PHP i MySQL. Tworzenie stron WWW. Vademecum profesjonalisty. Wydanie I

To nie jest poprawny adres poczty elektronicznej.

Proszę powrócić do poprzedniej strony i spróbować ponownie.

TLA Consulting

Strona >*Główna

Kontakt

Usługi

Mapa ^•Serwi su

Witamy na stronie TLA Consulting. Prosimy o poświęcenie czasu i poznanie nas.

Specjal i żujemy się w zaspokajaniu potrzeb biznesowych i mamy nadzieję na współpracę.

Witamy na stronie TLA Consulting. Prosimy o poświęcenie czasu i poznanie nas.

Specjali żujemy się w zaspokajaniu potrzeb biznesowych i mamy nadzieję na współpracę.

TLA Consulting

Strona •-•Główna

Kontakt

Usługi

Mapa ^•Serwi su

TLA Consulting

Witamy na stronie TLA Consulting. Prosimy o poświęcenie czasu i poznanie nas.

Specjali żujemy się w zaspokajaniu potrzeb biznesowych i mamy nadzieję na współpracę.

Firma TLA Consulting oferuje kilka rodzajów usług. Być może produktywność pracowników Państwa poprawiłaby się. jeżeli Państwa firma zostałaby poddana inżynierii, być może cały system potrzebuje właściwego doboru celów, lub zmiany sposobu zarządzania zasobami ludzkimi,

 wyświetlane są przez oddzielne wiersze kodu, aby wyraźnie uwidocznić moment wywołania metody toString(). Część danych wynikowych zwróconych przez powyższy kod przedstawiono na rysunku 6.3.



W następnym rozdziale W następnym rozdziale przedstawione zostaną mechanizmy obsługi wyjątków w PHP. Wyjątki są wygodnym narzędziem obsługi błędów fazy wykonania.



 Rozdział 6. • Obiektowy PHP



Rysunek 6.3. Dane wynikowe zwracane przez API Reflection są zadziwiająco szczegółowe



f



Mtp7/kK.łłłK/vy i<>7tlri<łi0f>Acflettłon-pflp Wmdowk Internę! E*ptoJ« . • Płłk



#



O



Etfiftja



U5«HL«NE



a V:Xi



localhoit MBtffk



(HJ



Ulubi on ł



Naizędzia



Pomoc



L^LOCALHOJFROZCTRIAT.OE^^RTION.PHP



Class ; c l a s s Strona ] C C:\xanpF\bsdocs\rozdzial_06\3trona.inc 2-146 - Constants [0] { - Static prcpsrties



[0]



i



• S t a t i c raethods [0] { • Froperties Property [ Property i Property [ Property [



< pabllc public public public



Szawartosc ] Scytul J Sslcwa_kluczcwe ] Sprzyciski ]



• Methcds I10J { Method ł public nethod set ] { 39 C:\xasipp\htdcca\rczdzial_06\Btrona.inc 17 - 20 Parasneters [2] { Parameter fC { Snazwa 3 Paranseter f i [ Swartosc ]



Methcd ; public methcd Wyświetl ] ( 33 C:\xampp\htdoca\rozdz.Lał_0€\strcna.inc 22 - 34 } Method { public nethod W y s w i e t l T y t u l ] £ 33 C:\xarepp\htdccs\rozdzial_06\strona.inc 36 - 39 fi* Lokalny intranet



•/a - \ 100%



193



 V6l



 Rozdział 7.



Obsługa błędów i wyjątków W tym rozdziale omówione są zasady obsługi wyjątków i sposoby ich implementacji w PHP. Wyjątki są nową, ważną funkcją w PHP. Zapewniają one zunifikowany obiektowy mechanizm obsługi błędów w sposób rozszerzalny i łatwy w utrzymaniu. W tym rozdziale zostaną poruszone następujące zagadnienia: •



koncepcja obsługi wyjątków,



•



struktury sterujące wyjątków: try.. .throw.. .catch,



•



klasa Excepti on,



•



wyjątki definiowane przez użytkownika,



•



wyjątki w Części samochodowe Janka,



•



wyjątki i inne mechanizmy obsługi błędów w PHP.



Koncepcja obsługi wyjątków Podstawową zasadą w obsłudze wyjątków jest wykonywanie kodu wewnątrz tak zwanego bloku try. Taka sekcja kodu wygląda następująco: try {



}



// tu znajduje się kod



Jeżeli wewnątrz bloku try coś zostanie wykonane nieprawidłowo, można wykonać operację nazywaną zgłoszeniem wyjątku. W niektórych językach, na przykład Java, wyjątki w pewnych przypadkach są zgłaszane automatycznie. W PHP wyjątki muszą być zgłaszane ręcznie. Operacja ta jest wykonywana w następujący sposób: throw new Excepti on('komunikat'. kod);



Słowo kluczowe throw wywołuje mechanizm obsługi wyjątków. Jest to konstrukcja języka, a nie funkcja, trzeba do niej jednak przekazać wartość. Oczekuje ona, że otrzyma obiekt jako parametr. W najprostszym przypadku można utworzyć obiekt wbudowanej klasy Exception, tak jak pokazano w powyższym przykładzie. Konstruktor tej klasy wymaga dwóch parametrów: komunikatu oraz kodu. Są one przeznaczone do reprezentowania komunikatu błędu oraz numeru kodu błędu. Oba te parametry są opcjonalne. Następnie, poniżej bloku try potrzebny jest co najmniej jeden blok catch. Blok catch jest zbudowany następująco:



 196



Część II • Stosowanie MySGJL



catch (typ wyjątek) {



}



// obsługa wyjątku



Dla jednego bloku try można mieć kilka bloków catch. Zastosowanie więcej niż jednego bloku catch ma sens, jeżeli każdy z nich ma za zadanie przechwycić inny typ wyjątku. Na przykład jeżeli chcemy przechwycić wyjątki klasy Exception, blok catch będzie wyglądał następująco: catch (Exception Se) {



}



// obsługa wyjątku



Obiekt przekazany do bloku catch (i przechwycony przez niego) jest tym samym obiektem, który jest przekazany do instrukcji throw, powodującej zgłoszenie wyjątku. Wyjątek może być dowolnego typu, ale najlepszym rozwiązaniem jest wykorzystywanie obiektów klasy Exception lub obiektów własnych klas wyjątków dziedziczących po klasie Excepti on (sposób definiowania własnych wyjątków jest przedstawiony w dalszej części rozdziału). Po zgłoszeniu wyjątku PHP wyszukuje odpowiadający mu blok catch. Jeżeli utworzony jest więcej niż jeden blok catch, obiekty przekazywane do tych bloków powinny być różnych typów, dzięki czemu PHP może rozpoznać, do którego bloku przekazać sterowanie. Należy również wspomnieć, że wewnątrz bloku catch można zgłaszać kolejne wyjątki. Aby wyjaśnić tę kwestię, przeanalizujmy poniższy przykład. Na listingu 7.1. pokazany jest prosty przykład obsługi wyjątków. Listing 7.1. prosty_wyjatek.php — zgłaszanie i przechwytywanie wyjątków 


}



catch (Exception Se) { echo "Wyjątek ". $e->getCode(). ": ". Se->getMessage()."
". " w pliku ". Se->getFile(). " w wierszu ". Se->getLine(). "
": } ?>



Na listingu 7.1. pokazane jest zastosowanie różnych metod klasy Exception, które zostaną krótko omówione poniżej. Wynik działania tego kodu jest pokazany na rysunku 7.1. W przykładowym kodzie zgłoszony został wyjątek klasy Exception. Ta klasa wbudowana zawiera metody, które — wykorzystane w bloku catch — pozwalają na tworzenie pomocnych komunikatów błędów.



Klasa Exception PHP zawiera wbudowaną klasę o nazwie Excepti on. Jej konstruktor posiada dwa parametry, o których już wcześniej wspominaliśmy: komunikat oraz kod błędu. Oprócz konstruktora klasa zawiera następujące metody:



 Rozdział 7. • Obsługa błędów i wyjptków



Rysunek 7.1. Blok catch pozwala wyświetlać komunikaty błędów oraz miejsce ich wystąpienia



f



197



HUp.//hx4ł/io/drt4l.0//pfOMy *>-}at«*.ph}> W t n d w i ttił«*nteł Łuptoin



OT Plik



*b EOyył



W UMjione



Widok



localhost Ultihione



e> Naizeazia



'r



x



Pomot



^hrtp:/vflatek,php



W y j ą t e k 42: Wystąpił okropny wyjątek w pliku C x a m p p b t d o c s rozdzial_0~ p r o s t y _ t w j z i t e k p h p w wierszu 3



^jf Lokalny intranet



^UOM.



•



getCodeC) — zwraca kod przekazany do konstruktora,



•



getMessage() — zwraca komunikat błędu przekazany do konstruktora,



•



getFi 1 e() — zwraca pełną ścieżkę do pliku kodu źródłowego, w którym został zgłoszony wyjątek,



•



getLi ne() — zwraca numer wiersza kodu źródłowego, w którym został zgłoszony wyjątek,



•



getTrace() — zwraca tablicę zawierającą zapis stosu wywołań do miejsca, w którym został zgłoszony wyjątek,



•



getTraceAsStri ngC) — zwraca te same informacje co getTrace(), ale sformatowane jako ciąg,



•



toString() — pozwala wyświetlić zawartość obiektu Exception zawierający wszystkie dane zwracane przez poprzednie metody.



Pierwsze cztery metody zostały wykorzystane w kodzie przedstawionym na listingu 7.1. Te same informacje można uzyskać (wraz ze stosem wywołań), wywołując: echo Se;



Stos wywołań pokazuje, które funkcje były wykonywane w czasie, gdy został zgłoszony wyjątek.



Wyjątki definiowane przez użytkownika Zamiast tworzyć i przekazywać do bloku catch obiekt bazowej klasy Exception, można przekazywać dowolny obiekt. W większości przypadków przy tworzeniu własnych klas wyjątków rozszerza się klasę Exception. Można jednak za pomocą klauzuli throw przekazać dowolny obiekt. Warto czasami skorzystać z tej możliwości, jeżeli występują problemy z jednym określonym obiektem i chcemy w ten sposób zrealizować śledzenie jego działania. Najczęściej jednak tworzone są klasy pochodne po klasie Exception. W podręczniku PHP zamieszczony jest szkielet kodu klasy Exception. Kod ten, dostępny również pod adresem http://us.php.net/ manual/en/language.oop5.php, jest zamieszczony na listingu 7.2. Trzeba pamiętać, że nie jest to faktyczny kod, a tylko reprezentacja kodu, jaki spodziewamy się odziedziczyć.



 198



Część II • Stosowanie MySGJL



Listing 7.2. Klasa Exception — kod, który będziemy dziedziczyć message = Smessage;



}



Sthis->code = Scode; Sthis->file = FILE : // dla klauzuli throw $this->line = LINE ; // dla klauzuli throw Sthis->trace = debug_backtrace(); Sthis->string = StringFormat(Sthis); protected protected protected protected



Smessage = "Unknown exception"; // komunikat wyjątku Scode = 0: // kod wyjątku definiowany przez użytkownika Sfile; // nazwa pliku źródłowego z wyjątkiem Sline; // numer wiersza z wyjątkiem



private Stracę; // stos wywołań w momencie wyst. wyjątku private Sstring: // wykorzystywana wewnętrznie!! finał function getMessage(){ return Sthis->message;



}



finał function getCodeO { return $this->code;



}



finał function getFileO { return Sthis->file:



}



finał function getTraceO { return Sthis->trace:



}



finał function getTraceAsStringO { return self;:TraceFormat(Sthi s);



}



function _toString() { return Sthis->string;



}



static private function StringFormat(Exception Sexception) { II ... funkcja niedostępna w skryptach PHP // zwraca wszystkie informacje w postaci ciągu



}



static private function TraceFormat(Exception Sexception) { I I . . . funkcja niedostępna w skryptach PHP // zwraca zapis stosu wywołań w postaci ciągu



}



}



P o d s t a w o w y m p o w o d e m , dla którego z a m i e s z c z a m y definicję tej klasy, jest pokazanie, że większość metod publicznych jest oznaczona j a k o fi na 1. Oznacza to, że nie można ich przedefiniować. M o ż n a t w o r z y ć własne klasy dziedziczące p o Excepti on, ale nie da się zmieniać działania podstawowych metod. Trzeba zauważyć, że metoda toString() może zostać przedefiniowana, dzięki czemu możliwa jest zmiana sposobu wyświetlania wyjątku. Można również dodawać własne metody.



 Rozdział 7. • Obsługa błędów i wyjptków



199



Przykład zdefiniowanej przez użytkownika klasy pochodnej po Exception jest zamieszczony na listingu 7.3. Listing 7.3. wyjatek_uzytkownika.php — przykład klasy wyjątku definiowanej przez użytkownika 


{



toStringO



return "
 
 
Wyjątek ". $this->getCodeO." : ". $this->getMessage()."
"." w ",$this->getFile()." w wierszu ". $this->getLine()." 
 
 

";



try {



}



throw new mojException("Wystąpił okropny błąd". 42):



catch (mojException $m) { echo $m: } ?>



W przedstawionym kodzie zadeklarowana została nowa klasa wyjątku o nazwie moj Exception, która rozszerza podstawową klasę Exception. Różnica pomiędzy tą klasą a klasą Exception jest taka, że zmieniona została metoda toString(), aby zapewnić elegancki sposób wyświetlania danych wyjątku. Wynik działania tego kodu jest pokazany na rysunku 7.2. Rysunek 7.2. Klasa mojException udostępnia wyjątki z eleganckim wyświetlaniem



tłttp://kK i l h o s t / f o i d n ł j o 7/aryjitp* u/ytkon 0 Plik



Edycja



Ulubione



a.php



Windowi łnletnet EjcpkHer



localhoit Widok :



Q



Ulubione



Nanęctzła



Pomoc



I B



>* 5



X i



1 • -



http^^ocsIhost/ioidzsal^M^atek.uzirtko-.ynika.



W y j ą t e k 42 : W y s t ą p i okropny błąd w C : \ a m p p h t d o c s rozdzial O" \vyjalek_ur«tkox\Tuka p h p w w i e r s z u 1 9



^



Lokalny intranet



i j



-






•



Przykład ten jest dosyć prosty. W następnym podrozdziale zapoznamy się ze sposobami różnych wyjątków mających za zadanie obsługę różnych kategorii błędów.



 200



Część II • Stosowanie MySGJL



Wyjątki w Częściach samochodowych Janka W rozdziale 2., „Przechowywanie i wyszukiwanie danych", opisany został sposób zapisu zamówień Janka w pliku o płaskiej strukturze. Wiemy, że operacje wejścia-wyjścia na plikach (jak wszystkie operacje wejścia-wyjścia) są jednym z fragmentów programu, gdzie najczęściej występują błędy. Jest to świetne miejsce na wykorzystanie obsługi wyjątków. Wracając do oryginalnego kodu, można zauważyć trzy miejsca, gdzie operacja zapisu do pliku może się nie udać: plik nie da się otworzyć, nie można nałożyć blokady lub nie można zapisać do pliku. Utworzyliśmy klasy wyjątków dla każdej z tych możliwości. Kod tych wyjątków jest przedstawiony na listingu 7.4. Listing 7.4. wyjatki_plikowe.php — wyjątki związane z operacjami wejścia-wyjścia na pliku 


{



}



}



toStringO



return "otwarciePlikuException ". $this->getCode() . ": ". $this->getMessage()."
"." w " . $this->getFile(). " w wierszu ". $this->getLine() . "
";



class zapisPlikuException extends Exception { function



{



toStringO



return "zapisPlikuException ". Sthis->getCode() . ": ". $this->getMessage()."
"." w " . $this->getFile(). " w wierszu ". $this->getLine() . "
";



class blokadaPlikuException extends Exception { function



{



}



toStringO



return "blokadaPlikuException ". $this->getCode() . ": ". $this->getMessage()."
"." w " . $this->getFile(). " w wierszu ". $this->getLine() . "
";



} ?>



Te klasy pochodne po Exception nie realizują żadnych interesujących funkcji. Faktycznie, na potrzeby tych aplikacji moglibyśmy pozostawić je jako puste podklasy lub skorzystać z klasy Exception. Dla każdej z tych klas zdefiniowaliśmy jednak metodę toStringO, która pozwala rozróżnić typ przechwyconego wyjątku. Następnie w taki sposób zmieniliśmy plik przetworzzamowienie.php z rozdziału 2., aby skorzystać w nim z obsługi wyjątków. Nowa wersja tego pliku jest zamieszczona na listingu 7.5.



 Rozdział 7. • Obsługa błędów i wyjptków



201



listing 7.5. przetworzzamowienie.php — skrypt przetwarzający zamówienia Janka z dodaną obsługą wyjątków 



     Części samochodowe Janka 
Wyniki zamówienia
 Zamówienie przyjęte o ".Sdata."
": echo "
Zamówienie Państwa wygląda następująco:
"; Silosc - 0; Silosc - Siloscopon + Siloscoleju +$iloscswiec; if( Silosc -= 0 ) { echo "Na poprzedniej stronie nie zostało złożone żadne zamówienie!
"; } else { if ( Siloscopon>0 ) { echo Siloscopon." opon
":



}



if ( Siloscoleju>0 ) { echo Siloscoleju." butelek oleju
";



}



if ( Siloscswiec>0 ) { echo Siloscswiec." świec zapłonowych
":



1 1 Swartosc=0.00: defineCCENAOPON'. 100); defineCCENAOLEJU'. 10); defineC'CENASWIEC'. 4); Swartosc = Siloscopon * CENAOPON + Siloscoleju * CENAOLEJU + Siloscswiec * CENASWIEC: Swartosc=number_format($wartosc. 2. '.'. ' '); echo "
Wartość zamówienia wynosi ".Swartosc."
"; echo "
Adres wysyłki to ".Sadres."
": Sciagwyjsciowy - Sdata."\t".Siloscopon." opon \t".Siloscoleju." butelek oleju\t" .Siloscswiec." świec zaplonowych\t".Swartosc ."PLN/t". Sadres."\n":



 202



Część II • Stosowanie MySGJL



// otwarcie pliku w celu dopisywania try { if (!($fp = @fopen("$D0CUMENT_R00T/../zamówienia/zamowienia.txt". 'ab'))) throw new otwarciePlikuException(): if (!flock($p. L0CK_EX)) throw new blokadaPlikuException():



}



if (!fwrite($wp. Sciagwyjsciowy)) throw new zapisPlikuException(); flock($wp. LOCK UN): fclose(Swp); echo '
Zamówienie zapisane.
':



catch (otwarciePlikuException $ope) {



}



echo "
 Nie można otworzyć pliku zamówień. Proszę skontaktować się z administratorem systemu.
":



catch (Exception Se) { echo "
 Zamówienie Państwa nie może zostać przyjęte w tej chwili. Proszę spróbować później.
";



}   Jak łatwo zauważyć, część skryptu odpowiedzialna za operacje wejścia-wyjścia jest umieszczona w bloku try. Tworzenie małych bloków try oraz catch z odpowiednimi wyjątkami powinno być traktowane jako dobra praktyka kodowania. Powoduje to, że kod obsługi wyjątków jest łatwiejszy do napisania i modyfikacji, ponieważ łatwo sprawdzić, jakie błędy należy obsłużyć.



