Daten sicher abfragen

Diese Seite basiert auf den Konzepten in den Abschnitten Sicherheitsregeln strukturieren und Schreibbedingungen für Sicherheitsregeln und erläutert die Interaktion von Firestore-Sicherheitsregeln mit Abfragen. Es wird hier näher untersucht, wie Sicherheitsregeln die Abfragen beeinflussen, die Sie schreiben können, und es wird erläutert, wie sich prüfen lässt, ob für Ihre Abfragen die Einschränkungen Ihrer Sicherheitsregeln gelten. Auf dieser Seite wird auch gezeigt, wie Sicherheitsregeln geschrieben werden, die Abfragen anhand von Abfrageattributen wie limit und orderBy zulassen oder ablehnen.

Regeln sind keine Filter

Beachten Sie beim Schreiben von Abfragen zum Abrufen von Dokumenten, dass Sicherheitsregeln keine Filter sind. Abfragen beziehen sich immer auf alle Dokumente. Um Zeit und Ressourcen zu sparen, wertet Firestore eine Abfrage anhand der potenziellen Ergebnismenge aus, anstatt die tatsächlichen Feldwerte für alle Ihre Dokumente zu verwenden. Wenn eine Abfrage potenziell Dokumente zurückgibt, für die der Client keine Leseberechtigung hat, schlägt die gesamte Anfrage fehl.

Abfragen und Sicherheitsregeln

Wie die folgenden Beispiele zeigen, müssen Sie Ihre Abfragen so schreiben, dass sie den Einschränkungen Ihrer Sicherheitsregeln entsprechen.

Dokumente basierend auf auth.uid schützen und abfragen

Das folgende Beispiel zeigt, wie eine Abfrage zum Abrufen von Dokumenten geschrieben wird, die durch eine Sicherheitsregel geschützt sind. Betrachten Sie eine Datenbank, die eine Sammlung von story-Dokumenten enthält:

/stories/{storyid}

{
  title: "A Great Story",
  content: "Once upon a time...",
  author: "some_auth_id",
  published: false
}

Zusätzlich zu den Feldern title und content werden in jedem Dokument die Felder author und published für die Zugriffssteuerung gespeichert. Bei diesen Beispielen wird davon ausgegangen, dass die Anwendung Firebase Authentication verwendet, die das Feld author auf die UID setzt, mit der das Dokument erstellt wurde. Die request.auth-Variable in den Sicherheitsregeln wird auch von der Firebase Authentication festgelegt.

Die folgende Sicherheitsregel verwendet die Variablen request.auth und resource.data, damit der Autor den Lese- und Schreibzugriff für jede story einschränken kann:

service cloud.firestore {
  match /databases/{database}/documents {
    match /stories/{storyid} {
      // Only the authenticated user who authored the document can read or write
      allow read, write: if request.auth != null && request.auth.uid == resource.data.author;
    }
  }
}

Angenommen, Ihre Anwendung enthält eine Seite, auf der dem Nutzer eine Liste der von ihm verfassten story-Dokumente angezeigt wird. Sie könnten annehmen, dass Sie die folgende Abfrage zum Ausfüllen dieser Seite verwenden können. Diese Abfrage schlägt jedoch fehl, da sie nicht dieselben Einschränkungen wie Ihre Sicherheitsregeln enthält:

Ungültig: Die Abfrageeinschränkungen stimmen nicht mit den Sicherheitsregeln überein

// This query will fail
db.collection("stories").get()

Die Abfrage schlägt fehl, auch wenn der aktuelle Nutzer der Autor jedes story-Dokuments ist. Wenn Firestore Ihre Sicherheitsregeln anwendet, wird die Abfrage anhand der potenziellen Ergebnismenge ausgewertet und nicht anhand der tatsächlichen Attribute der Dokumente in Ihrer Datenbank. Wenn eine Abfrage potenziell Dokumente umfasst, die gegen Ihre Sicherheitsregeln verstoßen, schlägt die Abfrage fehl.

