveau de l’instance de SQL Server.
  • Le compte de connexion SQL ou le compte d’utilisateur Windows doit être autorisé à exécuter des scripts externes. En règle générale, cette autorisation ne peut être ajoutée que par un administrateur de base de données.
  • Le compte de connexion SQL ou le compte d’utilisateur Windows doit être ajouté en tant qu’utilisateur, avec les autorisations appropriées, dans chaque base de données où le script externe effectue l’une de ces opérations :
    • Récupération de données.
    • Écriture ou mise à jour de données.
    • Création d’objets, tels que des tables ou des procédures stockées.

Une fois que le compte de connexion ou le compte d’utilisateur Windows a été configuré et qu’il a obtenu les autorisations nécessaires, vous pouvez exécuter un script externe sur SQL Server à l’aide d’un objet de source de données dans R ou la bibliothèque revoscalepy dans Python, ou en appelant une procédure stockée qui contient le script externe.

Chaque fois qu’un script externe est lancé à partir de SQL Server, la sécurité du moteur de base de données obtient le contexte de sécurité de l’utilisateur qui a démarré le travail et gère les mappages du compte d’utilisateur ou du compte de connexion à des objets sécurisables.

Par conséquent, tous les scripts externes qui sont lancés à partir d’un client distant doivent spécifier les informations de connexion ou de l’utilisateur dans la chaîne de connexion.

Services utilisés dans le traitement externe (launchpad)

L’infrastructure d’extensibilité ajoute un nouveau service NT à la liste des services dans une installation SQL Server : SQL Server Launchpad (MSSSQLSERVER).

Le moteur de base de données utilise le service SQL Server launchpad pour instancier une session de script externe en tant que processus distinct. Le processus s’exécute sous un compte à faibles privilèges. Ce compte est distinct de SQL Server launchpad lui-même et de l’identité de l’utilisateur sous laquelle la procédure stockée ou la requête de l’hôte a été exécutée. L’exécution de scripts dans un processus distinct, sous un compte à faibles privilèges, est la base du modèle de sécurité et d’isolation pour les scripts externes dans SQL Server.

SQL Server gère également un mappage de l’identité de l’utilisateur appelant au compte de travail à faibles privilèges utilisé pour démarrer le processus satellite. Dans certains scénarios, où le script ou le code rappelle SQL Server pour des données et des opérations, SQL Server est en mesure de gérer le transfert d’identité de manière fluide. Le script contenant des instructions SELECT ou appelant des fonctions et d’autres objets de programme fonctionnera généralement si l’utilisateur à l’origine de l’appel dispose des autorisations nécessaires.

Notes

Par défaut, SQL Server Launchpad est configuré pour s’exécuter sousNT Service\MSSQLLaunchpad, qui dispose de toutes les autorisations nécessaires pour exécuter des scripts externes. Pour plus d’informations sur les options configurables, consultez Configuration du service SQL Server launchpad.

Services utilisés dans le traitement externe (launchpad)

L’infrastructure d’extensibilité ajoute un nouveau service NT à la liste des services dans une installation SQL Server : SQL Server launchpad (MSSSQLSERVER).

Le moteur de base de données utilise le service SQL Server launchpad pour instancier une session de script externe en tant que processus distinct. Le processus s’exécute sous l’identité de l’utilisateur launchpad, mais avec la restriction supplémentaire d’être contenu dans un AppContainer. L’exécution de scripts dans un processus distinct, sous AppContainer, est la base du modèle de sécurité et d’isolation pour les scripts externes dans SQL Server.

SQL Server gère également un mappage de l’identité de l’utilisateur appelant au compte de travail à faibles privilèges utilisé pour démarrer le processus satellite. Dans certains scénarios, où le script ou le code rappelle SQL Server pour des données et des opérations, SQL Server est en mesure de gérer le transfert d’identité de manière fluide. Le script contenant des instructions SELECT ou appelant des fonctions et d’autres objets de programme fonctionnera généralement si l’utilisateur à l’origine de l’appel dispose des autorisations nécessaires.

Notes

Par défaut, SQL Server Launchpad est configuré pour s’exécuter sousNT Service\MSSQLLaunchpad, qui dispose de toutes les autorisations nécessaires pour exécuter des scripts externes. Pour plus d’informations sur les options configurables, consultez Configuration du service SQL Server launchpad.

Services utilisés dans le traitement externe

Le framework d’extensibilité ajoute un nouveau démon dans une installation SQL Server : mssql-launchpadd. mssql-launchpadd s’exécute sous le compte à faibles privilèges mssql_launchpadd qui est créé quand le package mssql-server-extensibility est installé.