Jeżeli nie można otworzyć pliku, zgłaszany jest wyjątek otwarci ePl i kuExcepti on; jeżeli nie można zablokować pliku, zgłaszany jest wyjątek blokadaPl ikuException; a jeżeli nie można zapisać danych do pliku, zgłaszany jest wyjątek zapisPl ikuException. Przyjrzyjmy się blokom catch. Aby tylko zilustrować problem, dodaliśmy dwa takie bloki: jeden do obsługi otwarciePlikuException, a drugi do obsługi Exception. Ponieważ pozostałe wyjątki dziedziczą po Exception, mogą być przechwycone przez drugi blok catch. Bloki catch są dopasowywane za pomocą identycznego mechanizmu, jak zastosowany w operatorze instanceof. Jest to jeden z powodów, dla których powinno się tworzyć własne klasy wyjątków na podstawie jednej klasy. Należy jeszcze pamiętać, że jeżeli zostanie zgłoszony wyjątek, dla którego nie został utworzony odpowiedni blok catch, PHP zgłosi błąd krytyczny.



Wyjątki i inne mechanizmy obsługi błędów w PHP Oprócz obsługi wyjątków opisanej w tym rozdziale PHP zawiera rozbudowane mechanizmy obsługi błędów, które zostaną szczegółowo omówione w rozdziale 26., „Usuwanie błędów". Trzeba pamiętać, że proces zgłaszania i obsługi wyjątków nie modyfikuje ani nie uniemożliwia stosowania tych mechanizmów.



 Rozdział 7. • Obsługa błędów i wyjptków



203



Na listingu 7.5. można zauważyć, że wywołanie funkcji fopen() jest nadal poprzedzone operatorem którego zadaniem jest wyłączenie wyświetlania komunikatów błędów. Jeżeli funkcja nie zostanie prawidłowo zakończona, w zależności od ustawień w pliku php.ini, komunikat błędu może być wyświetlony lub zarejestrowany w dzienniku zdarzeń. Ustawienia te są opisane w rozdziale 26., ale należy pamiętać, że ostrzeżenie to pojawi się niezależnie od tego, czy został zgłoszony wyjątek, czy nie.



Propozycje dalszych lektur Ponieważ obsługa wyjątków jest nowością w PHP, na ten temat nie napisano jeszcze zbyt wiele. Jednak dostępne jest wiele podstawowych informacji na temat wyjątków. Dobry samouczek został przygotowany przez firmę Sun, w którym opisano, czym są wyjątki i jak można z nich korzystać (temat opisany oczywiście z perspektywy języka Java); dokument ten jest dostępny pod adresem http://java.sun.com/docs/books/tutorial/essential/exceptions/handling.html.



W następnym rozdziale Następna część książki jest poświęcona systemowi MySQL. Opiszemy, jak tworzyć i wypełniać bazy danych MySQL, a następnie połączymy to, czego się nauczymy, z PHP, dzięki czemu możliwe stanie się korzystanie z bazy danych poprzez sieć WWW.



 • • —'



•



'W



• t *



^



'



w



 Część II



Stosowanie MySQL



\



 Rozdział 8.



Projektowanie internetowej bazy danych Gdy już znamy podstawy PHP, możemy przystąpić do łączenia skryptów z bazą danych. Jak pamiętamy, w rozdziale 2. przedstawiono korzyści wynikające z używania systemów zarządzania relacyjnymi bazami danych (RDBMS) zamiast plików jednorodnych: • RDBMS pozwalają na szybszy dostęp do danych niż pliki jednorodne. •



RDBMS można zadawać zapytania o dane spełniające konkretne kryteria.



•



RDBMS posiadają wbudowany mechanizm zapewniania równoległego dostępu.



•



RDBMS pozwalają na swobodny dostęp do danych.



•



RDBMS mają wbudowany system przywilejów.



Ujmując rzecz bardziej konkretnie, korzystanie z relacyjnych baz danych pozwala na szybkie i łatwe uzyskiwanie odpowiedzi na pytania dotyczące miejsca zamieszkania klientów, najlepiej sprzedającego się produktu czy typu klientów wydających najwięcej pieniędzy. Informacje te pomogą ulepszyć stronę WWW, aby przyciągnąć i zatrzymać większą liczbę użytkowników, lecz ich odczytywanie z plików płaskich byłoby bardzo trudnym zadaniem. Bazą danych, z której będziemy korzystać w tej części książki, jest MySQL. Zanim jednak zajmiemy się konkretnymi zagadnieniami dotyczącymi bazy danych, powinniśmy rozważyć następujące kwestie: •



koncepcję i terminologię relacyjnych baz danych,



• projektowanie internetowych baz danych, • architekturę internetowych baz danych. W kolejnych rozdziałach opiszemy następujące zagadnienia: • W rozdziale 9. omówimy konfigurację niezbędną do połączenia MySQL z internetem. Pokażemy, jak tworzy się użytkowników, bazy danych, tabele i indeksy, a także zapoznamy się z modułami zapisu funkcjonującymi w ramach serwera MySQL. • W rozdziale 10. wyjaśnimy, jak wysyłać zapytania do bazy oraz dodawać i usuwać rekordy z poziomu wiersza poleceń. • W rozdziale 11. opiszemy, w jaki sposób łączyć PHP z MySQL w celu administrowania i korzystania z bazy danych z poziomu strony WWW. Poznamy dwie metody wykonania tego zadania: poprzez użycie biblioteki MySQL stanowiącej część PHP oraz poprzez użycie abstrakcyjnej warstwy bazy danych PEAR::DB.



 208



Część II • Stosowanie MySGJL



•



W rozdziale 12. przedstawimy zaawansowane sposoby administrowania serwerem MySQL, w tym również szczegółowe informacje na temat systemu uprawnień, bezpieczeństwa serwera i jego optymalizacji.



•



W rozdziale 13. bardziej szczegółowo omówimy moduły zapisu danych wchodzące w skład serwera MySQL, w tym również transakcje, przeszukiwanie pełnotekstowe oraz procedury składowane.



Koncepcje relacyjnych baz danych Relacyjne bazy danych są obecnie najczęściej wykorzystywanym typem baz danych. Opierają się one na teoretycznych podstawach algebry relacyjnej. Zrozumienie teorii relacji nie jest niezbędne do używania relacyjnych baz danych, konieczne jest natomiast zrozumienie jej podstawowych koncepcji.



Tabele Relacyjne bazy danych składają się z relacji, zwanych zazwyczaj tabelami. Tabela jest dokładnie tym, co oznacza — tabelą danych. Jeśli używaliście arkusza kalkulacyjnego, używaliście również tabeli. Rozważmy następujący przykład. Spójrzmy na przykładową tabelę przedstawioną na rysunku 8.1. Zawiera ona nazwiska i adresy klientów księgarni o nazwie „Książkorama". Rysunek 8.1. Informacje na temat klientów „Książkoramy" są przechowywane w tabeli



KLIENCI KlientlD



Nazwisko



Adres



Miejscowose



1



Julia Kowalska



Wierzbowa 25



Warszawa



2



Adam Pawlak



Szeroka 1/47



Szczecin



3



Michalina Nowak



Zachodnia 357



Gliwice



Tabela posiada nazwę (KI ienci), kilka kolumn, z których każda zawiera inny rodzaj danych, oraz wiersze odpowiadające poszczególnym klientom.



Kolumny Każda kolumna tabeli posiada wyróżniąjącąją nazwę i zawiera inny rodzaj danych. Ponadto każdej kolumnie przypisany jest typ danych. Na przykład z tabeli KI ienci na rysunku 8.1 można wywnioskować, iż KI ientlD jest typu całkowitoliczbowego, natomiast pozostałe trzy kolumny zawierają ciągi znaków. Kolumny są czasem nazywane polami lub atrybutami.



Wiersze Każdy wiersz tabeli odpowiada innemu klientowi. Format tabelaryczny powoduje, że każdy wiersz ma te same atrybuty. Wiersze są również nazywane rekordami lub krotkami.



Wartości Każdy wiersz zawiera zbiór pojedynczych wartości odpowiadających kolumnom. Każda z tych wartości musi być tego samego typu, jaki przypisano kolumnie, w której się znajduje.



 Rozdział 8. • Projektowanie internetowej bazy danych



209



Klucze Konieczne jest znalezienie sposobu jednoznacznej identyfikacji każdego klienta. Nazwiska nie na wiele się tu zdadzą — łatwo zgadnąć, dlaczego, szczególnie w przypadku popularnych. Rozpatrzmy przykład Julii Kowalskiej z tabeli KI i enci: w książce telefonicznej figuruje mnóstwo osób o tym nazwisku. Moglibyśmy wyróżnić Julię na kilka sposobów. Zapewne jest ona jedyną osobą o tym nazwisku mieszkającą pod przypisanym jej adresem, jednak mówienie o „Julii Kowalskiej z ulicy Wierzbowej 25 w Warszawie" jest dosyć niewygodne i brzmi chyba za bardzo urzędowo. Ponadto metoda ta wymaga korzystania z więcej niż jednej kolumny tabeli. Metoda, którą posłużyliśmy się w tym przykładzie i którą zapewne większość Czytelników będzie wykorzystywać w swoich aplikacjach, polega na dodaniu unikalnego pola KI ientID. Na tej samej zasadzie jest nadawany numer konta w banku czy numer członkostwa w klubie. Dzięki temu przechowywanie szczegółowych danych w bazie staje się znacznie prostsze. Sztucznie nadawany numer identyfikacyjny gwarantuje unikalność poszczególnych rekordów, co rzadko zapewniają nam prawdziwe dane, a nawet ich kombinacje. Pole identyfikujące poszczególne rekordy nazywane jest kluczem bądź też kluczem podstawowym. Klucz może się też składać z kilku pól. Jeśli na przykład zdecydowalibyśmy się wyróżniać Julię jako „Julia Kowalska z ulicy Wierzbowej 25 w Warszawie", to klucz składałby się z pól Nazwi sko, Adres i Miejscowosc, co jednak nie gwarantowałoby unikalności. Bazy danych składają się najczęściej z więcej niż jednej tabeli i wykorzystują klucze do uwidocznienia odwołań między dwiema oddzielnymi tabelami. Rysunek 8.2 przedstawia drugą tabelę, którą dołączyliśmy do naszej bazy danych. W nowej tabeli przechowywane są informacje dotyczące zamówień złożonych przez klientów księgarni. Każdy wiersz tabeli Zamówienia odpowiada jednemu zamówieniu dokonanemu przez jednego klienta. Tabela ta zawiera również kolumnę KlientlD, dzięki czemu wiemy, kim jest klient, który złożył dane zamówienie. Przeanalizujmy zamówienie, dla którego Zamówi eni elD jest równe 2: widzimy, iż zostało ono złożone przez klienta, którego KI ientID wynosi 1. Z tabeli Klienci wynika, iż tym klientem jest Julia Kowalska. Relację tego typu określa się mianem klucza obcego. KI ientID jest kluczem podstawowym w tabeli Klienci, lecz jeśli pole to pojawi się również w innej tabeli, na przykład Zamówienia, to nosi nazwę klucza obcego. Można by zadać pytanie, dlaczego zostały utworzone dwie oddzielne tabele, zamiast zapamiętywać adres Julii w tabeli Zamówienia. Odpowiedzi udzielimy w następnym podrozdziale.



Schematy Zbiór projektów wszystkich tabel wchodzących w skład bazy danych nazywamy schematem bazy danych — jest to całościowy projekt bazy. Schemat powinien zawierać projekty tabel wraz z oznaczeniem kolumn, typów danych przypisanych poszczególnym kolumnom oraz wskazywać klucze podstawowe i klucze obce. Generalnie schemat nie powinien zawierać żadnych danych, można jednak przedstawić przykładowe dane w celu lepszego objaśnienia projektu. Schematy baz danych mogą mieć formę nieformalnych diagramów, takich jak na rysunkach 8.1 i 8.2, diagramów encji i relacji (tym rodzajem diagramów nie będziemy się zajmować) bądź też formę tekstową, np.: Klienci(KlientlD, Nazwisko. Adres. Miasto) Zamowienia(ZamowienieID, KlientlD. Wartość, Data)



 210



Część II • Stosowanie MySGJL



Rysunek 8.2. Każde zamówienie w tabeli Zamówienia zawiera odwołanie do klienta z tabeli Klienci



KLIENCI KlientlD



Nazwisko



Adres



Miejscowosc



1



Julia Kowalska



Wierzbowa 25



Warszawa



2



Adam Pawlak



Szeroka 1/47



Szczecin



3



Michalina Nowak



Zachodnia 357



Gliwice



ZAMÓWIENIA ZamowienielD



KlientlD 1



3



27.50



2007-04-02



2



1



12.99



2007-04-15



3



2



74.00



2007-04-19



4



3



6.99



2007-05-01



Podkreślenie nazwy kolumny linią ciągłą oznacza, iż będą w niej zapamiętywane klucze podstawowe tabeli, w której ta kolumna się znajduje. Natomiast linią przerywaną podkreślone są te kolumny, w których zapamiętywane będą klucze obce.



Relacje Klucze obce ukazują relacje pomiędzy danymi z dwóch różnych tabel. Na przykład połączenie tabeli Zamówi eni a z tabelą KI i enci odzwierciedla relację między konkretnym wierszem tabeli Zamówi eni a i określonym wierszem tabeli KI i enci. Teoria relacyjnych baz danych uwzględnia istnienie trzech typów relacji. Są one klasyfikowane zależnie od liczby wartości, które mogą wystąpić po każdej stronie relacji. Wyróżnia się więc relacje J e d e n do j e d n e g o " , , j e d e n do wielu" i „wiele do wielu". Relacja J e d e n do jednego" oznacza, iż po każdej stronie może występować tylko jedna wartość. Na przykład gdybyśmy wydzielili z tabeli KI ienci odrębną tabelę zawierającą adresy, wówczas byłyby one powiązane relacją J e d e n do jednego". Tabela KI ienci mogłaby więc posiadać klucz obcy z tabeli Adresy lub odwrotnie. W relacji J e d e n do wielu" jeden wiersz tabeli jest połączony z jednym wierszem lub wieloma wierszami drugiej. W naszym przykładzie jeden klient może złożyć kilka zamówień. W przypadku tego typu relacji tabela z wieloma wierszami będzie zawierać kolumnę z kluczem obcym pochodzącym z tabeli z jednym wierszem. Dlatego też w tabeli Zamówienia umieściliśmy kolumnę KI ientlD w celu zastosowania tej relacji. W przypadku relacji „wiele do wielu" wiele wierszy jednej tabeli jest połączonych z wieloma wierszami innej. Gdybyśmy na przykład mieli dwie tabele: Książki i Autorzy, mogłaby zaistnieć sytuacja, w której jedna z książek miałaby dwóch współautorów, przy czym każdy z nich mógłby być również autorem lub współautorem innych książek. Tego typu relacje są zazwyczaj upraszczane poprzez utworzenie dodatkowej, trzeciej tabeli. Mielibyśmy więc tabele Książki, Autorzy oraz Autorzy_Ksiazki. Ta ostatnia zawierałaby tylko pary kluczy obcych pochodzących z dwóch pozostałych tabel i określałaby, jaki autor napisał (samodzielnie lub z innym autorem) daną książkę.



 Rozdział 8. • Projektowanie internetowej bazy danych



211



Jak zaprojektować internetową bazę danych? Projektowanie nowych tabel i wyznaczanie ich kluczy jest swego rodzaju sztuką. Można oczywiście próbować przebrnąć przez wiele publikacji dotyczących diagramów encji i relacji i procesu normalizacji baz danych (które to zagadnienia wykraczają poza ramy tej książki). Większość etapów tworzenia schematu bazy danych opiera się jednak na podstawowych zasadach projektowania. Rozważymy j e w kontekście przykładowej księgarni „Książkorama".



Określ obiekty świata realnego, których model chcesz wykonać Projektując bazę danych, tworzy się najczęściej model obiektów świata rzeczywistego oraz relacji zachodzących między nimi oraz gromadzi się informacje na temat tych obiektów i relacji. Ogólnie można przyjąć, iż każda klasa modelowanych obiektów świata realnego powinna mieć odpowiadającąjej tabelę. Chcemy na przykład przechowywać informacje o wszystkich klientach naszej księgarni. Jeśli istnieje zbiór danych mający tę samą strukturę, można utworzyć tabelę odpowiadającą tym danym. W naszym przykładzie chcemy przechowywać informacje na temat klientów, sprzedawanych książek oraz szczegółowe informacje dotyczące złożonych zamówień. Wszyscy klienci m a j ą nazwiska i adresy. Każde zamówienie jest oznaczone datą, ma wartość całkowitą i opiewa na jedną lub więcej książek. Każda książka posiada numer ISBN (ang. International Standard Book Number), autora, tytuł i cenę. Na podstawie tak opisanego zbioru informacji łatwo zatem zauważyć, iż w projektowanej bazie są potrzebne co najmniej trzy tabele: Klienci, Zamówienia oraz Książki. Początkowy schemat tej bazy danych jest przedstawiony na rysunku 8.3. Na tym etapie nie jesteśmy w stanie określić na podstawie modelu, które książki zostały zamówione i w jakim zamówieniu. Zajmiemy się tym w następnym podrozdziale.



Unikaj przechowywania redundantnych danych W jednym z poprzednich podrozdziałów padło pytanie: „Czy nie można by przechowywać adresu Julii Kowalskiej w tabeli Zamówienia?". Jeśli Julia często będzie zamawiać książki w księgarni „Książkorama", na co oczywiście liczymy, wówczas jej dane zostaną zapisane wiele razy. Tabela Zamówienia wyglądałaby więc tak jak na rysunku 8.4. Tak zaprojektowana tabela może stać się źródłem problemów dwojakiego rodzaju: •



Marnotrawstwo pamięci. Po co mamy zapisywać dane Julii czterokrotnie, jeśli wystarczy, że zapiszemy j e tylko raz?



•



Możliwość powstania tzw. anomalii uaktualniania, czyli sytuacji, w której zmiana danych zawartych w bazie prowadzi do utraty ich spójności. Naruszona zostaje integralność danych i nie mamy pewności, które dane są poprawne, a które nie. Skutkuje to zazwyczaj utratą informacji.



Należy unikać trzech rodzajów anomalii uaktualniania bazy danych: modyfikacji, wstawiania i usuwania.