Im Gegensatz dazu ist die folgende Abfrage erfolgreich, da sie dieselbe Einschränkung für das Feld author enthält wie die Sicherheitsregeln:

Gültig: Die Abfrageeinschränkungen stimmen mit den Sicherheitsregeln überein

var user = firebase.auth().currentUser;

db.collection("stories").where("author", "==", user.uid).get()

Dokumente anhand eines Felds schützen und abfragen

Um die Interaktion zwischen Abfragen und Regeln weiter zu veranschaulichen, erweitern die unten aufgeführten Sicherheitsregeln den Lesezugriff für die stories-Sammlung, sodass jeder Nutzer die story-Dokumente lesen darf, bei denen das Feld published auf true gesetzt ist.

service cloud.firestore {
  match /databases/{database}/documents {
    match /stories/{storyid} {
      // Anyone can read a published story; only story authors can read unpublished stories
      allow read: if resource.data.published == true || (request.auth != null && request.auth.uid == resource.data.author);
      // Only story authors can write
      allow write: if request.auth != null && request.auth.uid == resource.data.author;
    }
  }
}

Die Abfrage für veröffentlichte Seiten muss dieselben Einschränkungen wie die Sicherheitsregeln enthalten:

db.collection("stories").where("published", "==", true).get()

Die Abfrageeinschränkung .where("published", "==", true) garantiert, dass resource.data.published für jedes Ergebnis true ist. Daher erfüllt diese Abfrage die Sicherheitsregeln und darf Daten lesen.

in- und array-contains-any-Abfragen

Bei der Auswertung einer in- oder array-contains-any-Abfrageklausel anhand eines Regelsatzes wertet Firestore jeden Vergleichswert separat aus. Jeder Vergleichswert muss die Einschränkungen der Sicherheitsregeln erfüllen. Zum Beispiel für die folgende Regel:

match /mydocuments/{doc} {
  allow read: if resource.data.x > 5;
}

Ungültig: Die Abfrage garantiert nicht x > 5 für alle potenziellen Dokumente

// This query will fail
db.collection("mydocuments").where("x", "in", [1, 3, 6, 42, 99]).get()

Gültig: Die Abfrage garantiert x > 5 für alle potenziellen Dokumente

db.collection("mydocuments").where("x", "in", [6, 42, 99, 105, 200]).get()

Einschränkungen bei Abfragen auswerten

Ihre Sicherheitsregeln können auch Abfragen basierend auf ihren Einschränkungen zulassen oder ablehnen. Die Variable request.query enthält die Eigenschaften limit, offset und orderBy einer Abfrage. Ihre Sicherheitsregeln können beispielsweise jede Abfrage ablehnen, die die maximale Anzahl von Dokumenten nicht begrenzt, die für einen bestimmten Bereich abgerufen werden können:

allow list: if request.query.limit <= 10;

Der folgende Regelsatz zeigt, wie Sicherheitsregeln geschrieben werden, mit denen Einschränkungen ausgewertet werden, die für Abfragen gelten. In diesem Beispiel wird der vorherige stories-Regelsatz um die folgenden Änderungen erweitert:

  • Der Regelsatz teilt die Leseregel in get- und list-Regeln auf.
  • Die get-Regel beschränkt den Abruf einzelner Dokumente auf öffentliche Dokumente oder Dokumente, die der Nutzer verfasst hat.
  • Die list-Regel wendet dieselben Einschränkungen wie get an, nur bei Abfragen. Von dieser Regel wird außerdem das Anfragenlimit geprüft. Danach werden alle Anfragen ohne Limit oder mit einem Limit größer als 10 abgelehnt.
  • Der Regelsatz definiert eine authorOrPublished()-Funktion, um eine Duplizierung des Codes zu vermeiden.
service cloud.firestore {

  match /databases/{database}/documents {

    match /stories/{storyid} {

      // Returns `true` if the requested story is 'published'
      // or the user authored the story
      function authorOrPublished() {
        return resource.data.published == true || request.auth.uid == resource.data.author;
      }

      // Deny any query not limited to 10 or fewer documents
      // Anyone can query published stories
      // Authors can query their unpublished stories
      allow list: if request.query.limit <= 10 &&
                     authorOrPublished();