Une seule instance de moteur de base de données est prise en charge et un seul service launchpadd est lié à l’instance. Quand un script est exécuté, le service launchpadd lance un processus launchpad distinct avec le compte d’utilisateur à faibles privilèges mssql_satellite dans ses propres nouveaux PID, IPC, montage et espace de noms de réseau. Chaque processus satellite hérite du compte d’utilisateur mssql_satellite du service launchpad et l’utilise pendant la durée d’exécution du script.

Pour plus d’informations, consultez Architecture d’extensibilité dans SQL Server Machine Learning Services.

Identités utilisées pour le traitement (SQLRUserGroup)

SQLRUserGroup (groupe d’utilisateurs restreints SQL) est créé par le programme d’installation de SQL Server et contient un pool de comptes d’utilisateur Windows locaux à faibles privilèges. Lorsqu’un processus externe est nécessaire, launchpad prend un compte de travail disponible et l’utilise pour exécuter un processus. Plus précisément, launchpad active un compte de travail disponible, le mappe à l’identité de l’utilisateur appelant et exécute le script sous le compte de travail.

  • SQLRUserGroup est lié à une instance particulière. Un pool distinct de comptes professionnels est nécessaire pour chaque instance sur laquelle l’apprentissage automatique a été activé. Les comptes ne peuvent pas être partagés par plusieurs instances.

  • La taille du pool de comptes d’utilisateur est statique et sa valeur par défaut est 20 et prend en charge 20 sessions simultanées. Le nombre de sessions du runtime externe qui peuvent s’exécuter simultanément est limité par la taille du pool de ce compte d’utilisateur.

  • Les noms de comptes professionnels dans le pool sont au format SQLInstanceNamenn. Par exemple, sur une instance par défaut, SQLRUserGroup contient des comptes nommés MSSQLSERVER01, MSSQLSERVER02, et ainsi de suite, jusqu’à MSSQLSERVER20.

Les tâches en parallèle ne consomment pas de comptes supplémentaires. Par exemple, si un utilisateur exécute une tâche de scoring qui utilise le traitement parallèle, le même compte professionnel est réutilisé pour tous les threads. Si vous envisagez d’utiliser intensivement l’apprentissage automatique, vous pouvez augmenter le nombre de comptes utilisés pour exécuter des scripts externes. Pour plus d’informations, consultez Mise à l’échelle de l’exécution simultanée de scripts externes dans SQL Server Machine Learning Services.

Autorisations accordées à SQLRUserGroup

Par défaut, les membres de SQLRUserGroup ont lu et exécuté des autorisations sur des fichiers dans les répertoires SQL Server Binn, R_SERVICES et PYTHON_SERVICES. Ces autorisations comprennent l’accès aux exécutables, aux bibliothèques et aux jeux de données intégrés des distributions R et Python installées avec SQL Server.

Pour protéger les ressources sensibles sur SQL Server, vous pouvez éventuellement définir une liste de contrôle d’accès (ACL) qui refuse l’accès à SQLRUserGroup. À l’inverse, vous pouvez également accorder des autorisations aux ressources de données locales qui existent sur l’ordinateur hôte, en plus de SQL Server lui-même.

Par défaut, SQLRUserGroup ne dispose pas d’une connexion à la base de données ou d’autorisations sur les données. Dans certaines circonstances, vous souhaiterez peut-être créer un compte de connexion pour autoriser les connexions de bouclage, en particulier lorsqu’une identité Windows approuvée est l’utilisateur appelant. Cette capacité est ce que l’on appelle l’authentification implicite. Pour plus d’informations, consultez Créer un nom de connexion pour SQLRUserGroup.

Mappage d’identité

Lorsqu’une session est démarrée, launchpad mappe l’identité de l’utilisateur appelant à un compte de travail. Le mappage d’un utilisateur Windows externe ou d’un compte de connexion SQL valide à un compte professionnel n’est valable que pendant la durée de vie de la procédure stockée SQL qui exécute le script externe. Les requêtes en parallèle du même compte de connexion sont mappées au même compte de travail utilisateur.

Au cours de l’exécution, launchpad crée des dossiers temporaires pour stocker les données de session, en les supprimant quand la session se termine. L’accès aux répertoires est restreint. Pour R, RLauncher effectue cette tâche. Pour Python, PythonLauncher effectue cette tâche. Chaque compte professionnel est limité à son propre dossier et ne peut pas accéder aux fichiers des dossiers de niveau supérieur. Toutefois, le compte professionnel peut lire, écrire ou supprimer des enfants dans le dossier de travail de session qui a été créé. Si vous êtes administrateur de l’ordinateur, vous pouvez afficher les répertoires créés pour chaque processus. Chaque répertoire est identifié par son GUID de session.