 212



Część II • Stosowanie MySGJL



Rysunek 8.3. Schemat początkowy zawiera tabele Klienci, Zamówienia i Książki



KLIENCI KlientlD



Nazwisko



Adr«s



Miejscowosc



1



J u l i a K o w a l s k a



W i e r z b o w a 25



2



A d a m P a w l a k



S z e r o k a



W a r s z a w a



3



M i c h a l i n a N o w a k



Z a c h o d n i a 357



G l i w i c e



KlientlD



Wartość



Data



1/47



S z c z e c i n



ZAMÓWIENIA ZamowienielD 1



3



2 7 . 5 0



2 0 0 7 0 4 0 2



2



1



1 2 . 9 9



2 0 0 7 0 4 1 5



3



2



7 4 . 0 0



2 0 0 7 0 4 1 9



4



3



6 . 9 9



2 0 0 7 0 5 0 1



KSIĄŻKI Autor



ISBN



Rysunek 8.4. Baza danych przechowująca dane redundantne zajmuje znacznie więcej pamięci i może powodować przekłamania danych



Tytuł



Cena



0 6 7 2 3 1 6 9 7 8



M i c h a e l M o r g a nJ a v a 2 dla P r o f e s j o n a l i s t ó w



3 4 . 9 9



0 6 7 2 3 1 7 4 5 1



T h o m a s D o w n



I n s t a l a c j a D e b i a n G N U / L i n u x



2 4 . 9 9



0 6 7 2 3 1 5 0 9 2



L u c a s P r u i t t



P o z n a j G I M P w



2 4 . 9 9



24 g o d z i n y



Nazwisko



Adres



Miejscowosc



1



Julia Kowalska



Wierzbowa 25



Warszawa



1



Julia Kowalska



Wierzbowa 25



Warszawa



2007-04-30



1



Julia Kowalska



Wierzbowa 25



Warszawa



2007-05-01



1



Julia Kowalska



Wierzbowa 25



Warszawa



ZamowienielD



Wartość



Data



12



199.50



2007-04-25



13



43.00



2007-04-29



14



15.99



15



23.75



KlientlD



Jeśli Julia zmieni miejsce zamieszkania po złożeniu zamówienia, a przed jego realizacją, wówczas należy uaktualnić jej adres w czterech miejscach bazy zamiast w jednym, co wymaga czterokrotnie więcej pracy. Nietrudno jest przeoczyć ten fakt i dokonać uaktualnienia tylko w jednym miejscu, a w konsekwencji doprowadzić do utraty spójności danych (niedopuszczalne!). Zagrożenia tego typu nazywane są anomaliami modyfikacji, gdyż pojawiają się przy próbie dokonania zmian w bazie danych. Gdy mamy tak zaprojektowaną bazę danych, będziemy musieli wstawić dane Julii, ilekroć złoży ona zamówienie. Za każdym razem trzeba będzie również sprawdzić spójność tych danych z wcześniej zapisanymi do bazy. Niedopełnienie tego obowiązku może prowadzić do sytuacji, w której dane dotyczące adresu Julii, zawarte w dwóch różnych wierszach, są ze sobą sprzeczne. W jednym wierszu na przykład może znaleźć się informacja, iż Julia mieszka w Warszawie, inny natomiast wskazywałby, że jej miejscem zamieszkania jest np. Wrocław. Sytuacja taka jest nazywana anomalią wstawiania, gdyż pojawia się przy zapisywaniu nowych danych do bazy.



 Rozdział 8. • Projektowanie internetowej bazy danych



213



Trzecim typem zakłóceń jest anomalia usuwania występująca w przypadku (niespodzianka!) usuwania wierszy z bazy danych. Jeśli wszystkie złożone przez Julię zamówienia zostaną zrealizowane, nastąpi ich usunięcie z tabeli Zamówienia. Oznacza to, że już nie będziemy mieli żadnego rekordu zawierającego adres Julii. Nie będzie można wysłać jej specjalnej oferty, a gdy następnym razem zapragnie zamówić jakąś książkę w naszej księgarni, trzeba będzie znowu uzyskać i zapisać dane dotyczące jej adresu. Powinniśmy zatem projektować bazy danych w taki sposób, aby nie wystąpiła żadna z powyższych anomalii.



Zapisuj atomowe wartości kolumn Zapisywanie atomowych wartości kolumn oznacza, że w każdym polu każdego wiersza zapisujemy tylko jedną wartość. Na przykład musimy przechowywać informacje o tym, jakie książki wchodziły w skład danego zamówienia. Istnieje kilka sposobów, aby to zrobić. Jednym z rozwiązań może być dodanie kolumny do tabeli Zamówienia, w której zapisywane będą wszystkie zamówione książki. Przypadek taki jest przedstawiony na rysunku 8.5. Rysunek 8.5. W tym przypadku pole Ksiazki_zamowione zawiera wartości wielokrotne



ZAMÓWIENIA ZamowienielD



KlientlD



Wartość



Data



Ksiazkl_zamowione



1



3



27.30



2007-04-02



0-672-31697-8



2



1



12.99



2007-04-15



0-672-31745-1,0-672-31509-2



3



2



74.00



2007-04-19



0-672-31697-8



4



3



6.99



2007-05-01



0-672-31745-1,0-672-31509-2,0-672-31697-8



Ten pomysł jest wadliwy z kilku powodów. Prowadzi on bowiem do zagnieżdżania w jednej kolumnie całej tabeli wiążącej zamówienia z książkami. Zastosowanie tej metody znacznie utrudni znalezienie odpowiedzi na pytanie typu: „Ile egzemplarzy książki Java 2 dla profesjonalistów zostało zamówionych?". System nie może po prostu zliczyć odpowiednich pól, lecz musi przeanalizować wartość każdego atrybutu, aby sprawdzić, czy zawiera on szukane wartości. Zatem tak naprawdę tworzymy tabelę w tabeli. Zamiast tego powinniśmy utworzyć nową tabelę o nazwie Pozycje zamowione. Jest ona pokazana na rysunku 8.6. Rysunek 8.6. Tak zaprojektowana tabela ułatwia szukanie zamówionych książek



POZYCJE_ZAMOWIONE ZamowienielD



ISBN



llosc



1



0-672-31697-8



1



2



0-672-31745-1



2



2



0-672-31509-2



1



3



0-672-31697-8



1



4



0-672-31745-1



1



4



0-672-31509-2



2



4



0-672-31697-8



1



Nowa tabela jest łącznikiem między tabelami Zamówienia i Książki. Tabela tego typu jest wykorzystywana najczęściej w przypadku istnienia pomiędzy dwoma obiektami relacji „wiele do wielu" — w rozważanym przypadku jedno zamówienie może opiewać na kilka książek, a każda książka może być zamówiona przez wielu klientów.



 214



Część II • Stosowanie MySGJL



Dobierz właściwe klucze Należy się upewnić, że wyznaczone klucze zagwarantują unikalność rekordów. W naszym przykładzie utworzone zostały specjalne klucze dla klientów (KI ientID) i dla zamówień (ZamowienielD), ponieważ te obiekty świata rzeczywistego nie m a j ą naturalnego identyfikatora zapewniającego ich unikalność. Zbędne jest natomiast definiowanie kluczy dla książek — posiadają one przecież własny numer ISBN. Tabelę Pozycje zamowione można rozszerzyć o specjalnie wyznaczony klucz, zauważmy jednak, że kombinacja dwóch atrybutów: ZamowienielD i ISBN zapewnia unikalność każdego rekordu, jeśli tylko zamówiona książka będzie zapisywana w jednym wierszu niezależnie od tego, ile jej egzemplarzy zamówiono. Z tego właśnie powodu tabela Pozycjezamowione posiada kolumnę II osc.



Pomyśl o zapytaniach, które zadasz bazie Gdy projektujemy bazę danych, powinniśmy cały czas mieć na względzie informacje, jakie będziemy z niej uzyskiwać. (Na przykład które książki z naszej księgarni najlepiej się sprzedają?). Należy się upewnić, iż baza będzie zawierać wszystkie niezbędne dane oraz że połączenia ustanowione pomiędzy tabelami umożliwią znalezienie odpowiedzi na pytania użytkownika.



Unikaj tworzenia tabel z wieloma pustymi polami Zamysł dodania do bazy danych recenzji książek można zrealizować na co najmniej dwa sposoby (rysunek 8.7). Rysunek 8.7. W celu przechowywania recenzji możemy dodać kolumnę Recenzja do tabeli Książki lub utworzyć dodatkową tabelę Recenzje_ksiazek



KSIĄŻKI ISBN



Autor



Tytuł



Cena



0-672-31687-8



Michael Morgan



Java 2 dla Profesjonalistów



34.99



0-672-31745-1



Thomas Down



Instalacja Debian GNU/Linux



24.99



0-672-31509-2



Lucas Pruitt



Poznaj GIMP w 24 godziny



24.99



Recenzja



RECENZJE_KSIAZEK ISBN



Recenzja



Pierwszy sposób polega na dodaniu kolumny Recenzja do tabeli Książki. Każda książka będzie więc miała dodatkowe pole Recenzja. Jeśli baza danych przechowuje dane wielu książek, a recenzent ocenia tylko niektóre z nich, wówczas w znacznej liczbie wierszy atrybut ten nie ma żadnej wartości. Pola mają wówczas wartość NULL. Występowanie wielu pustych pól w bazie danych jest niewskazane. Prowadzi to do marnotrawstwa pamięci, może być także przyczyną błędnych wyników zwracanych przez funkcje sumujące wartości pól lub inne funkcje obliczeniowe. Użytkownik, widząc puste pole, nie jest pewien, czy sytuacja ta jest spowodowana nieprawidłowością atrybutu, błędem w bazie danych, czy też po prostu brakiem danych w bazie. Można uniknąć problemów związanych z występowaniem wielu pustych pól, stosując drugi ze sposobów pokazanych na rysunku 8.7. W tym przypadku tabela Recenzje ksiazek zawiera tylko te pozycje, które zostały już ocenione, oraz samą recenzję.



 Rozdział 8. • Projektowanie internetowej bazy danych



215



Zauważmy, iż założeniem tego projektu jest istnienie pracującego dla naszej księgarni recenzenta, czyli inaczej mówiąc, obecność relacji jeden do jednego między tabelami Książki i Recenzje_ •^•książek. Gdybyśmy chcieli przechowywać wiele recenzji jednej książki, mielibyśmy do czynienia z relacjąjeden do wielu, a więc trzeba by zastosować drugie rozwiązanie. Ponadto mając tylko jedną recenzję każdej książki jako klucz główny tabeli Recenzje ksiazek, można by wykorzystać numer ISBN. W przypadku wielu recenzji niezbędne jest wprowadzenie unikatowego identyfikatora każdej z nich.



Typy tabel — podsumowanie Bez trudu można zauważyć, iż projekty baz danych zawierają najczęściej tabele dwojakiego rodzaju: •



Proste tabele opisujące obiekty świata rzeczywistego. W przypadku istnienia relacji „jeden do jednego" lub , j e d e n do wielu" mogą one również zawierać klucze do innych obiektów. Dla przykładu: jeden klient może złożyć wiele zamówień, ale jedno zamówienie może być złożone tylko przez jednego klienta. W zamówieniu umieszczamy więc odwołanie do klienta.



•



Tabele łączące, które opisują relacje „wiele do wielu" występujące między d w o m a obiektami, jak w przypadku zamówień i książek. Tabele te są często związane z pewnymi typami transakcji występujących w świecie rzeczywistym.



Architektura internetowej bazy danych Poznawszy wewnętrzną strukturę bazy danych możemy przyjrzeć się zewnętrznej architekturze internetowych systemów baz danych oraz omówić metodologię projektowania tych systemów. Podstawowa operacja wykonywana przez serwer W W W jest pokazana na rysunku 8.8. Przedstawiony system składa się z dwóch obiektów: przeglądarki internetowej oraz serwera W W W , pomiędzy którymi wymagane jest istnienie połączenia umożliwiającego komunikację. Przeglądarka wysyła żądanie do serwera, serwer natomiast przesyła odpowiedź. Taka architektura sprawdza się w przypadku przesyłania przez serwer stron statycznych. System dostarczający przeglądarce strony W W W oparte na bazie danych ma bardziej złożoną konstrukcję. Rysunek 8.8. Relacja klient-serwer między przeglądarką i senwerem WWW wymaga komunikacji



Odpowiedź



Internetowa aplikacja bazodanowa, którą utworzymy, będzie się opierać na klasycznej architekturze internetowej bazy danych, pokazanej na rysunku 8.9. Większość przedstawionych obiektów zapewne jest już znana Czytelnikom.



Rysunek 8.9. Klasyczna architektura internetowej bazy danych zawiera przeglądarkę internetową, serwer WWW, interpreter skryptów oraz serwer bazy danych Typowa transakcja bazodanowa przeprowadzana w internecie składa się z etapów wymienionych na rysunku 8.9. Przeanalizujemy je, posługując się przykładem księgarni „Książkorama".



 216



Część II • Stosowanie MySGJL



1. Przeglądarka internetowa użytkownika wysyła żądanie udostępnienia określonej strony WWW. Wykorzystując odpowiedni formularz HTML, może ona na przykład zażądać wyświetlenia wszystkich książek autorstwa Laury Thomson, które można nabyć w „Książkoramie". Strona z wynikami nosi nazwę rezultaty.php. 2. Serwer WWW przyjmuje żądanie wyświetlenia strony rezultaty.php, odnajduje właściwy plik i przekazuje go do interpretera PHP. 3. Interpreter PHP rozpoczyna przetwarzanie skryptu. Wewnątrz skryptu zawarte jest polecenie połączenia z bazą danych i wykonania zapytania (wyszukania określonych pozycji książkowych). Następuje otwarcie połączenia z serwerem MySQL i przesłanie zapytania. 4. Serwer MySQL przyjmuje zapytanie i przetwarza je, po czym rezultat — listę książek — odsyła do interpretera PHP. 5. Interpreter kończy wykonywanie skryptu, który zazwyczaj formatuje otrzymane wyniki zgodnie ze standardami HTML, po czym przesyła wynikowy kod HTML do serwera WWW. 6. Serwer WWW przesyła kod HTML do przeglądarki, która wyświetla listę książek spełniających kryteria zadane przez użytkownika. Proces ten przebiega zawsze tak samo, niezależnie od typu interpretera skryptów czy używanego serwera bazy danych. Najczęściej serwer WWW, interpreter PHP oraz serwer bazy danych pracują na tym samym komputerze, nierzadko jednak spotyka się rozwiązania, w których serwer bazy danych działa na oddzielnej maszynie. Metodę tę stosuje się najczęściej do celów bezpieczeństwa lub dla zmniejszenia obciążenia komputerów. Z punktu widzenia projektanta fakt ten nie zmieni sposobu jego pracy, może jednak przyczynić się do istotnego wzrostu wydajności całego systemu. Wzrost rozmiaru i złożoności aplikacji prowadzi do tego, że zaczyna dzielić się je na warstwy. Zazwyczaj warstwa bazodanowa stanowi interfejs do bazy MySQL, druga warstwa realizuje logikę biznesową i jest tak naprawdę jądrem całej aplikacji, z kolei warstwa prezentacji jest odpowiedzialna za generowanie wynikowego kodu HTML. Nie zmienia to jednak faktu, że punktem wyjścia jest architektura przedstawiona na rysunku 8.9 — rozszerzeniu ulega jedynie kod źródłowy PHP.



Propozycje dalszych lektur W tym rozdziale zostały przedstawione zasady projektowania relacyjnych baz danych. Aby pogłębić wiadomości na temat teoretycznych podstaw tego zagadnienia, można sięgnąć po książki specjalistów w tej dziedzinie, do których należy m.in. C J . Date. Warto jednak pamiętać, iż zawarte w nich treści mają charakter ściśle teoretyczny i mogą okazać się niezbyt przydatne dla projektantów komercyjnych aplikacji internetowych. Tworzone przez nich bazy danych są bowiem znacznie mniej skomplikowane.



W następnym rozdziale W następnym rozdziale zaczniemy tworzyć bazę danych opartą na MySQL. Najpierw przedstawimy kolejne etapy tworzenia bazy danych udostępnianej w internecie, a następnie sposób przekazywania zapytań do bazy oraz metody wysyłania zapytań z poziomu skryptów PHP.



 Rozdział 9.



Tworzenie internetowej bazy danych W rozdziale tym przedstawimy sposób tworzenia bazy danych MySQL, przeznaczonej do udostępniania na stronach W W W . W tym rozdziale zostaną poruszone następujące zagadnienia: •



tworzenie bazy danych,



•



definiowanie użytkowników i przywilejów,



•



wprowadzenie do systemu przywilejów,



•



tworzenie tabel bazy danych,



•



tworzenie indeksów,



•



wybieranie typów kolumn w MySQL.



Również i w tym rozdziale posłużymy się znanym już przykładem księgarni internetowej „Książkorama". Przypomnijmy schemat jej bazy danych: KIienci(KIientlD. Nazwisko. Adres. Miejscowosc) Zamówienia (ZamowienielD. KlientlD. Wartość. Data) Książki (ISBN. Autor. Tytuł. Cena) Pozycje_zamowione (ZamowienielD. ISBN, Ilosc) Recenzje_ksiazek (ISBN. Recenzja) Należy również przypomnieć, iż nazwy pól będących kluczami podstawowymi są podkreślone linią ciągłą, a nazwy pól będących kluczami obcymi — linią przerywaną. W celu przeanalizowania materiału zawartego w tym rozdziale należy zapewnić sobie dostęp do serwera MySQL. Oznacza to, że trzeba przeprowadzić instalację MySQL na serwerze W W W , obejmującą następujące czynności: •



instalację plików,



•



rejestrację użytkownika na serwerze MySQL,



•



zdefiniowanie odpowiedniej ścieżki dostępu,



•



w razie konieczności uruchomienie aplikacji mysql_instal l_db,



•



określenie hasła administratora,



 218



Część II • Stosowanie MySGJL



• usunięcie użytkownika anonimowego, • uruchomienie serwera MySQL po raz pierwszy i skonfigurowanie go w taki sposób, by uruchamiał się automatycznie. Po wykonaniu wymienionych czynności można przystąpić do lektury tego rozdziału. Jeśli jednak instalacja nie powiodła się, należy kierować się instrukcjami zawartymi w dodatku A. Ewentualne błędy, które mogą wystąpić w trakcie wykonywania czynności opisywanych w tym rozdziale, spowodowane będą prawdopodobnie nieprawidłową pracą serwera MySQL. W takim przypadku należy ponownie przeanalizować czynności opisane powyżej oraz przedstawione w dodatku A w celu upewnienia się, iż MySQL został prawidłowo zainstalowany. Należy zapewnić sobie dostęp do serwera MySQL zainstalowanego na komputerze znajdującym się w miejscu pracy czytelnika, udostępnianego przez dostawcę usług internetowych na zdalnym komputerze itp. W takim przypadku wykonanie zawartych w tym rozdziale przykładów lub utworzenie własnej bazy danych wymaga zarejestrowania przez administratora odpowiedniego użytkownika oraz znajomości nadanego mu identyfikatora, hasła dostępu i nazwy przypisanej mu bazy danych. Nie jest konieczne zapoznanie się z treścią podrozdziałów dotyczących rejestrowania użytkowników i przydzielania im bazy danych, chyba że istnieje potrzeba bardziej precyzyjnego wyjaśnienia administratorowi przedstawionych wcześniej wymagań. Zwykli użytkownicy nie będą wszakże mogli samodzielnie tworzyć własnych użytkowników i baz danych. Wszystkie przykłady zawarte w tym rozdziale były uruchamiane na serwerze MySQL w wersji 5.1, która w trakcie pisania tej książki była wersją najnowszą. Niektóre wcześniejsze wersje serwera nie posiadają pewnych możliwości, dlatego też przed rozpoczęciem lektury należy zastąpić starszą wersję nową instalacją MySQL. Najnowszą wersję serwera MySQL można pobrać ze strony http://www. mysql.com. W książce komunikację z serwerem MySQL prowadzimy przy użyciu klienta wiersza poleceń o nazwie MySQL monitor, stanowiącego składnik każdej instalacji. Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, by używać innego klienta. Jeśli na przykład używany serwer MySQL znajduje się na dzierżawionym serwerze WWW, administratorzy systemu zwykle udostępniają użytkownikom działający przez przeglądarkę interfejs phpMyAdmin. Różne klienty GUI działają nieco inaczej, niż zostanie to przedstawione w tym rozdziale, lecz odpowiednie zaadaptowanie przedstawionych instrukcji nie powinno sprawić większego kłopotu.