      // Anyone can retrieve a published story
      // Only a story's author can retrieve an unpublished story
      allow get: if authorOrPublished();

      // Only a story's author can write to a story
      allow write: if request.auth.uid == resource.data.author;
    }

  }
}

Sammlungsgruppenabfragen und Sicherheitsregeln

Standardmäßig werden Abfragen einer einzelnen Sammlung zugeordnet und sie rufen nur Ergebnisse aus dieser Sammlung ab. Mit Sammlungsgruppenabfragen können Sie Ergebnisse aus einer Sammlungsgruppe abrufen, die aus allen Sammlungen mit derselben ID besteht. In diesem Abschnitt wird beschrieben, wie Sie Ihre Sammlungsgruppenabfragen mithilfe von Sicherheitsregeln sichern.

Dokumente anhand von Sammlungsgruppen schützen und abfragen

Sie müssen in Ihren Sicherheitsregeln das Abfragen von Sammlungsgruppen explizit zulassen und zwar durch Schreiben einer Regel für die Sammlungsgruppe:

  1. Stellen Sie sicher, dass rules_version = '2'; die erste Zeile Ihres Regelsatzes ist. Sammlungsgruppenabfragen erfordern das neue rekursive Platzhalterverhalten {name=**} der Sicherheitsregeln der Version 2.
  2. Erstellen Sie mithilfe von match /{path=**}/[COLLECTION_ID]/{doc} eine Regel für Ihre Sammlungsgruppe.

Angenommen, ein Forum ist in forum-Dokumente mit posts-Untersammlungen gegliedert:

/forums/{forumid}/posts/{postid}

{
  author: "some_auth_id",
  authorname: "some_username",
  content: "I just read a great story.",
}

In dieser Anwendung veröffentlichen wir Beiträge, die von ihren Eigentümern bearbeitet und von authentifizierten Nutzern gelesen werden können:

service cloud.firestore {
  match /databases/{database}/documents {
    match /forums/{forumid}/posts/{post} {
      // Only authenticated users can read
      allow read: if request.auth != null;
      // Only the post author can write
      allow write: if request.auth != null && request.auth.uid == resource.data.author;
    }
  }
}

Jeder authentifizierte Nutzer kann die Beiträge jedes einzelnen Forums abrufen:

db.collection("forums/technology/posts").get()

Aber was, wenn Sie dem aktuellen Nutzer die Beiträge in allen Foren zeigen möchten? Sie können eine Sammlungsgruppenabfrage verwenden, um Ergebnisse aus allen posts-Sammlungen abzurufen:

var user = firebase.auth().currentUser;

db.collectionGroup("posts").where("author", "==", user.uid).get()

Sie müssen diese Abfrage in Ihren Sicherheitsregeln durch Erstellen einer Lese- oder Listenregel für die Sammlungsgruppe posts zulassen:

rules_version = '2';
service cloud.firestore {

  match /databases/{database}/documents {
    // Authenticated users can query the posts collection group
    // Applies to collection queries, collection group queries, and
    // single document retrievals
    match /{path=**}/posts/{post} {
      allow read: if request.auth != null;
    }
    match /forums/{forumid}/posts/{postid} {
      // Only a post's author can write to a post
      allow write: if request.auth != null && request.auth.uid == resource.data.author;

    }
  }
}

Beachten Sie jedoch, dass diese Regeln unabhängig von der Hierarchie für alle Sammlungen mit der ID posts gelten. Diese Regeln gelten beispielsweise für alle folgenden posts-Sammlungen:

  • /posts/{postid}
  • /forums/{forumid}/posts/{postid}
  • /forums/{forumid}/subforum/{subforumid}/posts/{postid}

Sammlungsgruppenabfragen mit einem Feld sichern

Wie Abfragen einzelner Sammlungen müssen auch Sammlungsgruppenabfragen den in Ihren Sicherheitsregeln festgelegten Einschränkungen entsprechen. Jedem Forumsbeitrag kann beispielsweise ein published-Feld hinzugefügt werden, wie im obigen stories-Beispiel gezeigt:

/forums/{forumid}/posts/{postid}

{
  author: "some_auth_id",
  authorname: "some_username",
  content: "I just read a great story.",
  published: false
}

Es können dann Regeln für die posts-Sammlungsgruppe basierend auf dem Status published und dem Beitrag author erstellt werden:

rules_version = '2';
service cloud.firestore {

  match /databases/{database}/documents {

    // Returns `true` if the requested post is 'published'
    // or the user authored the post
    function authorOrPublished() {
      return resource.data.published == true || request.auth.uid == resource.data.author;
    }

    match /{path=**}/posts/{post} {

      // Anyone can query published posts
      // Authors can query their unpublished posts
      allow list: if authorOrPublished();

      // Anyone can retrieve a published post
      // Authors can retrieve an unpublished post
      allow get: if authorOrPublished();
    }

    match /forums/{forumid}/posts/{postid} {
      // Only a post's author can write to a post
      allow write: if request.auth.uid == resource.data.author;
    }
  }
}

Mit diesen Regeln können Web-, iOS- und Android-Clients die folgenden Abfragen durchführen:

  • Jeder kann veröffentlichte Beiträge in einem Forum abrufen:

    db.collection("forums/technology/posts").where('published', '==', true).get()
    
  • Alle veröffentlichten Beiträge eines Autors können in allen Foren abgerufen werden:

    db.collectionGroup("posts").where("author", "==", "some_auth_id").where('published', '==', true).get()
    
  • Autoren können alle veröffentlichten und unveröffentlichten Beiträge in allen Foren abrufen:

    var user = firebase.auth().currentUser;
    
    db.collectionGroup("posts").where("author", "==", user.uid).get()
    

Dokumente basierend auf Sammlungsgruppe und Dokumentpfad schützen und abfragen

In einigen Fällen ist es sinnvoll, Sammlungsgruppenabfragen basierend auf dem Dokumentpfad einzuschränken. Das Erstellen dieser Einschränkungen funktioniert genauso wie das Schützen und Abfragen von Dokumenten anhand eines Feldes.

Betrachten wir eine Anwendung, die die Transaktionen jedes Nutzers auf mehreren Aktien- und Kryptowährungsbörsen verfolgt:

/users/{userid}/exchange/{exchangeid}/transactions/{transaction}

{
  amount: 100,
  exchange: 'some_exchange_name',
  timestamp: April 1, 2019 at 12:00:00 PM UTC-7,
  user: "some_auth_id",
}

Beachten Sie das Feld user. Obwohl bekannt ist, welcher Nutzer ein transaction-Dokument aus dem Pfad des Dokuments besitzt, wird diese Information in jedem transaction-Dokument dupliziert, da zwei Aktionen möglich sind:

  • Sammlungsgruppenabfragen erstellen, die auf Dokumente mit einem bestimmten /users/{userid} im Dokumentpfad beschränkt sind. Beispiel:

    var user = firebase.auth().currentUser;
    // Return current user's last five transactions across all exchanges
    db.collectionGroup("transactions").where("user", "==", user).orderBy('timestamp').limit(5)
    
  • Diese Einschränkung für alle Abfragen in der Sammlungsgruppe transactions erzwingen, sodass ein Nutzer die transaction-Dokumente eines anderen Nutzers nicht abrufen kann.

Diese Einschränkung wird in unseren Sicherheitsregeln erzwungen und die Datenvalidierung für das Feld user eingeschlossen:

rules_version = '2';
service cloud.firestore {

  match /databases/{database}/documents {

    match /{path=**}/transactions/{transaction} {
      // Authenticated users can retrieve only their own transactions
      allow read: if resource.data.user == request.auth.uid;
    }

    match /users/{userid}/exchange/{exchangeid}/transactions/{transaction} {
      // Authenticated users can write to their own transactions subcollections
      // Writes must populate the user field with the correct auth id
      allow write: if userid == request.auth.uid && request.data.user == request.auth.uid
    }
  }
}

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