Isolation AppContainer

L’isolation est obtenue via AppContainers. Au moment de l’exécution, lorsqu’un script externe est détecté dans une procédure stockée ou une requête, SQL Server appelle launchpad avec une demande de lanceur spécifique à l’extension. Launchpad appelle l’environnement de runtime approprié dans un processus sous son identité et instancie un élément AppContainer pour l’héberger. Cette modification est utile, car la gestion des comptes et des mots de passe locaux n’est plus nécessaire. En outre, sur les installations où les comptes d’utilisateurs locaux sont interdits, la suppression de la dépendance de compte d’utilisateur local signifie que vous pouvez désormais utiliser cette fonctionnalité.

Tels qu’implémentés par SQL Server, les éléments AppContainers constituent un mécanisme interne. Bien que vous ne puissiez pas voir physiquement les éléments AppContainers dans Process Monitor, vous pouvez les retrouver dans les règles de pare-feu sortantes créées par le programme d’installation pour empêcher les processus d’effectuer des appels réseau. Pour plus d’informations, consultez Configurer le pare-feu pour SQL Server Machine Learning Services.

Mappage d’identité

Lorsqu’une session est démarrée, launchpad mappe l’identité de l’utilisateur appelant à un AppContainer.

Notes

Dans SQL Server 2019 et versions ultérieures, SQLRUserGroup ne possède qu’un seul membre qui est maintenant le seul compte de service SQL Server launchpad (au lieu de plusieurs comptes de travail).

Mappage d’identité

Le démon launchpadd (double « D » - mssql-launchpadd) mappe l’identité de l’utilisateur appelant à un processus launchpad (un seul « D ») distinct avec un dossier « GUID launchpad » et un certificat satellite. Ces dossiers GUID launchpad sont créés sous /var/opt/mssql-extensibility/data/. Le processus launchpad utilise ce certificat pour se réauthentifier auprès de SQL, puis crée des dossiers temporaires pour chaque GUID de session sous le dossier GUID launchpad. Le processus satellite (R, Python ou ExtHost) peut accéder au dossier GUID launchpad, au certificat sous celui-ci et à son dossier GUID de session.

Le script SQL suivant affiche le contenu des dossiers launchpad.

EXECUTE sp_execute_external_script @language = N'R'
    ,@script = N'
print("Contents of /var/opt/mssql-extensibility/data :");
print(system("ls -al /var/opt/mssql-extensibility/data"));
print("Contents of Launchpad GUID folder:");
print(system("ls -al /var/opt/mssql-extensibility/data/*"));
print(system("ls -al /var/opt/mssql-extensibility/data/*/*"))
'
    ,@input_data_1 = N'SELECT 1 AS hello'

Authentification implicite (demandes de bouclage)

L’authentification implicite décrit le comportement de la requête de connexion avec lequel les processus externes s’exécutant comme comptes de travail à faibles privilèges sont présentés en tant qu’identité d’utilisateur approuvée à SQL Server pour les demandes de bouclage de données ou d’opérations. En tant que concept, l’authentification implicite est unique à l’authentification Windows, dans les chaînes de connexion SQL Server spécifiant une connexion approuvée, sur les demandes issues de processus externes comme un script R ou Python. Elle est parfois également appelée bouclage.

Les connexions approuvées sont utilisables à partir de scripts externes, mais uniquement avec une configuration supplémentaire. Dans l’architecture d’extensibilité, les processus externes s’exécutent sous des comptes de travail, qui héritent des autorisations du SQLRUserGroup parent. Lorsqu’une chaîne de connexion spécifie Trusted_Connection=True, l’identité du compte professionnel est présentée à la requête de connexion, qui est, par défaut, inconnue de SQL Server.

Pour garantir la réussite des connexions approuvées, vous devez créer une connexion de base de données pour SQLRUserGroup. Après cela, toutes les connexions approuvées des membres de SQLRUserGroup disposent de droits de connexion à SQL Server. Pour obtenir des instructions pas à pas, consultez Créer un nom de connexion pour SQLRUserGroup.

Les connexions approuvées ne sont pas la formulation la plus couramment utilisée d’une requête de connexion. Lorsque le script externe spécifie une connexion, il peut être plus courant d’utiliser une connexion SQL, ou un nom d’utilisateur et un mot de passe entièrement spécifiés si la connexion cible une source de données ODBC.