Użytkowanie monitora MySQL W przykładach przedstawionych w dalszej części tego rozdziału oraz w rozdziale następnym każda komenda jest zakończona znakiem średnika (;). Informuje on serwer MySQL o konieczności wykonania zadanego polecenia. Opuszczenie średnika spowoduje brak reakcji serwera, o czym często zapominają użytkownicy, zwłaszcza niedoświadczeni. Opuszczenie znaku średnika spowoduje, że nastąpi przejście do nowego wiersza przed zakończeniem wpisywania tekstu komendy. Pozwoliło to nam na zwiększenie czytelności przykładów. Odnalezienie miejsca, w którym nastąpiło przejście do nowego wiersza, nie powinno sprawić żadnych problemów — MySQL wyświetli tam znak kontynuacji w formie strzałki przedstawionej poniżej: mysql> grant select



 Rozdział 8. • Proe j ktowane i internetowej bazy danych



219



Symbol ten oznacza, że MySQL czeka na wprowadzenie dalszej części polecenia. Za każdym razem, gdy zostanie naciśnięty klawisz Enter bez wcześniejszego wpisania znaku średnika, nastąpi przejście do nowego wiersza i wyświetlenie symbolu strzałki. Warto również zapamiętać, że MySQL nie rozróżnia małych i wielkich liter w poleceniach języka SQL, może natomiast je rozróżniać w nazwach baz danych i tabel (kwestia ta zostanie poruszona w dalszej części rozdziału).



Logowanie się do serwera MySQL W celu zalogowania się do serwera MySQL należy przejść do wiersza poleceń systemu operacyjnego i wpisać następującą komendę: > mysql -h nazwa_komputera



-u i d e n t y f i k a t o r _ u z y t k o w n i k a -p



Polecenie mysql wywołuje monitor MySQL, mający postać wiersza poleceń łączącego klienta z serwerem. Opcji -h używa się w celu wskazania komputera, do którego ma nastąpić połączenie (na maszynie tej pracuje serwer MySQL). Jeśli polecenie to ma być wykonane na tym samym komputerze, na którym znajduje się MySQL, to opcja -h oraz parametr nazwa_komputera mogą zostać pominięte. W przeciwnym wypadku konieczne jest wpisanie w miejsce parametru nazwa_komputera nazwy maszyny, na której uruchomiony jest serwer bazy danych. Opcja -u jest stosowana w celu wskazania identyfikatora użytkownika, na którego następuje logowanie. Jeśli identyfikator ten nie zostanie podany, wówczas MySQL domyślnie użyje identyfikatora tego użytkownika, który jest aktualnie zalogowany do systemu operacyjnego. Jeśli MySQL został zainstalowany na komputerze lub serwerze czytelnika, będzie on zmuszony zalogować się jako użytkownik root oraz samodzielnie utworzyć bazę danych, którą będzie wykorzystywał w trakcie uruchamiania zawartych w tym rozdziale przykładów. Przy pierwszym uruchomieniu serwera użytkownik root jest jedynym zarejestrowanym użytkownikiem. W trakcie pracy na serwerze zainstalowanym na komputerze administrowanym przez inną osobę należy przy logowaniu użyć identyfikatora użytkownika, podanego przez administratora. Opcja -p informuje serwer o logowaniu się z użyciem hasła. Może ona zostać pominięta, jeśli dla danego użytkownika hasło nie zostało ustanowione. Jeżeli czytelnik loguje się jako użytkownik root bez konieczności podania hasła, zalecane jest określenie hasła dostępu zgodnie z instrukcjami zawartymi w dodatku A. Jego brak powoduje, iż system będzie niedostatecznie zabezpieczony. Podawanie hasła w tym samym wierszu co polecenie mysql nie jest obowiązkowe. Jeżeli nie zostanie ono podane, to serwer MySQL sam o nie „zapyta". Tak naprawdę pominięcie hasła jest właściwie lepszym rozwiązaniem, gdyż wpisane w wierszu poleceń będzie miało formę zwykłego tekstu, co umożliwi osobom postronnym jego wykrycie. Po wpisaniu komendy podanej na początku podrozdziału wyświetlona zostanie odpowiedź w następującej formie: Enter password:



(Jeżeli polecenie to nie zadziała, trzeba sprawdzić, czy serwer MySQL jest uruchomiony, a komenda mysql może być zrealizowana w bieżącej ścieżce dostępu).



 220



Część II • Stosowanie MySGJL



Następnie należy podać hasło dostępu. Jeśli wszystko przebiegnie prawidłowo, powinien zostać wyświetlony komunikat podobny do poniższego: Welcome to the MySQL monitor. Commands end with : or \g. Your MySQL connection id is 1 to sen/er version: 5.1.25-rc-comriunity MySQL Community Server (GPL) Type 'help:' or '\h' for help. Type '\c' to elear the buffer. mysql>



Jeżeli czytelnik pracuje na własnym komputerze i komunikat nie będzie przypominał powyższego, wówczas należy upewnić się, czy uruchomiona jest aplikacja mysql_instal l_db (jeżeli jest wymagana) i czy zostało określone oraz wpisane prawidłowo hasło dostępu dla użytkownika root. Jeśli praca odbywa się na zdalnej maszynie, trzeba upewnić się, iż podane hasło jest prawidłowe. Po zalogowaniu się do serwera kursor powinien znajdować się przy znaku zachęty, umożliwiając stworzenie nowej bazy danych. Czytelnik pracujący na własnym komputerze powinien stosować się do instrukcji podanych w dalszej części rozdziału. Czytelnik korzystający z maszyny administrowanej przez inną osobę powinien mieć utworzoną i przypisaną mu bazę danych, może więc od razu przejść do lektury podrozdziału „Używanie odpowiedniej bazy danych". Można oczywiście zapoznać się z poprzedzającymi go podrozdziałami, nie będzie jednak możliwości (a przynajmniej nie powinno być) uruchamiania wyszczególnionych w nich poleceń.



Tworzenie baz i rejestrowanie użytkowników System baz danych MySQL jest w stanie obsługiwać wiele baz danych jednocześnie. Zazwyczaj jedna aplikacja współpracuje z jedną bazą danych. Dla księgarni „Książkorama" baza ta nosi nazwę Książki. Tworzenie bazy danych to czynność najprostsza. W wierszu poleceń MySQL należy wpisać: mysql> create database nazwa



bazy-.



W miejsce nazwa_bazy należy podać nazwę bazy danych, która ma zostać utworzona. W naszym przykładzie jest to baza o nazwie Ksi azki. I to wszystko! Otrzymana odpowiedź powinna wyglądać mniej więcej tak (czas wykonania polecenia może się różnić): Query OK. 1 row affected (0.06 sec)



Oznacza to, że operacja została wykonana bez błędów. Jeśli taki komunikat się nie pojawi, należy upewnić się, że na końcu komendy został wpisany znak średnika. Informuje on serwer MySQL 0 zakończeniu wpisywania polecenia i o konieczności jego wykonania.



Definiowanie użytkowników i przywilejów System MySQL może obsługiwać wielu użytkowników. Użytkownik root powinien być wykorzystywany w zasadzie tylko do celów administracyjnych, co jest podyktowane względami bezpieczeństwa. Dla każdego użytkownika, który będzie pracował w systemie, trzeba utworzyć konto 1 nadać mu hasło dostępu. Nie muszą one być takie same, jak identyfikator użytkownika i hasło wykorzystywane do zalogowania się do systemu operacyjnego. Ta sama zasada odnosi się do użytkownika root. Pożądane jest stosowanie różnych haseł dostępu w razie logowania się do systemu operacyjnego i serwera MySQL, szczególnie w przypadku użytkownika root.



 Rozdział 8. • Proe j ktowane i internetowej bazy danych



221



Nadawanie hasła nowym użytkownikom nie jest obowiązkowe, jednak ze względów bezpieczeństwa pożądane jest, aby każdy użytkownik posiadał własne hasło dostępu. W przypadku tworzenia internetowej bazy danych wskazane jest utworzenie co najmniej jednego użytkownika, który będzie wykorzystywany tylko przez daną aplikację bazodanową. Można by zadać pytanie o cel tej operacji. Odpowiedź związana jest z systemem przywilejów.



Wprowadzenie do systemu przywilejów MySQL Jedną z najważniejszych cech MySQL jest obsługa wyrafinowanego systemu przywilejów. Przywilej to inaczej posiadane przez określonego użytkownika prawo do wykonania określonego polecenia na określonym obiekcie. Idea przywilejów jest zbliżona do koncepcji praw dostępu do plików. Rejestrując nowego użytkownika MySQL, należy nadać mu odpowiednie przywileje w celu wyszczególnienia czynności, które będzie on mógł wykonać w systemie.



Zasada najmniejszego przywileju Zasada najmniejszego przywileju jest stosowana w celu zwiększenia bezpieczeństwa systemu komputerowego. Jest to podstawowa, ale bardzo ważna zasada, o której niestety często się zapomina. Brzmi ona następująco: Użytkownik (lub proces) powinien posiadać minimalny zbiór przywilejów potrzebnych do wykonania przypisanego mu zadania. Zasadę tę należy stosować wszędzie, nie tylko w odniesieniu do MySQL. Na przykład do wysłania zapytania do bazy danych ze strony WWW użytkownik nie będzie potrzebował wszystkich przywilejów, które posiada użytkownik root. Należy więc utworzyć nowego użytkownika i nadać mu tylko przywileje niezbędne do uzyskania dostępu do bazy danych.



Rejestrowanie użytkowników: polecenie GRANT Polecenia GRANT i REV0KE służą do nadawania i odbierania użytkownikom MySQL praw na czterech poziomach uprzywilejowania. Wyróżniamy następujące poziomy przywilejów: •



globalny,



• baza danych, •



tabela,



•



kolumna.



W dalszej części rozdziału wyjaśnimy, który z nich i kiedy należy stosować. Polecenie GRANT służy do tworzenia nowych użytkowników i nadawania im przywilejów. Składnia tego polecenia jest następująca: GRANT p r z y w i l e j e [ k o l u m n y ] ON o b i e k t TO i d e n t y f i k a t o r _ u z y t k o w n i k a [IDENTIFIED BY ' h a s ł o ' ] [REOUIRE o p c j e _ s s l ] [WITH [GRANT OPTION | o g r a n i c z e n i a ] ]



Klauzule w nawiasach kwadratowych są opcjonalne. Poniżej zostaną omówione poszczególne parametry tego polecenia. Pierwszy z nich, p r z y w i l e j e , ma postać listy przywilejów oddzielonych przecinkami. MySQL posiada liczny zbiór przywilejów, opisanych w następnym podrozdziale.



 222



Część II • Stosowanie MySGJL



Parametr kolumny jest opcjonalny. Używa się go w celu wskazania kolumn, do których podane przywileje zostaną zastosowane. Można podać nazwę pojedynczej kolumny lub listę nazw kolumn oddzielonych przecinkami. Parametr obiekt wskazuje bazę lub tabelę, do której zostaną zastosowane podane przywileje. W celu nadania przywilejów na wszystkie bazy danych w systemie obiekt powinien przyjąć wartość *.*. Wówczas przywileje zostały nadane na poziomie globalnym. Ten sam efekt można osiągnąć, przypisując parametrowi obiekt wartość *, jeśli nie jest używana żadna baza danych. Częściej jednak wskazuje się wszystkie tabele w bazie, wpisując nazwa_bazy.*, konkretną tabelę (nazwa_bazy. K *nazwa_tabeli) lub pojedyncze kolumny w danej tabeli poprzez wpisanie nazwa_bazy .nazwa_tabel i i nadanie odpowiedniej wartości parametrowi kolumny. Za pomocą tych metod nadaje się przywileje na pozostałych trzech poziomach uprzywilejowania, odpowiednio: baza danych, tabela i kolumna. Jeżeli w trakcie wykonywania tego polecenia używana jest konkretna baza danych, to podanie samej nazwy tabeli będzie zinterpretowane jako nadanie przywilejów tabeli o tej nazwie, znajdującej się w używanej bazie danych.



Parametr identyfikator_uzytkownika powinien wskazywać identyfikator, za pomocą którego użytkownik loguje się do serwera MySQL. Oczywiście nie musi być to ten sam, który jest używany przy logowaniu się do systemu operacyjnego. Wartość tego parametru może również zawierać nazwę komputera. Możliwość tę wykorzystuje się na przykład do odróżnienia użytkownika 1 aura (traktowanego jako 1 aura@local host) od użytkownika laura@gdzieindziej .com. Rozwiązanie to jest szczególnie użyteczne w przypadku, gdy użytkownicy z różnych domen mają te same identyfikatory. Poza tym metoda ta zwiększa poziom bezpieczeństwa systemu, gdyż pozwala określić, z jakiej domeny konkretny użytkownik może się zalogować, a nawet do jakich tabel lub baz ma on dostęp z określonej lokalizacji. Wartością parametru has lo jest hasło dostępu, którym powinien posługiwać się wskazany użytkownik w trakcie logowania do serwera. Stosuje się tutaj standardowe zasady doboru haseł. Kwestie bezpieczeństwa zostaną omówione w dalszej części książki, jednak należy zaznaczyć, że hasło nie powinno być łatwe do odgadnięcia. Niewskazane jest używanie słów, które można znaleźć w słowniku; nie powinno być też ono takie samo, jak identyfikator użytkownika. Najlepszym rozwiązaniem jest nadanie hasła składającego się z liter małych i wielkich oraz znaków niebędących literami. Klauzula REOUIRE pozwala wskazać, że użytkownik musi łączyć się poprzez protokół Secure Sockets Layer (SSL), a także wskazać opcje SSL. Więcej informacji na temat połączeń z serwerem MySQL za pośrednictwem SSL można znaleźć w podręczniku MySQL. Dodanie opcji WITH GRANT OPTION spowoduje, że wskazany użytkownik będzie mógł nadawać innym użytkownikom takie przywileje, jakie sam posiada. Zamiast niej można użyć klauzuli WITH w postaci MAX_QUERIES_PER_HOUR n



lub MAX_UPDATES_PER_HOUR n



lub MAX_CONNECTIONS_PER_HOUR n



Dzięki tym klauzulom można ograniczyć liczbę zapytań, uaktualnień lub połączeń, jakie jeden użytkownik może zrealizować w ciągu godziny. Rozwiązanie to może przydać się do ograniczania obciążenia systemów współużytkowanych generowanego przez jednego użytkownika.



 Rozdział 8. • Proe j ktowane i internetowej bazy danych



223



Informacje dotyczące nadanych przywilejów zapamiętywane są w pięciu tabelach systemowych, znajdujących się w bazie danych o nazwie mysql. Tabele te noszą nazwy: mysql . user, mysql .db, mysql .host, mysql ,tables_priv oraz mysql ,columns_priv. Zamiast wykorzystywać polecenie GRANT, można zmieniać dane bezpośrednio w wymienionych tabelach. Szczegółowe informacje na temat sposobu działania tych tabel oraz metod wprowadzania zmian bezpośrednio w nich zostaną przedstawione w rozdziale 12.



Typy i poziomy przywilejów MySQL wykorzystuje trzy typy przywilejów: •



przywileje nadawane zwykłym użytkownikom,



•



przywileje dla administratorów,



•



przywileje specjalne.



Każdemu użytkownikowi można przyporządkować przywileje dowolnego typu, najrozsądniejsze jednak jest nadawanie przywilejów dla administratorów tylko administratorom systemu, czyli zgodnie ze wspomnianą wcześniej zasadą najmniejszego przywileju. Użytkownikom należy nadawać takie przywileje, które umożliwią korzystanie tylko z potrzebnych im baz i tabel. Nikomu, z wyjątkiem administratora, nie należy udostępniać systemowej bazy mysql, gdyż w niej właśnie przechowywane są identyfikatory wszystkich użytkowników, ich hasła dostępu itp. (szerzej zagadnienie to jest opisane w rozdziale 12.). Przywileje przeznaczone dla zwykłych użytkowników odwołują się bezpośrednio do konkretnych rodzajów poleceń SQL i określają, czy dany użytkownik może wykonywać polecenia tego typu. Polecenia języka SQL zostaną szerzej omówione w następnym rozdziale. Na razie przedstawiony zostanie tylko krótki opis najważniejszych przywilejów (tabela 9.1). Kolumna „Zastosowanie" wskazuje obiekty, którym może być nadany określony typ przywilejów. Tabela 9.1. Przywileje dla użytkowników Przywilej



Zastosowanie



Opis



SELECT



Tabele, kolumny



Pozwala na wyszukiwanie wierszy (rekordów) z tabel



INSERT



Tabele, kolumny



Pozwala na wstawianie nowych wierszy do tabel



UPDATE



Tabele, kolumny



Pozwala na zmianę wartości wierszy zapisanych w tabeli



DELETE



Tabele



Pozwala na usuwanie z tabeli istniejących wierszy



INDEX



Tabele



Pozwala na tworzenie i usuwanie indeksów w poszczególnych tabelach



ALTER



Tabele



Pozwala na dokonywanie zmian w strukturze istniejących tabel, np. dodawanie nowych kolumn, zmianę nazw kolumn lub tabel, zmianę typu danych istniejących kolumn



CREATE



Bazy danych, tabele



Pozwala na tworzenie nowych tabel i baz danych. Jeżeli w ramach polecenia GRANT podano nazwę konkretnej tabeli lub kolumny, to użytkownik ma prawo utworzyć tabelę lub kolumnę tylko o tej nazwie, a więc najpierw będzie zmuszony ją usunąć



DROP



Bazy danych, tabele



Pozwala na usuwanie baz lub tabel



Większość przywilejów przeznaczonych dla zwykłych użytkowników nie powoduje zmniejszenia bezpieczeństwa systemu. Przywilej ALTER może być wykorzystywany do obchodzenia systemu



 224



Część II • Stosowanie MySGJL



przywilejów poprzez zmianę nazw tabel, jednak jest on potrzebny większości użytkowników. Ochrona systemu jest zawsze rezultatem kompromisu między jego użytecznością a poziomem zabezpieczeń. Administrator powinien samodzielnie podejmować decyzję o nadaniu, lub nie, przywileju ALTER zwykłym użytkownikom. Zazwyczaj jednak przywilej ten jest nadawany. Oprócz przywilejów opisanych w tabeli 9.1 istnieje również przywilej REFERENCES (obecnie nie jest on praktycznie używany) oraz przywilej GRANT, nadawany częściej poprzez dodanie opcji WITH GRANT OPTION niż przez dołączanie go do listy wartości parametru p r z y w i l e j e . W tabeli 9.2 opisano przywileje przeznaczone dla administratorów. Tabela 9.2. Przywileje dla administratorów Przywilej



Opis



CREATE TEMPORARY TABLES



Pozwala administratorowi na używanie stówa kluczowego TEMPORARY w instrukcjach CREATE TABLE



FILE



Pozwala na wczytywanie danych z plików do tabel i odwrotnie



LOCK TABLES PROCESS



Pozwala na jawne używanie instrukcji LOCK TABLES Pozwala na śledzenie procesów wykonywanych przez serwer i ich przerywanie Pozwala na powtórne załadowanie tabel zawierających informacje na temat praw dostępu oraz na odświeżenie przywilejów, listy nazw łączących się komputerów, dziennika zdarzeń i tabel



RELOAD



REPLICATION CLIENT



Pozwala na używanie instrukcji SHOW STATUS na nadawcach i odbiorcach replikacji. Mechanizm replikacji zostanie opisany w rozdziale 12.



REPLICATION SLAVE



Pozwala serwerom będącym odbiorcami replikacji na łączenie się z serwerem-nadawcą. Mechanizm replikacji zostanie opisany w rozdziale 12.



SHOW DATABASES



Pozwala na odczytywanie listy wszystkich baz danych przy użyciu instrukcji SHOW DATABASES. Użytkownicy, którzy nie mają tego uprawnienia, będą widzieć wyłącznie bazy, do których przydzielono im dostęp



SHUTDOWN



Umożliwia zakończenie pracy serwera MySQL



SUPER



Pozwala administratorowi na zabijanie wątków należących do dowolnego użytkownika Istnieje możliwość nadania opisanych przywilejów użytkownikom niemającym statusu administratora, jednak należy tego dokonywać z zachowaniem najwyższej ostrożności. Z przywilejem FILE sprawa wygląda nieco inaczej. Jest on bardzo przydatny dla użytkowników, gdyż możliwość wstawiania danych bezpośrednio z plików do tabel pozwala zaoszczędzić czas, konieczny na ręczne wpisywanie kolejnych wartości. Z drugiej strony jednak może zostać wykorzystany do załadowania wszelkich plików, które widzi serwer MySQL, np. pliku bazy należącej do innego użytkownika czy pliku zawierającego hasła dostępu. Przywilej ten powinien więc być nadawany z rozwagą lub też administrator powinien sam dokonywać ładowania danych z pliku do wskazanej przez użytkownika tabeli. M y S Q L posiada również dwa specjalne przywileje, przedstawione w tabeli 9.3.



Polecenie REVOKE Przeciwieństwem GRANT jest polecenie REV0KE, używane w celu odebrania użytkownikowi określonych przywilejów. Jego składnia jest bardzo podobna do składni polecenia GRANT:



 Rozdział 8. • Proe j ktowane i internetowej bazy danych



225



Tabela 9.3. Przywileje specjalne Przywilej



Opis



ALL



Nadaje wszystkie przywileje opisane w tabelach 9.1 i 9.2. Jest on równoważny przywilejowi ALL PRIVILEGES



USAGE



Nie nadaje żadnych przywilejów. Powoduje zarejestrowanie użytkownika i pozwala mu na zalogowanie się, lecz jakiekolwiek inne czynności są dla niego niedostępne. Odpowiednie przywileje nadawane są zwykle później REV0KE p r z y w i l e j e [ k o l u m n y ] ON o b i e k t FROM i den t y f i k a t o r _ u z y t k o w n i k a Jeżeli do polecenia GRANT dołączono opcję WITH GRANT OPTION, przywilej ten można cofnąć (podobnie jak wszystkie inne przywileje) w następujący sposób: REV0KE ALL PRIVILEGES. GRANT FROM i d e n t y f i k a t o r j i z y t k o w n i k a



Przykłady użycia poleceń GRANT i REVOKE Aby zarejestrować użytkownika mającego status administratora, należy wpisać: mysql> grant alł -> on *.* -> to fred identified by 'mnbl23' -> with grant option; Polecenie to spowoduje nadanie wszystkich przywilejów na wszystkie bazy danych użytkownikowi o identyfikatorze Fred, posługującemu się hasłem mrtbl23, oraz umożliwi nadanie dowolnego przywileju innym użytkownikom. Niekiedy konieczne okazuje się wyeliminowanie tego użytkownika. Można to zrobić w następujący sposób: mysql> revoke all privileges, grant -> from fred; Zarejestrujmy teraz użytkownika, który nie będzie posiadał żadnych przywilejów: mysql> grant usage -> on książki.* -> to zosia identified by 'magicl23'; Po rozmowie z Zosią wiadomo już, w jaki sposób chce korzystać z bazy, można więc nadać jej odpowiednie przywileje: mysql> grant select, insert, update, delete. index, al ter, -> on książki.* -> to zosia;



create, drop



Jak widać, nie ma już potrzeby podawania hasła dostępu, jakim posługuje się Zosia. Jeżeli administrator dojdzie do wniosku, że Zosia wykonała już część swoich zadań, może ograniczyć nadane jej przywileje: mysql> revoke al ter. create, drop -> on książki.* -> from zosia;



 226



Część II • Stosowanie MySGJL



Kiedy Zosia nie będzie już potrzebowała dostępu do bazy danych, można odebrać jej wszystkie pozostałe przywileje: mysql> revoke al1 -> on książki.* -> from zosia;



Rejestrowanie użytkownika łqczqcego się z internetu Konieczne jest zarejestrowanie użytkownika, który łączy się z bazą danych poprzez stronę WWW zawierającą skrypty PHP. Również w tym przypadku należy zastosować zasadę najmniejszego przywileju, trzeba więc rozważyć, jakie operacje ma wykonywać skrypt PHP. W większości przypadków wystarczą przywileje SELECT, INSERT, DELETE i UPDATE. Nadaje się je w następujący sposób: mysql> grant select, Insert, delete. update -> on książki.* -> to ksiazkorama identified by 'ksiazkorama';



Oczywiście ze względów bezpieczeństwa hasło powinno być bardziej skomplikowane niż podane w przykładzie. Użytkownik korzystający z usług zewnętrznej firmy internetowej otrzyma zapewne szersze przywileje na pracę z przydzieloną mu bazą danych. Identyfikator użytkownika i jego hasło dostępu będą prawdopodobnie umożliwiały zarówno wydawanie poleceń serwerowi MySQL (tworzenie tabel itp.), jak i łączenie się z bazą z poziomu strony WWW (np. wyszukiwanie danych w tabeli). Użycie takiego samego identyfikatora użytkownika i hasła mogłoby obniżyć nieznacznie stopień zabezpieczenia systemu, zalecane jest więc zarejestrowanie nowego użytkownika z następującym zbiorem przywilejów: mysql> grant select. insert, update, delete, index, al ter, create, drop -> on książki.* -> to ksiazkorama identified by 'ksiazkorama':



Utwórz więc drugą wersję użytkownika, gdyż będziemy jej potrzebować w następnych sekcjach. Wylogowanie się z serwera MySQL jest dokonywane za pomocą polecenia qui t. Zalecane jest ponowne zalogowanie się jako użytkownik internetowy (zarejestrowany w poprzednim punkcie) i sprawdzenie poprawności działania bazy danych. Jeżeli wpisana instrukcja GRANT została wykonana, lecz nadal nie można się zalogować, zwykle oznacza to, że w trakcie procesu instalacji nie usunięto anonimowego użytkownika. Z powrotem więc trzeba zalogować się jako użytkownik root i wykonać instrukcje zawarte w dodatku A , zmierzające do usunięcia kont anonimowych. Po wykonaniu tej operacji nie powinno już być problemów z zalogowaniem się jako użytkownik internetowy.



Używanie odpowiedniej bazy danych Przed przystąpieniem do lektury tego podrozdziału Czytelnik powinien być już zalogowany do serwera MySQL na koncie zwykłego użytkownika, założonym w poprzednim podrozdziale lub też utworzonym przez administratora systemu.



 Rozdział 8. • Proe j ktowane i internetowej bazy danych



227



Pierwszą czynnością, jaką należy wykonać, jest wskazanie bazy danych, która zostanie wykorzystana. Służy do tego następujące polecenie: mysql> use nazwa bazy: gdzie n a z w a _ b a z y jest nazwą bazy danych. Tę samą operację można wykonać, podając nazwę bazy danych w trakcie logowania się do serwera: > mysql -D nazwa_bazy



-h nazwa_komputera



-u i d e n t y f i k a t o r j i z y t k o w n i k a -p



W omawianym przykładzie wykorzystywana będzie baza danych Książki: mysql> use książki: Po wykonaniu tego polecenia MySQL powinien zwrócić następujący komunikat: Database changed Jeżeli przed przystąpieniem do pracy nie zostanie wybrana żadna baza danych, serwer wyświetli komunikat o błędzie: ERROR 1046 (3D000): No Database Selected



Tworzenie tabel bazy danych Następnym etapem tworzenia bazy danych jest konstrukcja tabel. Służy do tego polecenie języka SQL CREATE TABLE, którego składnia przedstawia się następująco: CREATE TABLE n a z w a J a b e l U k o i u m n y ) Niektórzy Czytelnicy mogą już wiedzieć, że MySQL udostępnia więcej niż jeden typ tabel czy moduł przechowywania danych, w tym również te, które realizują mechanizmy transakcyjne. Więcej na temat typów tabel napiszemy w rozdziale 13. Na razie wszystkie tabele znajdujące się w naszych bazach danych będą używały domyślnego modułu przechowywania danych MylSAM. Parametr nazwa_tabe 1 i powinien określać nazwę tabeli, która ma zostać utworzona. Z kolei parametr kolumny powinien mieć postać listy kolumn oddzielonych przecinkami, jakie będzie zawierać nowa tabela. Każda z kolumn musi być określona przez podanie jej nazwy i typu danych. Przypomnijmy schemat bazy danych księgarni „Książkorama": Klienci(KlientlD, Nazwisko, Adres. Miejscowosc) Zamówienia (ZamowienielD. KlientlD, Wartość, Data) Książki (ISBN, Autor, Tytuł, Cena) Pozycje_zamowione (ZamowienielD. ISBN, Ilosc) Recenzje_ksiazek (ISBN, Recenzja) Na listingu 9.1 przedstawione są polecenia SQL, za pomocą których zostaną utworzone powyższe tabele (przy założeniu, że istnieje już baza danych Książki). Kod ten znajduje się również w folderze rozdzial_09 w pliku o nazwie ksiazkorama.sąl (przykłady są dostępne na płycie CD dołączonej do książki). Listing 9.1. ksiazkorama.sgl — kod SQL tworzy tabele w bazie danych księgarni „Książkorama" create table klienci ( klientid int unsigned not nuli auto_increment primary key, nazwisko char(50) not nuli.



 228



Część II • Stosowanie MySGJL



adres char(lOO) not nuli, miejscowosc char(30) not nuli ): create table zamówienia ( zamowienieid int unsigned not nuli auto_increment primary key. klientid int unsigned not nuli. wartość float(6,2), data date not nuli



): create table książki ( isbn char(13) not nuli primary key. autor char(50). tytuł char(lOO), cena float(4.2) ): create table pozycje_zamowione ( zamowienieid int unsigned not nuli. isbn chart 13) not nuli, ilosc tinyint unsigned. primary key (zamowienieid. isbn)



): create table recenzje_ksiazek ( isbn chart 13) not nuli primary key. recenzja text



): Kod SQL zawarty w pliku ksiazkorama.sąl zostanie wykonany po wpisaniu następującego polecenia (zakładamy przy tym, że plik ksiazkorama.sąl ma tę samą lokalizację, co aplikacja mysql): > mysql -h nazwa komputera -u ksiazkorama -D książki -p < ksiazkorama.sql



(Pamiętaj, by parametr nazwa komputera zastąpić nazwą swego komputera oraz aby wskazać pełną ścieżkę dostępu do pliku ksiazkorama.sąl). Mechanizm przekierowania do pliku zawierającego kod SQL jest bardzo poręczny, gdyż pozwala na edycję kodu za pomocą dowolnego edytora tekstowego przed jego wykonaniem. Pojedyncza tabela jest tworzona za pomocą odrębnego polecenia CREATE TABLE. Jak widać, każda z tabel zawiera kolumny wyszczególnione w schemacie bazy danych, utworzonym w poprzednim rozdziale. Ponadto każdej kolumnie nadano nazwę oraz przypisano typ danych. Niektóre kolumny są opisywane przez dodatkowe atrybuty, objaśnione w następnym punkcie.



Znaczenie dodatkowych atrybutów kolumn NOT NULL oznacza, że pole, przy którym ten atrybut stoi, musi w każdym wierszu tabeli mieć nadaną jakąś wartość. Jeżeli przy opisie nowej kolumny atrybut został pominięty, wówczas jej pola mogą być puste (NULL). AUTO INCREMENT jest specjalnym atrybutem nadawanym kolumnom przechowującym wartości całkowitoliczbowe. Jeżeli do tabeli zostanie wpisany nowy rekord, w którym wartość pola z atrybutem AUTO INCREMENT będzie nieokreślona, wówczas serwer MySQL automatycznie wstawi w to miejsce



 Rozdział 8. • Proe j ktowane i internetowej bazy danych



229



unikalny identyfikator — będzie nim liczba całkowita o wartości równej dotychczasowej maksymalnej wartości w tej kolumnie i powiększonej o jeden. W każdej tabeli może występować najwyżej jedna kolumna z tym atrybutem. Kolumny z atrybutem AUTO INCREMENT muszą być indeksowane. Atrybut PRIMARY KEY oznacza, że wskazana kolumna jest kluczem podstawowym tabeli, a wartości w niej zapisywane muszą być unikalne. MySQL automatycznie indeksuje takie kolumny. Zauważmy, że w pliku ksiazkorama.sąl wszystkim kolumnom z atrybutem AUT0_INCREMENT (np. KI ientID w tabeli KI ienci) przypisano również atrybut PRIMARY KEY, dzięki czemu został spełniony wymóg indeksowania pól z atrybutem AUTO_INCREMENT. Atrybut PRIMARY KEY może być wyszczególniony zaraz za nazwą nowej kolumny wyłącznie w przypadku, gdy tylko ta jedna kolumna jest kluczem podstawowym tabeli. Inny sposób określenia klucza podstawowego został zaprezentowany dla tabeli Pozycje_zamowione. Wykorzystanie omawianej metody jest wymuszone tym, że w skład klucza podstawowego tabeli Pozycje_zamowione wchodzi niejedna, ale dwie kolumny jednocześnie. (To prowadzi również do utworzenia indeksu bazującego na obydwóch kolumnach). Atrybut UNSIGNED wpisany za identyfikatorem typu całkowitoliczbowego oznacza, że kolumna może zawierać tylko wartości nieujemne.



Typy kolumn Rozważmy przykład pierwszej utworzonej tabeli: create table klienci ( klientid int unsigned not nuli auto_increment primary key. nazwisko char(50) not nuli, adres chart 100) not nuli, miejscowosc char(30) not nuli



): Tworząc nową tabelę, należy każdej jej kolumnie przypisywać odpowiedni typ danych. Według schematu tabela klienci składa się z czterech kolumn. Pierwsza z nich, KlientlD, jest kluczem podstawowym o wartościach typu całkowitoliczbowego (typ int). Co więcej, wszystkie pola ID (KlientlD, ZamowienielD) mogą mieć tylko wartości nieujemne. Wykorzystano również cechy atrybutu AUTO_INCREMENT, dzięki któremu MySQL sam dba o spełnienie powyższych wymogów — mamy więc jeden kłopot z głowy. Pozostałe kolumny będą przechowywać dane mające postać łańcuchów znaków — nadano im więc typ char o określonej dla każdej kolumny długości łańcucha, zawartej w nawiasach okrągłych. Na przykład w polu Nazwi sko można zapisywać łańcuchy zawierające nie więcej niż 50 znaków. Nawet jeśli nazwisko klienta liczy mniej niż 50 liter wartość pola Nazwisko, zawsze będzie zajmować tyle pamięci, ile trzeba do zapisania 50 znaków. MySQL automatycznie doda do nazwiska tyle znaków spacji, ile brakuje do wykorzystania całej przydzielonej polu pamięci. Alternatywą dla typu char jest varchar — wartości pól tego typu zajmują zawsze o jeden bajt więcej niż trzeba do zapamiętania podanego łańcucha. Stosowanie pól typu varchar generalnie oszczędza więc pamięć, może jednak negatywnie wpływać na wydajność całego systemu. Większość kolumn została zadeklarowana jako NOT NULL. Zastosowanie takiego niewielkiego rozwiązania optymalizacyjnego wszędzie tam, gdzie to możliwe, może nieznacznie polepszyć wydajność pracy systemu. Zagadnienia dotyczące optymalizacji pracy serwera MySQL zostaną poruszone w rozdziale 12.



 230



Część II • Stosowanie MySGJL



W obrębie niektórych poleceń CREATE TABLE zawarte są elementy, które nie zostały jeszcze omówione. Rozważmy kolejny przykład: create table zamówienia ( zamowienieid int unsigned not nuli auto_increment primary key. klientid int unsigned not nuli, wartość float(6.2), data date not nuli ): Kolumna Wartość jest zadeklarowana jako liczba zmiennoprzecinkowa typu float. Dla większości typów liczbowych zmiennoprzecinkowych istnieje możliwość określenia maksymalnej liczby cyfr, jakie będą wyświetlane, oraz ilości miejsc znaczących po przecinku. W przykładzie księgarni internetowej wartość zamówień jest określana w złotówkach, zadeklarowano więc, iż ma ona nie więcej niż sześć cyfr plus dwie cyfry znaczące po przecinku. Dane przechowywane w kolumnie Data mają typ date. W rozważanej tabeli wszystkie kolumny, oprócz kolumny Wartość, są zadeklarowane jako NOT NULL. Dlaczego? Otóż wpisując nowe zamówienie należy najpierw zapisać je w tabeli Zamówienia, następnie dodać odpowiednie rekordy do tabeli Pozycje_zamowione, po czym obliczyć wartość całego zamówienia. W momencie wpisywania nowego zamówienia jego wartość nie zawsze jest znana, dlatego wartości pola Wartość mogą być nieokreślone. W podobny sposób jak Zamówi eni a jest tworzona tabela Ksi azki: create table książki ( isbn char(13) not nuli primary key. autor char(50). tytuł chart 100). cena float(4.2) ): W tym przypadku nie ma potrzeby tworzenia klucza podstawowego, ponieważ każda publikacja ma własny, unikalny numer ISBN. Nie licząc kolumny ISBN, wszystkie pozostałe kolumny tej tabeli mogą posiadać wartości NULL. Można bowiem wyobrazić sobie sytuację, w której znany jest tylko numer ISBN książki, zanim jeszcze zostanie ujawniony jej tytuł, autor i cena. Na przykładzie tabeli Pozycje zamowione zademonstrowano sposób deklarowania kluczy podstawowych składających się z więcej niż jednej kolumny: create table pozycje_zamowione ( zamowienieid int unsigned not nuli. isbn char(13) not nuli. ilosc tinyint unsigned, primary key Czamowienieid. isbn) ): Pole Ilosc, w którym zapamiętywana jest liczba zamówionych egzemplarzy jednej książki, jest typu TINYINT UNSIGNED, a więc może przyjmować wartości liczb całkowitych z zakresu od 0 do 255. Jak już wspomnieliśmy, klucze podstawowe składające się z więcej niż jednej kolumny należy deklarować za pomocą klauzuli PRIMARY KEY. Przykład jej użycia zaprezentowano powyżej. Ostatnie polecenie z pliku ksiazkorama.sąl



powoduje utworzenie tabeli Recenzje_ksiazek:



 Rozdział 8. • Proe j ktowane i internetowej bazy danych



231



create table recenzje_ksiazek ( isbn char(13) not nuli primary key. recenzja text



): Użyto w nim nowego typu danych, który nie został jeszcze omówiony — to typ text. Jest on stosowany w przypadku dłuższych tekstów, np. artykułów prasowych. Istnieje kilka jego wariantów, które zostaną szczegółowo opisane w dalszej części tego rozdziału. Dla jeszcze lepszego zrozumienia procesu tworzenia tabel podane zostaną zasady nadawania nazw kolumnom oraz ogólne informacje na temat identyfikatorów. Najpierw jednak powrócimy na chwilę do utworzonej bazy danych.