Fonctionnement de l’authentification implicite pour les sessions de scripts externes

Le diagramme suivant illustre l’interaction entre les composants SQL Server et le runtime du langage ainsi que l’exécution de l’authentification implicite dans Windows.

Authentification implicite dans Windows

Authentification implicite (demandes de bouclage)

L’authentification implicite décrit le comportement de la requête de connexion avec lequel les processus externes s’exécutant sous AppContainers sont présentés en tant qu’identité d’utilisateur approuvée à SQL Server pour les demandes de bouclage de données ou d’opérations. En tant que concept, l’authentification implicite n’est plus propre à l’authentification Windows, aux chaînes de connexion SQL Server spécifiant une connexion approuvée ni aux demandes issues de processus externes comme un script R ou Python. Elle est parfois également appelée bouclage.

Grâce à la gestion des identités et des informations d’identification, l’AppContainer empêche l’utilisation des informations d’identification de l’utilisateur pour accéder aux ressources ou se connecter à d’autres environnements. L’environnement AppContainer crée un identificateur qui utilise les identités combinées de l’utilisateur et de l’application. Par conséquent, les informations d’identification sont propres à chaque association utilisateur/application et l’application ne peut pas emprunter l’identité de l’utilisateur. Pour plus d’informations, consultez Isolation AppContainer.

Pour plus d’informations sur les connexions de bouclage, consultez Connexion de bouclage à SQL Server à partir d’un script Python ou R.

Fonctionnement de l’authentification implicite pour les sessions de scripts externes

Le diagramme suivant illustre l’interaction entre les composants SQL Server et le runtime du langage ainsi que l’exécution de l’authentification implicite dans Windows.

Authentification implicite dans Windows

Authentification implicite (demandes de bouclage)

L’authentification implicite décrit le comportement de la requête de connexion avec lequel les processus externes s’exécutant comme utilisateurs mssql_satellite à faibles privilèges dans leur propre espace de noms sont présentés en tant qu’identité d’utilisateur approuvée à SQL Server pour les demandes de bouclage de données ou d’opérations. Elle est parfois également appelée bouclage.

Une connexion de bouclage est obtenue en utilisant le certificat satellite du dossier GUID launchpad pour se réauthentifier auprès de SQL par le processus satellite. L’identité de l’utilisateur appelant est mappée à ce certificat. Par conséquent, le processus satellite se reconnectant à SQL Server à l’aide du certificat peut être remappé à l’utilisateur appelant.

Pour plus d’informations, consultez Connexion de bouclage à SQL Server à partir d’un script Python ou R.

Fonctionnement de l’authentification implicite pour les sessions de scripts externes

Le diagramme suivant illustre l’interaction entre les composants SQL Server et le runtime du langage ainsi que l’exécution de l’authentification implicite dans Linux.

Authentification implicite dans Linux

Aucune prise en charge de Transparent Data Encryption au repos

Transparent Data Encryption (TDE) n’est pas pris en charge pour les données reçues ou transmises par le runtime du script externe. Cela est dû au fait que le processus externe s’exécute en dehors du processus SQL Server. Par conséquent, les données utilisées par le runtime externe ne sont pas protégées par les fonctionnalités de chiffrement du moteur de base de données. Ce comportement n’est pas différent de celui de tout autre client s’exécutant sur l’ordinateur SQL Server qui lit les données de la base de données et effectue une copie.

Par conséquent, TDE ne s’applique à aucune donnée utilisée dans les scripts externes, à aucune donnée enregistrée sur le disque ni à aucun résultat intermédiaire persistant. Toutefois, d’autres types de chiffrement, tels que le chiffrement BitLocker Windows ou le chiffrement tiers appliqué au niveau du fichier ou du dossier, s’appliquent toujours.

Dans le cas de Always Encrypted, les runtimes externes n’ont pas accès aux clés de chiffrement. Par conséquent, les données ne peuvent pas être envoyées aux scripts.

Étapes suivantes

Dans cet article, vous avez découvert les composants et le modèle d’interaction de l’architecture de sécurité intégrée à l’infrastructure d’extensibilité. Les points clés abordés dans cet article incluent le rôle de launchpad, de SQLRUserGroup et des comptes de travail, l’isolation des processus de scripts externes et la façon dont les identités des utilisateurs sont mappées aux comptes de travail.

Lors de la prochaine étape, passez en revue les instructions pour accorder des autorisations. Pour les serveurs qui utilisent l’authentification Windows, vous devez également consulter Créer un nom de connexion pour SQLRUserGroup pour savoir si une configuration supplémentaire est requise.