Rzut oka na bazę danych — polecenia SHOW i DESCRIBE Po zalogowaniu się do serwera MySQL i wybraniu bazy Książki można sprawdzić, jakie tabele wchodzą w jej skład, wpisując następujące polecenie: mysql> show tables; Serwer wyświetli wówczas listę wszystkich tabel wybranej bazy danych: | Tables_in_ksiazki | +



| j j |



+



klienci książki pozycje_zamowione recenzje_ksiazek zamówienia



| j j |



5 rows in set (0.06 sec)



Polecenia SHOW można również użyć do wyświetlenia wszystkich baz danych udostępnianych przez serwer: mysql> show databases; Użytkownicy, którzy nie posiadają przywileju SHOW DATABASES, zobaczą jedynie listę baz danych, do których udzielono im dostępu. Szczegółowe informacje na temat konkretnej tabeli są dostępne po użyciu polecenia DESCRIBE: mysql> describe książki; MySQL wyświetli wszystkie informacje, które należało podać przy tworzeniu tabeli: H



f-



H



1



+



1



+



| Field | Type



| Nuli | Key | Default | Extra |



| | | |



| | | |



isbn autor tytuł cena



| | | |



char(13) char(50) char(100) float(4.2)



NO YES YES YES



| PRI | NULL | | NULL | | NULL | | NULL



| | | |



| | | |



4 rows in set (0.05 sec)



Oba polecenia są szczególnie przydatne do przypomnienia sobie np. typu danych przechowywanych w konkretnej kolumnie czy przeanalizowania struktury bazy utworzonej przez innego projektanta.



 232



Część II • Stosowanie MySGJL



Tworzenie indeksów Już wcześniej krótko wspominaliśmy o indeksach, ponieważ definiowanie kluczy głównych jest równoznaczne z utworzeniem indeksów na tych kolumnach. Jednym z częstych problemów, który sygnalizują niedoświadczeni użytkownicy serwera MySQL, jest to, że narzędzie, które jest uznawane za niezwykle szybkie, na ich bazach danych działa wolno. Przyczyną tego problemu jest po prostu to, że na bazie danych nie utworzono indeksów. (Wszak możliwe jest utworzenie tabel, które nie posiadają kluczy głównych ani indeksów). Indeksy zostaną utworzone automatycznie na kolumnach, które wskazano jako klucze. Jeśli okaże się, że wiele zapytań wykonywanych jest na kolumnie, która nie jest kluczem, można pokusić się o utworzenie na niej indeksu w celu poprawienia wydajności. Można tego dokonać instrukcją CREATE INDEX. Jej ogólna postać jest następująca: CREATE [UNIQUE[FULLTEXT] INDEX nazwaJndeksu ON nazwa_tabeli (nazwa_ko1umny_indeksowanej [(dlugosc)] [ASC|DESC. ...])



(Indeksy FULLTEXT, czyli pełnotekstowe, służą do indeksowania pól tekstowych; więcej na ich temat napiszemy w rozdziale 13.). Opcjonalne pole dl ugosc służy do wskazania, aby tylko pierwszych dl ugosc znaków pola podlegała indeksowaniu. Można również wskazać, by indeks był ułożony w porządku rosnącym (ASC) lub malejącym (DESC). Porządkiem domyślnym jest porządek rosnący.



Identyfikatory MySQL MySQL rozróżnia pięć typów identyfikatorów: bazy danych, tabele, kolumny i indeksy (wszystkie są już Czytelnikowi znane) oraz aliasy (zostaną one szerzej omówione w następnym rozdziale). Bazy danych w MySQL odwzorowują nazwy katalogów w strukturze plików systemu operacyjnego, natomiast tabele odpowiadają pojedynczym plikom. Fakt ten ma bezpośredni wpływ na zasady nazewnictwa oraz warunkuje rozróżnianie (lub nie) wielkich i małych liter w nazwach baz i tabel. Jeżeli system operacyjny rozróżnia wielkie i małe litery, wówczas czyni to również serwer baz danych (tak jest w przypadku systemu Unix), w przeciwnym razie wielkość liter nie będzie miała znaczenia (np. w przypadku Windows). W nazwach kolumn i aliasów wielkość liter nie odgrywa roli, jednak w obrębie jednego polecenia nazwy te muszą być zapisywane w taki sam sposób. Warto wspomnieć, że lokalizacja katalogów i plików z danymi jest ustawiana w plikach konfiguracyjnych serwera MySQL. Można j ą odnaleźć, wpisując w wierszu poleceń systemu operacyjnego następującą komendę: > mysqladmin -h nazwa_komputera



-u root -p variables



Następnie szukamy zmiennej datadi r. Podsumowanie rozważań na temat identyfikatorów znajduje się w tabeli 9.4. Jedynym wyjątkiem, o którym należy wspomnieć, jest fakt, że identyfikatory M y S Q L nie mogą zawierać znaków o kodzie ASCII równym 0 i 255 (zresztą i tak nie wiadomo, w jakim celu miałyby zostać użyte). Podane zasady ulegają jednak częstym zmianom. Identyfikatory mogą nawet zawierać słowa zarezerwowane i wszelkiego rodzaju znaki specjalne. Jedynym wymogiem jest wówczas konieczność zamknięcia ich w odwrotnych apostrofach (uzyskiwanych przez wciśnięcie klawisza tyldy w górnym lewym rogu większości klawiatur). Można na przykład napisać: create database 'create database':



 Rozdział 8. • Proe j ktowane i internetowej bazy danych



233



Tabela 9.4. Identyfikatory MySQL Typ identyfikatora



Długość maksymalna



Rozróżnianie wielkości liter



Znaki dozwolone



Baza danych



64



Tak jak system operacyjny



Wszystkie dozwolone przez system operacyjny w nazwie katalogów, z wyjątkiem znaku /



Tabela



64



Tak jak system operacyjny



Wszystkie dozwolone przez system operacyjne w nazwie plików, z wyjątkiem znaków / i .



Kolumna



64



Nie



Wszystkie



Indeks



64



Nie



Wszystkie



Alias



255



Nie



Wszystkie



Oczywiście z tak szerokich możliwości należy korzystać z umiarem. To, że baza może nosić nazwę create database", wcale nie oznacza, że powinna zostać tak nazwana. Stosuje się tu standardową zasadę nazewnictwa, według której identyfikatory powinny mieć sensowne brzmienie.



Wybór typów danych w kolumnach W MySQL wyróżnia się trzy podstawowe typy danych, które mogą być przechowywane w kolumnach: liczbowy, daty i czasu oraz łańcuchowy. Każda z tych kategorii dzieli się na szereg podtypów. W tym podrozdziale scharakteryzujemy krótko wszystkie dostępne typy danych, natomiast ich wady i zalety omówimy w rozdziale 12. Wielkość pamięci potrzebnej do przechowania jednej danej ściśle zależy od jej typu. Deklarując typ kolumny, należy kierować się następującą zasadą: zawsze wybiera się taki typ danych, który będzie zajmował najmniej pamięci i jednocześnie pozwoli na zapisanie wszystkich potrzebnych informacji. W przypadku niektórych typów danych możliwe jest określenie maksymalnej szerokości wyświetlania. W poniższych tabelach wielkość tę zaznaczono literą M Jeżeli jest ona opcjonalna, litera M znajduje się w nawiasach kwadratowych. Największa dopuszczalna wartość parametru M wynosi 255. Wszystkie parametry opcjonalne są przedstawione w nawiasach kwadratowych.



Typy liczbowe Typy liczbowe dzielą się na całkowitoliczbowe i zmiennoprzecinkowe. W przypadku tych ostatnich istnieje możliwość zadeklarowania liczby cyfr znaczących po przecinku — w tabelach wielkość ta jest oznaczona symbolem D. Maksymalna wartość parametru D jest wyznaczona przez mniejszą spośród dwóch liczb: 30 i M - 2 (tj. maksymalna szerokość wyświetlania minus 2 — jeden znak przecinka i jeden znak dla całkowitej części danej liczby). W przypadku typów całkowitoliczbowych można j e zawęzić do typu UNSIGNED, jak pokazano na listingu 9.1. Dla wszystkich typów liczbowych można ustawić atrybut ZEROFILL. Powoduje on, że przy wyświetlaniu zawartości kolumn posiadających ten atrybut zapisane w nich liczby zostaną poprzedzone zerami. Jeżeli kolumna zostanie zdefiniowana jako ZEROFILL, automatycznie będzie ona również mieć typ UNSIGNED.



 234



Część II • Stosowanie MySGJL



Typy całkowitoliczbowe zostały przedstawione w tabeli 9.5. W drugiej kolumnie tabeli zawarto dopuszczalny zakres danych w przypadku braku atrybutu UNSIGNED (pierwszy wiersz) i z ustawionym atrybutem UNSIGNED (drugi wiersz). Tabela 9.5. Typy całkowitoliczbowe Typ



Zakres



Wykorzystanie pamięci (w bajtach)



Opis



TINYINT[(M)]



-127..128 lub 0..255



1



Bardzo małe liczby całkowite



BIT



Synonim TINYINT



BOOL



Synonim TINYINT



SMALLINT[(M)]



-32768..32767 lub 0..65535



2



Małe liczby całkowite



MEDIUMINT[(«]



-8388608..8388607 lub 0..16777215



3



Średnie liczby całkowite



4



Zwykłe liczby całkowite



INT[(W]



3l



31



63



63



32



-2 ..2 -l lub 0..2 —1



INTEGER[(M)] BIGINTKM]



Synonim typu INT 64



-2 ..2 -l lub 0..2 -!



8



Duże liczby całkowite



Tabela 9.6 przedstawia typy zmiennoprzecinkowe.



Typy daty f czasu MySQL obsługuje szereg typów daty i czasu — są one zaprezentowane w tabeli 9.7. Każdy z nich pozwala na wpisanie danych w formie liczbowej lub łańcucha znaków. Charakterystyczną cechą typu TIMESTAMP jest to, że jeżeli pole tego typu pozostanie niewypełnione, wówczas automatycznie zostaną w nim zapisane czas i data aktualnie wykonywanej operacji. Właściwość ta jest szczególnie przydatna do analizy transakcji. Tabela 9.8 prezentuje możliwe dostępne formaty wyświetlania wartości typu TIMESTAMP.



Typy łańcuchowe Typy łańcuchowe dzielą się na trzy grupy. Pierwsza z nich to klasyczne (zwykłe) łańcuchy znaków, czyli krótkie fragmenty tekstu. Do tej grupy zaliczamy typy CHAR (łańcuchy o stałej długości) oraz VARCHAR (łańcuchy o zmiennej długości). Dla każdego z nich można określić długość łańcucha. Łańcuchy zapisywane w kolumnach typu CHAR zostaną uzupełnione spacjami w celu pełnego wykorzystania dopuszczalnego limitu ich długości. Natomiast w kolumnach typu VARCHAR łańcuchy są zapisywane w ich pierwotnej formie, dzięki czemu zajmują one tylko tyle pamięci, ile potrzeba (tak więc w przypadku wartości CHAR M y S Q L usunie końcowe znaki spacji przy ich pobieraniu z bazy, natomiast ewentualne znaki spacji znajdujące się na końcu łańcucha VARCHAR zostaną wyeliminowane w momencie zapisania go do bazy). Wybór któregoś z tych typów sprowadza się więc do rozstrzygnięcia dylematu między zwiększeniem szybkości działania kosztem używanej pamięci a ograniczeniem zużycia pamięci i spadkiem wydajności systemu. Zagadnienie to zostanie wyczerpująco omówione w rozdziale 12. Do drugiej grupy należą typy TEXT i BLOB. Wartości obu wymagają zróżnicowanych ilości pamięci. Typy te są przeznaczone do przechowywania, odpowiednio, dłuższych tekstów oraz danych binarnych. Wartości typu BLOB to tzw. duże obiekty binarne (ang. binary large objects), stąd też wywodzi się jego nazwa. Obiekty te mogą przechowywać każdy rodzaj danych, np. obrazy, dźwięki itp.



 Rozdział 8. • Proe j ktowane i internetowej bazy danych



235



Tabela 9.6. Typy zmiennoprzecinkowe Typ



Zakres



Wykorzystanie pamięci (w bajtach)



FLOAT(precyzja)



Zależnie od precyzji



rożny



FL0AT[(M. D)]



±l,175494351E-38 ±3,402823466E+38



D0UBLE[(«. 0)]



±1,7976931348623157E-308 ±2,2250738585072014E+308



DOUBLE PRECISI0N[(M. 0)]



Jak wyżej



Synonim typu D0UBLE[(M. 0)]



REAL[(M.D)]



Jak wyżej



Synonim typu D0UBLE[(M. 0)]



DECIMAL[(W[. Om



Różny



NUMERICLCM. 0)]



Jak wyżej



Synonim typu DECIMAL



DEC[(W, 0)]



Jak wyżej



Synonim typu DECIMAL



FIXED[tW. D)]



Jak wyżej



Synonim typu DECIMAL



Opis Używany do deklarowania liczb zmiennoprzecinkowych o pojedynczej lub podwójnej precyzji Liczby zmiennoprzecinkowe 0 pojedynczej precyzji. Typ ten jest równoznaczny z typem FL0AT(4), pozwala przy tym na określenie szerokości wyświetlania 1 liczby cyfr znaczących po przecinku



8



M+2



Liczby zmiennoprzecinkowe 0 podwójnej precyzji. Typ ten jest równoznaczny z typem FL0AT(8), pozwala przy tym na określenie szerokości wyświetlania 1 liczby cyfr znaczących po przecinku



Liczba zmiennoprzecinkowa przechowywana j ako zmienna typu CHAR. Zakres zależy od wartości M — szerokości wyświetlania



W praktyce jedyna różnica pomiędzy oboma typami polega na tym, że w danych typu BLOB rozróżniana jest wielkość liter, typ TEXT natomiast tej właściwości nie posiada. Ponieważ oba typy pozwalają na zapisywanie dużych ilości danych, sposób ich wykorzystania jest nieco bardziej skomplikowany. Zagadnienie to zostanie szerzej przedstawione w rozdziale 12. Trzecia grupa składa się z dwóch typów specjalnych SET i ENUM. Typ SET jest używany w celu zawężenia wartości danych, które mogą być zapisane w danej kolumnie, do z góry określonego zbioru wartości, przy czym dane zapisane w kolumnie mogą mieć więcej niż jedną wartość z tego zbioru. Podany zbiór wartości może zawierać co najwyżej 64 elementy.



 236



Część II • Stosowanie MySGJL



Tabela 9.7. Typy daty i czasu Typ



Zakres



Opis



DATE



1000-01-0Ido 9999-12-31



Data wyświetlana w formacie RRRR-MM-DD



TIME



-838:59:59 do 838:59:59



Czas wyświetlany w formacie GG:MM:SS. Zakres typu jest tak szeroki, że zapewne nigdy nie będzie w pełni wykorzystywany



DATETIME



1000-01-01 00:00:00 do 9999-12-31 23:59:59



Data i czas wyświetlane w formacie RRRR-MM-DD GG:MM:SS



TIMESTAMP[(W)]



1970-01-01 00:00:00 do roku 2037



Typ szczególnie przydatny do śledzenia transakcji. Format wyświetlania zależy od wartości parametru M, a górny zakres typu od systemu operacyjnego



YEAR[(i> | 4)]



70 - 69 (czyli 1970 - 2069) lub 1901 - 2155



Rok wyświetlany w formie dwulub czterocyfrowej. Jak widać, każdy z nich ma odmienny zakres



Tabela 9.8. Formaty wyświetlania wartości typu TIMESTAMP Podany typ



Format wyświetlania



TIMESTAMP



RRRRMMDDGGMMSS



TIMESTAMPU4)



RRRRMMDDGGMMSS



TIMESTAMP(12)



RRMMDDGGMMSS



TIMESTAMP(IO)



RRMMDDGGMM



TIMESTAMP(8)



RRRRMMDD



TIMESTAMP(6)



RRMMDD



TIMESTAMP(4)



RRMM



TIMESTAMP(2)



RR



ENUM to inaczej typ wyliczeniowy. Jest on bardzo podobny do typu SET, z jedną różnicą: kolumny typu ENUM mogą zawierać tylko jedną spośród określonego zbioru wartości lub wartość NULL, a zbiór wartości dopuszczalnych może zawierać do 65 535 elementów. Tabele 9.9, 9.10 i 9.11 zawierają podsumowanie właściwości typów łańcuchowych. Tabela 9.9 przedstawia zwykłe typy łańcuchowe. Tabela 9.10 prezentuje typy TEXT i BLOB. Maksymalna liczba znaków w polu typu TEXT jest równa maksymalnej wielkości pliku, jaki można by przechowywać w tym polu, mierzonej w bajtach. Tabela 9.11 prezentuje typy SET i ENUM.



Propozycje dalszych lektur Więcej informacji na temat tworzenia bazy danych MySQL znajduje się w podręczniku elektronicznym, dostępnym pod adresem http://www.mysql.com.



 Rozdział 8. • Proe j ktowane i internetowej bazy danych



237



Tabela 9.9. Zwykłe typy łańcuchowe Typ



Zakres



Opis



[NATIONAL] CHAR(M) ^[BINARY | ASCII | UNICODE]



1 - 2 5 5 znaków Łańcuch znaków o stałej długości M, gdzie A/może przybierać wartości od 1 do 255. Słowo kluczowe NATIONAL wymusza użycie domyślnego zbioru znaków. Zbiór ten jest i tak domyślnie wykorzystywany przez MySQL, jednak opcja ta została udostępniona jako część standardu ANSI SQL. Słowo kluczowe BINARY wyłącza rozpoznawanie wielkości liter (domyślnie wielkość liter jest rozpoznawana). Słowo kluczowe ASCII oznacza, że w tej kolumnie używany będzie zestaw znaków latinl. Słowo kluczowe UNICODE natomiast wskazuje, że użyty zostanie zestaw znaków ucs



CHAR



1



[NATIONAL] VARCHAR(M) [BINARY]



1 - 2 5 5 znaków Łańcuch znaków o różnej długości, reszta jak wyżej



Synonim typu CHAR (1)



Tabela 9.10. Typy TEXT i BLOB Maksymalna długość (w znakach)



Typ TINYBLOB TINYTEXT BLOB TEXT MEDIUMBLOB MEDIUMTEXT LONGBLOB L0NGTEXT



Opis



8



Mały obiekt BLOB



8



Krótkie pole tekstowe



2 - 1 (czyli 255) 2 - 1 (czyli 255) 2<6 - 1 (czyli 65 535) 2I6 - 1 (czyli 65 535)



Zwykły obiekt BLOB Pole tekstowe o zwykłej długości



2



24



1 (czyli 16 777 215)



Średni obiekt BLOB



2



24



1 (czyli 16 777 215)



Pole tekstowe o średniej długości



2



32



- 1 (czyli 4 294 967 295)



Duży obiekt BLOB



2



32



- 1 (czyli 4 294 967 295)



Długie pole tekstowe



Tabela 9.11. Typy ENUM i SET Typ



Maksymalna ilość wartości w zbiorze



ENUM( 'wartośćl'. 'wartość2'....)



65 535



W kolumnie tego typu może znajdować się tylko jedna wartość ze zbioru wartości dopuszczalnych lub NULL



SETC 'wartośćl'. 'wartość2'....)



64



W kolumnie tego typu może znajdować się podzbiór zbioru wartości dopuszczalnych lub NULL



Opis



W następnym rozdziale Ponieważ znamy już metody rejestrowania użytkowników, zakładania baz danych i tworzenia tabel, możemy przejść do sposobów korzystania z bazy danych. W następnym rozdziale zostaną przedstawione metody zapisywania danych do tabel, ich modyfikacji i usuwania oraz wysyłania zapytań do bazy.



 Rozdział 10.



Praca z bazq danych MySQL W tym rozdziale zaprezentujemy strukturalny język zapytań SQL oraz sposoby wykorzystania go do formułowania zapytań do bazy danych. Na przykładzie internetowej księgarni „Książkorama" zostaną pokazane sposoby zapisywania danych w bazie, ich usuwania i modyfikacji oraz wysyłania zapytań do bazy. W tym rozdziale zostaną poruszone następujące zagadnienia: •



czymjestSQL,



• zapisywanie danych do bazy, • wyszukiwanie danych w bazie, • łączenie tabel, • używanie podzapytań, • zmienianie rekordów zapisanych w bazie, • zmienianie struktury istniejących tabel, • usuwanie rekordów z bazy, • usuwanie tabel. W pierwszej kolejności przedstawimy język SQL oraz przyczyny, dla których należy się z nim zaznajomić. Przed przystąpieniem do wykonania poleceń SQL zawartych w tym rozdziale należy założyć bazę danych dla przykładowej księgarni „Książkorama". Dokładne instrukcje na ten temat zawarte są w rozdziale 9.



Czym jest SQL? SQL to strukturalny język zapytań (ang. Structured Query Language). Jest to najbardziej rozpowszechniony standaryzowany język dostępu do systemów zarządzania relacyjnymi bazami danych (RDBMS). SQL służy do zapisywania oraz pozyskiwania danych do i z bazy. Język ten jest rozpoznawany przez niemal wszystkie systemy baz danych, m.in. MySQL, Oracle, PostgreSQL, Sybase, Microsoft SQL Server. Podstawowym standardem języka SQL jest ANSI, obsługiwany przez MySQL. Większość systemów baz danych zawiera również własne rozszerzenia tego standardu. Istnieją nieznaczne różnice między standardem SQL a SQL bazy MySQL. Niektóre z tych różnic mają zniknąć w kolejnych wersjach MySQL, niektóre z nich natomiast wynikają z celowego działania. Ważniejsze z nich



 240



Część II • Stosowanie MySGJL



będziemy wskazywać w dalszych częściach książki. Pełną listę różnic między SQL w poszczególnych wersjach bazy MySQL a standardem ANSI SQL można znaleźć w podręczniku on-line MySQL. Stronę tę można znaleźć pod poniższym adresem URL, a także w wielu innych lokalizacjach: http://dev. mysąl. com/doc/refman/5.1/en/Compatibility.



html



Część Czytelników zetknęła się prawdopodobnie z takimi określeniami, jak język definiowania danych (ang. Data Definition Language — DDL), służący do definiowania baz danych, oraz język manipulowania danymi (ang. Data Manipulation Language — DML), przeznaczony do zadawania zapytań do bazy. SQL odgrywa rolę obu języków. W rozdziale 9. zdefiniowaliśmy dane właśnie za pomocą SQL (a właściwie jego części odpowiadającej DDL), tak więc był on już wcześniej używany. Język DDL jest przeznaczony do tworzenia nowych baz danych. Polecenia SQL odpowiadające językowi D M L będą znacznie częściej wykorzystywane, gdyż realizują one funkcje zapisywania i wyszukiwania rzeczywistych danych z baz danych.



Zapisywanie danych do bazy Przed przystąpieniem do pracy z bazą należy najpierw zapisać w niej jakieś dane. Najczęściej dokonuje się tego za pomocą polecenia INSERT języka SQL. Jak wiadomo, systemy zarządzania relacyjnymi bazami danych zawierają tabele, w których z kolei znajdują się wiersze danych zapisanych w odpowiednich kolumnach. Każdy wiersz tabeli opisuje zazwyczaj jakiś obiekt świata rzeczywistego lub związek pomiędzy takimi obiektami, natomiast w kolumnach przechowywane są informacje na temat tych obiektów. Polecenie INSERT umożliwia zapisanie do bazy wiersza danych. Składnia polecenia INSERT jest następująca: INSERT [INTO] n a z w a _ t a b e l i l i k o l u m n a l . kolumna2, *wartosc3,...);



Ł



kolumna3,...)]



VALUES (wartości, w a r t o s c 2 .



Na przykład w celu wstawienia nowego rekordu do tabeli klienci bazy danych księgarni „Książkorama" należy wpisać: insert into klienci values (NULL, 'Julia Kowalska', 'Wierzbowa 25', 'Warszawa');



Jak widać, w miejsce nazwa_tabeli wprowadzono nazwę tabeli, do której ma zostać wpisany nowy rekord, natomiast wartości, wartosc2 itd. zastąpiono odpowiednimi wartościami. W powyższym przykładzie wszystkie podane wartości są ujęte w apostrofy. MySQL wymaga, aby łańcuchy znaków były zawsze podawane w cudzysłowach lub apostrofach (w dalszej części książki używane będą apostrofy). Liczby i daty nie wymagają stosowania ani cudzysłowów, ani apostrofów. Warto zwrócić uwagę na kilka ciekawych własności polecenia INSERT. Zawarte w poleceniu wartości zostaną wstawione do kolumn w tej kolejności, w jakiej je podano. Jeżeli wystarczy wypełnić danymi tylko niektóre kolumny bądź też wygodniej jest podawać dane w innej kolejności, można wypisać nazwy odpowiednich kolumn zaraz za nazwą tabeli. Na przykład: insert into klienci (nazwisko, adres, miejscowosc) values ('Maria Janowska'. 'Kolejowa 15'. 'Katowice');



Metoda ta jest szczególnie przydatna, gdy brakuje niektórych danych potrzebnych do zapełnienia rekordu lub gdy wypełnienie niektórych pól jest opcjonalne. Ten sam efekt zostanie osiągnięty po wpisaniu równoważnego polecenia: insert into klienci set nazwisko='Marian Strzelec', adres='Aroniowa 12'. miejscowosc='Lublin':



 Rozdział 10. • Praca z bazą danych MySGJL



241



Zauważyliście zapewne, że zapisując do bazy informacje na temat Julii Kowalskiej, pierwszym danym (odpowiadającym kolumnie KI ientlD) przypisano wartość NULL, a w pozostałych poleceniach kolumna ta w ogóle była pomijana. Należy przypomnieć, że przy tworzeniu bazy danych księgarni kolumna KI ientlD została zadeklarowana jako klucz podstawowy tabeli Kł ienci, więc tym bardziej zdumiewa pozostawienie tej wartości pustej. Pole klucza podstawowego zostało jednak zadeklarowane również jako AUTO INCREMENT. Dzięki temu wpisanie rekordu, w którym wartość pola Kł ientlD jest równa NULL lub też pole to zostało w ogóle pominięte, spowoduje, że MySQL sam wygeneruje wartość o jeden większą niż dotychczasowa największa wartość znajdująca się w tej kolumnie i wstawi j ą w odpowiednie pole. To bardzo użyteczne, nieprawdaż? Istnieje także możliwość wpisania więcej niż jednego wiersza danych za pomocą pojedynczego polecenia INSERT. Każdy wiersz musi być wówczas ujęty w nawiasy i oddzielony od sąsiednich nawiasów przecinkami. Instrukcja INSERT jest dostępna tylko w kilku innych wariantach. Po słowie INSERT można dodać słowo LOW PRIORITY lub DELAYED. Pierwsze oznacza, że system może poczekać i wstawić dane później, gdy na tabeli nie będzie wykonywany odczyt. Słowo kluczowe DELAYED z kolei oznacza, że wstawiane dane będą podlegać buforowaniu. Jeśli serwer będzie zajęty, można kontynuować wykonywanie zapytań, nie czekając na zakończenie wykonywania operacji INSERT. Zaraz po tych słowach kluczowych można wpisać słowo IGNORE. Oznacza ono, że jeśli nastąpi próba wstawienia wiersza, który spowodowałby duplikację kluczy unikatowych, zostanie ona niejawnie zignorowana. Kolejną alternatywą jest umieszczenie na końcu instrukcji INSERT wyrażenia ON DUPLICATE KEY UPDATE w y r a ż e n i e . Umożliwi to dokonanie zmiany wartości zduplikowanego klucza przy użyciu zwykłej instrukcji UPDATE (omówionej w dalszej części rozdziału). Do bazy danych księgarni „Książkorama" zostaną teraz wpisane przykładowe dane. Operacja ta zostanie wykonana za pomocą kolejnych poleceń INSERT, wykorzystujących możliwość zapisywania więcej niż jednego wiersza naraz. Realizujący to kod SQL można znaleźć w pliku o nazwie książki insert.sql, znajdującym się w folderze rozdziallO (przykłady są dostępne na płycie CD dołączonej do książki). Jest on również zaprezentowany na listingu 10.1. Listing 10.1. ksiazkijnsert.sql „Książkorama"



— kod SQL wstawiający przykładowe dane do bazy danych księgarni



use książki: insert into klienci values (3. 'Julia Kowalska'. 'Wierzbowa 25'. 'Warszawa'). (4. 'Adam Pawlak', 'Szeroka 1/47'. 'Szczecin'). (5. 'Michalina Nowak'. 'Zachodnia 357'. 'Gliwice'); insert into (NULL. 5. (NULL. 3. (NULL. 4. (NULL. 5.



zamówienia values 69.98. '2007-04-02'). 12.99. '2007-04-15'). 74.00. '2007-04-19'). 6.99. '2007-05-01');



insert into książki ('0-672-31697-8'. ('0-672-31745-1'. ('0-672-31509-2'. ('0-672-31769-9'.



values 'Michael Morgan', 'Java 2 dla Profesjonalistów'. 34.99). 'Thomas Down'. 'Instalacja Debian GNU/Linux', 24.99). 'Lucas Pruitt', 'Poznaj GIMP w 24 godziny', '24.99'), 'Thomas Schenk'. 'Caldera 0penLinux ujarzmiony'. 49.99):



insert into pozycje_zamowione values (1. '0-672-31697-8'. 2). (2, '0-672-31769-9', 1),



 242



Część II • Stosowanie MySGJL



(3. '0-672-31/69-9'. 1). (3. '0-672-31509-2', 1), (4. '0-672-31745-1'. 3); insert into recenzje_ksiazek values ('0-672-31697-8', 'Pozycja ta znacznie szerzej i bardziej zrozumiale niz inne przedstawia "-•tajniki jeżyka Java.');



Polecenia zawarte w pliku ksiazki_insert.sql operacyjnego:



można wykonać, wpisując w wierszu poleceń systemu



> mysql -h nazwa komputera -u ksiazkorama -p < ścieżka/do/ksiazki_insert.sql



Wyszukiwanie danych w bazie Najważniejszym chyba poleceniem SQL jest SELECT. Służy ono do wyszukiwania w bazie tych wierszy z tabel, które spełniają zadane kryteria. Polecenie to może być wykonywane z całym szeregiem opcji i na różnorodne sposoby. Składnia polecenia SELECT jest następująca: SELECT [opcje] p o z y c j e [INTO p l i k ] FROM n a z w y _ t a b e l [WHERE warunek] [GROUP BY r o d z a j _ g r u p o w a n i a ] [HAVING w a r t o ś ć J u n k c j i ] [ORDER BY p o r z ą d e k _ s o r t o w a n i a] [LIMIT l i m i t ] [PROCEDURE n a z w a _ p r o c e d u r y ( a r g u m e n t y ) ] [opcje_zamka]



Wszystkie klauzule polecenia SELECT zostaną omówione w dalszej części rozdziału. Najpierw jednak przedstawimy zapytanie nieposiadające żadnych dodatkowych opcji. Służy ono do wyszukania odpowiednich pozycji ze wskazanej tabeli. Zazwyczaj pozycjami tymi są po prostu kolumny wchodzące w skład wskazanej tabeli (jednak m o g ą to być także np. rezultaty wykonania jakiegoś wyrażenia — więcej na ten temat w dalszej części rozdziału). Wykonanie poniższego zapytania spowoduje wyświetlenie zawartości kolumn Nazwisko i Miejscowosc z tabeli Klienci: select nazwisko, miejscowosc from klienci;



Jeżeli wcześniej zostały wykonane polecenia zawarte w pliku książki jnsert.sąl, a ponadto wykonane zostały dwie dodatkowe instrukcje INSERT, to MySQL powinien wygenerować następujące zestawienie: | nazwisko | j j j j



Julia Kowalska Adam Pawlak Michalina Nowak Maria Janowska Marian Strzelec



| miejscowosc | Warszawa Szczecin Gliwice Katowice Lublin



 Rozdział 10. • Praca z bazą danych MySGJL



243



Jak widać, otrzymana lista zawiera zatem dane tylko z tych kolumn, które wybrano, tj. Nazwisko i Mi ejscowosc, zawartych w tabeli KI i enci. Są to dane ze wszystkich rekordów zapisanych w tabeli. Po słowie kluczowym SELECT można wypisać nazwy dowolnej liczby kolumn. Oprócz tego można również podać inne pozycje niebędące kolumnami. Jedną z nich jest np. symbol wieloznaczny *, który zastępuje nazwy wszystkich kolumn wchodzących w skład podanej tabeli lub tabel. Na przykład aby wyszukać wartości wszystkich pól wszystkich rekordów przechowywanych w tabeli Pozycje_zamowione, należy użyć następującego polecenia: select * from pozycje_zamowione:



Efekt jego wykonania będzie następujący: +



+



+



| zamowienieid | isbn



+. _



+



+



--+



| ilosc



+



1



1



1



0 - 6 7 2 - 3 1 6 9 7 - 8



|



2



1



1



2



I



0 - 6 7 2 - 3 1 7 6 9 - 9



|



1



|



1



3



1



0 - 6 7 2 - 3 1 7 6 9 - 9



|



1



|



1



3



1



0 - 6 7 2 - 3 1 5 0 9 - 2



|



1



j



1



4



+



0 - 6 7 2 - 3 1 7 4 5 - 1



j



3



+



+



I



+- -



1



Wyszukiwanie danych spełniajqcych określone kryteria W celu ograniczenia liczby wyświetlanych wierszy należy określić kryteria wyszukiwania. Dokonuje się tego za pomocą klauzuli WHERE. Na przykład wykonanie następującego polecenia: select * from zamówienia where klientid=5:



spowoduje wyświetlenie wartości wszystkich pól tych wierszy, w których KI ientlD ma wartość równą 5. Oto efekt: zamowienieid | klientid | wartość | data -+ --+ — +



+



1



|



5



|



6 9 . 9 8



|



2 0 0 7 - 0 4 - 0 2



|



4



j



5



|



6 . 9 9



|



2 0 0 7 - 0 5 - 0 1



j



Klauzula WHERE służy do określania kryteriów, które będą podstawą wyszukiwania. W powyższym przykładzie zażądano wyświetlenia tylko tych wierszy, w których wartość pola KlientlD jest równa 5. Należy zwrócić uwagę, że w MySQL operatorem równości jest pojedynczy znak =, co jest istotną różnicą w porównaniu z operatorem równości stosowanym w PHP. Warto o tym pamiętać, gdyż może to powodować pewne zamieszanie, szczególnie w sytuacji, gdy skrypty PHP współpracują z bazą danych. Oprócz operatora równości MySQL obsługuje pełen zestaw operatorów i wyrażeń regularnych. Te najczęściej wykorzystywane w klauzuli WHERE zostały przedstawione w tabeli 10.1, jednak nie jest to ich pełna lista — j e ż e l i istnieje potrzeba wykorzystania innego operatora lub wyrażenia, należy zajrzeć do podręcznika MySQL. Ostatnie trzy pozycje zawarte w tabeli odwołują się do operatorów LIKE i REGEXP, które służą do porównywania wartości z podanym wzorcem.



 244



Część II • Stosowanie MySGJL



Tabela 10.1. Operatory porównania najczęściej stosowane w klauzuli WHERE Operator



Nazwa (jeśli jest stosowana)



Przykład



Opis



=



równy



KlientID=3



Sprawdza, czy dwie wartości są sobie równe



>



większy od



Wartosc>60.00



Sprawdza, czy pierwsza wartość jest większa od drugiej



<



mniejszy od



Wartosc<60.00



Sprawdza, czy pierwsza wartość jest mniejsza od drugiej



>=



większy lub równy



Wartosc>=60.00



Sprawdza, czy pierwsza wartość jest większa lub równa drugiej



<=



mniejszy lub równy



Wartosc<=60.00



Sprawdza, czy pierwsza wartość jest mniejsza lub równa drugiej



różny



llosc!=0



Sprawdza, czy dwie wartości różnią się od siebie



IS NOT NULL



Adres IS NOT NULL



Sprawdza, czy pole ma nadaną wartość



IS NULL



Adres IS NULL



Sprawdza, czy pole jest puste



BETWEEN



Ilosc BETWEEN 0 AND 60.00



Sprawdza, czy wartość jest większa lub równa wartości minimalnej i jednocześnie mniejsza lub równa wartości maksymalnej



IN



Miejscowosc IN('Warszawa'. 'Lublin')



Sprawdza, czy wartość należy do określonego zbioru wartości



NOT IN



Miejscowosc NOT IN('Warszawa'. 'Lublin')



Sprawdza, czy wartość nie należy do określonego zbioru wartości



!= lub o



LIKE



wyszukiwanie wzorca



Nazwisko LIKE 'Fred %'



Sprawdza, czy wartość pasuje do określonego wzorca



NOT LIKE



wyszukiwanie wzorca



Nazwisko NOT LIKE 'Fred *'



Sprawdza, czy wartość nie pasuje do określonego wzorca



REGEXP



wyrażenie regularne



Nazwisko REGEXP '"Ma.*'



Sprawdza, czy wartość pasuje do określonego wyrażenia regularnego



Operator LIKE wykorzystuje wzorce udostępniane przez język SQL. Wzorce mogą zawierać zwykły tekst oraz znak I, będący symbolem wieloznacznym, który zastępuje dowolną liczbę dowolnych znaków, a także znak _, zastępujący dowolny pojedynczy znak. Słowo kluczowe REGEXP stosuje się do przyrównywania wartości do wyrażeń regularnych. MySQL obsługuje wyrażenia regularne w stylu POSIX. Słowo kluczowe REGEXP można zastąpić słowem ALIKE, będącym jego synonimem. Styl POSIX jest domyślnie wkompilowany w PHP. Więcej informacji na ten temat przedstawiliśmy w rozdziale 4. W poleceniu SELECT można określać większą liczbę kryteriów wyszukiwania przy użyciu prostych operatorów oraz składni dopasowywania do wzorca połączonych operatorami logicznymi AND i OR, jak pokazano w poniższym przykładzie. select * from zamówienia where klientid - 3 or klientid = 4;



 Rozdział 10. • Praca z bazą danych MySGJL



245



Wyszukiwanie danych w wielu tabelach Często zdarza się, że w celu otrzymania konkretnej informacji należy przeanalizować dane z większej liczby tabel. Na przykład aby dowiedzieć się, którzy klienci złożyli zamówienie w bieżącym miesiącu, trzeba przejrzeć dane z tabel Klienci i Zamówienia. Jeżeli zaś użytkownika zainteresuje, jakie książki zostały zamówione, wówczas należałoby przeglądnąć dodatkowo tabelę Pozycje_zamowione.



Dane te zawarte są w oddzielnych tabelach, ponieważ odnoszą się do odrębnych obiektów świata rzeczywistego. Jest to jedna z zasad prawidłowej konstrukcji bazy danych, o której wspomniano w rozdziale 8. Aby uzyskać wszystkie potrzebne informacje za pomocą poleceń języka SQL, należy wykonać operację nazywaną łączeniem (ang. joiri). Prowadzi ona do połączenia dwóch lub więcej tabel w celu odnalezienia związków między zapisanymi w nich danymi. Jeśli na przykład poszukiwane są informacje na temat zamówień złożonych przez Julię Kowalską, trzeba najpierw w tabeli Klienci sprawdzić wartość pola KlientlD tego klienta, a następnie w tabeli Zamówienia odszukać wiersze z tą samą wartością zapisaną w polu KI i ent ID. Choć zrozumienie zasady operacji łączenia nie sprawia trudności, należy ona do bardziej wyrafinowanych i złożonych operacji języka SQL. MySQL obsługuje kilka różnych typów operacji łączenia, z których każdy służy do innych celów.



Łączenie dwóch tabel Spójrzmy najpierw na kod SQL zapytania, które było rozważane w poprzednim punkcie: select zamówienia.zamówienieid, zamówienia.wartość, zamówienia.data from klienci, zamówienia where klienci.nazwisko='Julia Kowalska' and klienci.klientid=zamowienia.klientid:



Po jego wykonaniu zostanie wyświetlona następująca tabela: | zamowienieid | wartość | data



|



|



|



2



|



1 2 . 9 9



|



2 0 0 7 - 0 4 - 1 5



Występuje tu kilka elementów, które należy omówić. Przede wszystkim znalezienie żądanych informacji wymagało danych pochodzących z dwóch tabel, dlatego też nazwy obu zawarto w tekście zapytania. Co więcej, dokonano operacji łączenia tabel, czego Czytelnik mógł nawet nie zauważyć. Przecinek oddzielający nazwy dwóch tabel jest równoważny użyciu słów kluczowych INNER JOIN lub CROSS JOIN. Jest to typ połączenia określany niekiedy mianem fuli join lub też produktu kartezjańskiego obu tabel. Oznacza to w praktyce: „Weź wymienione tabele i utwórz jedną, dużą. Duża tabela powinna zawierać po jednym wierszu dla każdej możliwej kombinacji wierszy z każdej z wymienionych tabel, niezależnie od tego, czy ta kombinacja ma sens, czy nie". Innymi słowy, w wyniku tej operacji otrzymano tabelę zawierającą każdy wiersz tabeli KI ienci połączony z każdym wierszem tabeli Zamówienia, bez względu na to, czy dany klient złożył to zamówienie, czy nie.



 246



Część II • Stosowanie MySGJL



W większości przypadków na nic się zdaje poprzestanie na wykonaniu tylko takiej mało wyrafinowanej operacji. Najczęściej poszukiwane są wiersze, które do siebie pasują. W rozważanym przypadku są to rekordy z zamówieniami złożonymi przez wskazanego klienta wraz z rekordem zawierającym jego dane. Rekordy te zostały odnalezione dzięki użyciu warunku połączenia (ang.join condition) w klauzuli WHERE. Jest to specjalny typ wyrażenia warunkowego, określającego, które pola ustanawiają związek między dwiema tabelami. W rozważanym przykładzie warunek połączenia miał postać: kli enci.klienti d=zamowi eni a. k 1 i enti d



Dzięki niemu MySQL zawarł w tabeli wynikowej tylko te wiersze, w których wartość pola Kl ientlD z tabeli Kl i enci odpowiada wartości pola o tej samej nazwie z tabeli Zamówi eni a. Dodanie do zapytania warunku połączenia spowodowało zmianę typu połączenia na typ określany po angielsku jako eąui-join.



W przykładowym zapytaniu użyto separatora mającego postać kropki w celu wyraźnego wskazania, z której tabeli ma pochodzić kolumna o podanej nazwie. Tak więc wyrażenie kl ienci. kl i enti odnosi się do kolumny Kl ientlD z tabeli Kl ienci, a zamówienia. kl ientid odnosi się do kolumn KlientlD z tabeli Zamówienia.



Użycie separatora jest niezbędne w przypadku, gdy w dwóch lub więcej tabelach istnieją kolumny 0 identycznych nazwach. Separator w postaci kropki może być również użyty w celu rozróżnienia kolumn pochodzących z rozmaitych baz danych. W analizowanym przykładzie została zastosowana notacja typu tabela kolumna. Oprócz tego można również wskazać bazę danych, wykorzystując notację baza. tabel a. kol umna, np. w celu sprawdzenia prawdziwości wyrażenia: książki.zamówienia.klientid=innabaza.zamówienia.klientid



Separator może być również użyty w odniesieniu do wszystkich kolumn wyszczególnionych w zapytaniu. Jest to szczególnie przydatne w bardziej skomplikowanych zapytaniach. Co prawda, serwer MySQL tego nie wymaga, jednak stosowanie separatora pozwala zwiększyć czytelność zapytania i ułatwia dokonanie ewentualnych modyfikacji w przyszłości. Dlatego też rozszerzając nasz przykład, będziemy nadal wykorzystywać separator w taki sam sposób, np. klienci,nazwisko='Julia Kowalska



1



Kolumna Nazwisko występuje co prawda tylko w tabeli Kl ienci, nie obowiązuje więc wymóg zastosowania separatora. MySQL prawidłowo odczyta tę klauzulę. Jednak dla ludzi samo nazwisko jest mało znaczące, dlatego zastosowanie konstrukcji klienci .nazwisko znacznie zwiększy czytelność zapytania. Łqczenie trzech i więcej tabel Łączenie trzech lub więcej tabel jest równie proste jak w przypadku dwóch tabel. Zasadą jest, że należy zestawiać tabele parami, nakładając jednocześnie warunek łączenia. Można więc przyjąć, iż łączenie np. trzech tabel polega na odnajdywaniu związków między danymi z jednej tabeli 1 danymi z drugiej tabeli, które z kolei są powiązane z danym zawartymi w trzeciej. Na przykład w celu odnalezienia klientów, którzy nabyli książki dotyczące języka Java (choćby po to, by rozesłać im informacje o wydaniu nowej pozycji o tej tematyce), należy prześledzić związki między danymi z kilku tabel.



 Rozdział 10. • Praca z bazą danych MySGJL



247



Trzeba więc znaleźć klientów, którzy złożyli co najmniej jedno zamówienie obejmujące pozycję na temat języka Java. Aby powiązać dane z tabeli KI i enci z danymi z tabeli Zamówi eni a, trzeba przeanalizować wartości pola KlientlD, tak jak to uczyniliśmy w poprzednim przykładzie. Tabela Zamówienia natomiast powiązana jest z tabelą Pozycje_zamowione za pomocą pola ZamowienielD, ta z kolei związana jest z tabelą Książki numerem ISBN. Po odnalezieniu wymienionych połączeń można przystąpić do wyszukania wszystkich książek z wyrazem „Java" w tytule, po czym wyświetlić nazwiska tych klientów, którzy nabyli co najmniej jedną z nich. Odpowiednie zapytanie przedstawia się następująco: select klienci.nazwisko from klienci, zamówienia, pozycje zamówi one, książki where kli enci.kli enti d=zamowieni a.kli enti d and zamówi eni a. zamówi eni ei d=pozyc jezamowi one. zamówi eni ei d and pozyc je zamowi one. i sbn=ks i azki. i sbn and książki.tytuł like '2Java£'; W wyniku zostanie zwrócona następująca tabela: +| nazwisko



+|



| Michalina Nowak |



W celu odnalezienia tego klienta trzeba było prześledzić dane z czterech tabel, natomiast aby powiązać je za pomocą połączenia typu equi-join, należało zastosować trzy różne warunki połączenia. W przypadku łączenia tabel prawidłowością jest, że na każdą ich parę przypada jeden warunek. W konsekwencji suma wszystkich nałożonych warunków połączenia jest o jeden mniejsza niż liczba łączonych tabel. Zasadę tę warto pamiętać szczególnie wtedy, gdy trzeba znaleźć błąd w zapytaniu zwracającym nieprawidłowe wyniki. Należy wówczas sprawdzić nałożone warunki połączenia i prześledzić całą ścieżkę połączeń: od danych, które są znane, do danych, które chce się uzyskać. Wyszukiwanie danych niepołączonych ze sobq Kolejnym typem połączenia obsługiwanym przez MySQL jest tzw. left join. Zapytania z poprzednich przykładów służyły do wyszukiwania danych pochodzących z różnych tabel, ale w jakiś sposób ze sobą powiązanych. Czasem jednak istnieje potrzeba znalezienia rekordów z danymi ze sobą niezwiązanymi — na przykład klientów, którzy nigdy nie złożyli zamówienia, czy książek, których nikt dotąd nie kupił. Jednym ze sposobów wykonania tego zadania w MySQL jest użycie połączenia typu left join. Spowoduje ono wyszukanie wierszy spełniających zadany warunek połączenia między dwiema tabelami. Jeśli jednak w drugiej tabeli nie ma odpowiadającego wiersza, do tabeli wynikowej zostanie dodany wiersz z wartością NULL w prawej kolumnie. Oto przykładowe zapytanie: select klienci.klientid. klienci.nazwisko, zamówienia.zamówienieid from klienci left join zamówienia on kli enci.kli enti d=zamowi eni a.kl i ent i d; W zapytaniu tym tabele Kl i enci i Zamówi eni a połączone są za pomocą left join. Jak można zauważyć, składnia warunku połączenia tego typu jest nieco inna — do określenia warunku połączenia korzysta się ze specjalnej klauzuli ON.



 248



Część II • Stosowanie MySGJL



Wynik tego zapytania jest następujący: | klientid | nazwisko 1 1 1 1 1 1



+



1 2 3 4 5 5



| j j j j |



| zamowienieid |



Maria Janowska | Marian Strzelec | Julia Kowalska | Adam Pawlak Michalina Nowak j Michalina Nowak j



+



+



NULL NULL 2 3 1 4



| | j 1 | I



+



Z powyższego zestawienia wynika, że w przypadku wierszy klientów Maria Janowska i Marian Strzelec brak jest połączeń z wierszami z tabeli Zamówienia, gdyż wartości pól ZamowienielD są nieokreślone (NULL). W celu wyszukania tylko tych klientów, którzy jeszcze niczego nie zamówili, należy sprawdzić wartości pola klucza podstawowego prawej tabeli (w tym przypadku: pole ZamowienielD) i wybrać wiersze, dla których wartość ta jest równa NULL: select klienci.klientid. klienci.nazwisko from klienci left join zamówienia •using (klientid) where zamówienia.zamowienieid is nuli; Rezultat będzie następujący: +| klientid +| nazwisko |



+|



1 | Maria Janowska | 2 j Marian Strzelec |



W tym przykładzie została zastosowana jeszcze inna składnia warunku połączenia. Definiując left join, można użyć klauzuli ON (jak we wcześniejszym przykładzie) lub klauzuli USING, wykorzystanej ostatnio. Trzeba jednak pamiętać, że w przypadku USING nie można wskazać nazwy tabeli, z której ma pochodzić pole łączące. Pola te muszą mieć takie same nazwy w obu łączonych tabelach. Tego typu zapytania można również konstruować przy użyciu podzapytań. Więcej na ich temat powiemy w dalszej części tego rozdziału.



Używanie innych nazw tabel: aliasy Często wygodniejsze (a czasem wręcz niezbędne) jest odwoływanie się do tabel za pomocą innych nazw niż zostały im przypisane. Owe inne nazwy, czyli aliasy, nadaje się w początkowej części zapytania i używa w całym jego pozostałym tekście. Aliasy są szczególnie przydatne jako skrótowce. Rozważmy obszerne zapytanie przedstawione w poprzednim punkcie, tym razem zapisane z użyciem aliasów: select kl.nazwisko from klienci as kl. zamówienia as z, pozycje_zamowione as pz. książki as ks where kl.klientid=z.klientid and z.zamówi eni eid=pz.zamówi eni ei d and pz.isbn=ks.isbn and ks.tytuł like 'Mavar: Wskazując tabele, które m a j ą być przeszukane, użyto klauzuli AS w celu zadeklarowania dla nich aliasów. Również kolumny mogą mieć własne aliasy (do tego zagadnienia powrócimy w punkcie dotyczącym funkcji agregujących).



 Rozdział 10. • Praca z bazą danych MySGJL



249



Użycie aliasów jest konieczne w przypadku łączenia tabeli z samą sobą. Na szczęście, operacja ta jest o wiele łatwiejsza, niż wskazuje nazwa. Jest ona szczególnie użyteczna na przykład wtedy, gdy trzeba wyszukać w tabeli dane mające te same wartości. Aby wyszukać klientów mieszkających w tych samych miejscowościach — na przykład w celu założenia klubów czytelników — można nadać jednej tabeli (w tym przypadku Kl i enci) dwa różne aliasy: select kl.nazwisko, k2.nazwisko, kl.miejscowosc from klienci as kl, klienci as k2 where kl.miejscowosc=k2.miejscowosc and kl.nazwisko!-k2.nazwisko: W przypadku tego zapytania M y S Q L traktuje tabelę Klienci, jakby były to dwie różne tabele o nazwach kl i k2, a następnie przeprowadza ich łączenie na podstawie wartości pola Miejscowosc. Nałożono również drugi warunek — kl .nazwisko!=k2. nazwisko — w celu pominięcia wierszy zawierających podwójne dane jednego klienta. Podsumowanie typów połqczeń Wszystkie typy połączeń zaprezentowane w tym podrozdziale są zebrane w tabeli 10.2. Oprócz nich istnieją jeszcze inne typy, jednak stosunkowo rzadko wykorzystywane. Tabela 10.2. Typy połączeń w MySQL Nazwa



Opis



Produkt kartezjański



Wszystkie możliwe kombinacje wszystkich wierszy łączonych tabel. Stosowane przez użycie przecinków oddzielających nazwy tabel i pominięcie klauzuli WHERE



Fuli join



Jak wyżej



Crossjoin



Jak wyżej. Może być również stosowane przez użycie słów kluczowych CROSS JOIN pomiędzy nazwami łączonych tabel



Inner join



Semantycznie równoważne przecinkowi. Może być również stosowane przez użycie słów kluczowych INNER JOIN. W razie pominięcia klauzuli WHERE równoważne połączeniu typu fuli join, częściej jednak stosowane w klasycznej formie (tj. z klauzulą WHERE)



Equi-join



Stosowane z wyrażeniem warunkowym zawierającym znak równości w celu wyszukania pasujących do siebie wierszy z różnych tabel. W języku SQL odpowiada mu klauzula WHERE



Left join



Powoduje wyszukanie pasujących do siebie wierszy ze wskazanych tabel oraz wypełnienie wierszy nieodpowiadających sobie wartościami NULL. W SQL stosowane za pomocą słów kluczowych LEFT JOIN. Używane w celu wyszukania brakujących wartości. Łączenie tabel w odwrotnym kierunku można uzyskać przez użycie słów RIGHT JOIN



Szeregowanie danych w określonym porzqdku W celu uszeregowania wyszukanych wierszy w określonym porządku należy użyć klauzuli ORDER BY polecenia SELECT. Dzięki temu możliwe jest bardziej czytelne przedstawienie danych. Klauzula ORDER BY jest przeznaczona do sortowania wierszy danych na podstawie wartości jednej lub więcej kolumn, wyszczególnionych w ramach polecenia SELECT. Na przykład: select nazwisko, adres from klienci order by nazwisko; Wykonanie tego polecenia spowoduje utworzenie tabeli zawierającej nazwiska klientów, uszeregowane w kolejności alfabetycznej, wraz z ich adresami:



 250



Część II • Stosowanie MySGJL



| nazwisko +



| j j j |



-



| adres +



Adam Pawlak Julia Kowalska Maria Janowska Marian Strzelec Michalina Nowak



| Szeroka 1/47 j Wierzbowa 25 j Kolejowa 15 j Aroniowa 12 | Zachodnia 357



W tym przypadku kolumna Nazwi sko zawiera zarówno imię, jak i nazwisko klienta, tak więc rekordy szeregowane są najpierw pod względem imion, a dopiero potem, jeśli istnieje taka potrzeba, pod względem nazwisk; aby przeprowadzić sortowanie pod względem samych nazwisk, należałoby utworzyć dwie oddzielne kolumny: Imie i Nazwisko. Domyślnym porządkiem sortowania jest porządek rosnący (od a do z lub od liczby najmniejszej do największej). Porządek taki można również narzucić w treści zapytania — służy do tego słowo kluczowe ASC: select nazwisko, adres from klienci order by nazwisko asc;



Można również zastosować malejący porządek sortowania, wpisując słowo kluczowe DESC: select nazwisko, adres from klienci order by nazwisko desc;



Dodatkowo sortowanie może odbywać się na podstawie wartości jednej lub więcej kolumn. Można je wskazywać, podając ich nazwy, aliasy, a nawet pozycje, na których występują w tabeli.



Grupowanie i agregowanie danych Często istnieje konieczność określenia, ile wierszy spełnia zadane kryteria albo też jaka jest średnia wartość danego pola, np. wartość pojedynczego zamówienia. MySQL posiada szereg funkcji agregujących, przeznaczonych do znajdowania odpowiedzi na tego typu pytania. Funkcje agregujące mogą być stosowane do całych tabel lub tylko do niektórych zbiorów danych zapisanych w tabeli. Najczęściej używane zostały przedstawione w tabeli 10.3. Tabela 10.3. Funkcje agregujące w MySQL Nazwa



Opis



AVG(kolumna)



Oblicza wartość średnią we wskazanej kolumnie



COUNTtkolumna)



Zwraca liczbę niezerowych wartości w podanej kolumnie. Jeżeli nazwa kolumny jest poprzedzona słowem kluczowym DISTINCT, funkcja zwróci tylko ilość występujących w niej odrębnych wartości. Jeżeli zamiast nazwy konkretnej kolumny wpisany zostanie symbol *, funkcja zwróci wartość równą liczbie wierszy w tabeli



MIN(kolumna)



Podaje najmniejszą wartość w kolumnie



MAX (kolumna)



Podaje największą wartość w kolumnie



STD(kolumna)



Oblicza odchylenie standardowe wartości w kolumnie



STDDEV(kolumna)



Jak wyżej



SUM(kolumna)



Sumuje wszystkie wartości z kolumny



 Rozdział 10. • Praca z bazq danych MySQL



251



O pierwszym z przykładów, które zostaną przedstawione, wspomniano na początku tego podrozdziału. Średnią wartość wszystkich złożonych zamówień można obliczyć, wpisując następujące zapytanie: select avg(wartosc) from zamówienia; Wynik będzie miał postać: +



+



+| avg(wartosc) +| |



40.990001 |



Bardziej szczegółowe dane otrzymać można dzięki zastosowaniu klauzuli GROUP BY. Umożliwia ona obliczenie średniej wartości grup zamówień wyodrębnionych na podstawie jakiegoś kryterium — np. numeru klienta. Będzie więc wiadomo, który z nich składa największe zamówienia. select klientid, avg(wartosc) from zamówienia group by klientid; Użycie klauzuli GROUP BY wraz z funkcją agregującą faktycznie zmienia jej działanie. Zapytanie sformułowane w powyższy sposób nie zwróci średniej wartości wszystkich zamówień zapisanych w tabeli Zamówienia, lecz obliczy średnią wartość zamówień złożonych przez każdego klienta (a ściślej: przypadających na każdą wartość pola Kl ientID): +| klientid +| avg(wartosc) +| |



1 | 2 | 3 |



12.990000 | 74.000000 | 38.485002 |



Stosując funkcje agregujące i grupowanie, należy pamiętać o bardzo ważnej kwestii. Otóż według standardu ANSI SQL w klauzuli SELECT zapytań wykorzystujących agregację danych lub klauzulę GROUP BY mogą znajdować się tylko funkcje agregujące oraz nazwy tych kolumn, które będą podstawą grupowania (ponadto nazwy te muszą być wyszczególnione w klauzuli SELECT). MySQL umożliwia w tym przypadku większą swobodę. Obsługuje on składnię rozszerzoną, która pozwala na pominięcie nazw kolumn w klauzuli SELECT, jeśli nie ma potrzeby ich wyświetlania. Ważną zaletą grupowania i agregowania danych jest możliwość określania dodatkowych kryteriów wyszukiwania. Służąca do tego klauzula HAVING powinna znaleźć się zaraz za klauzulą GROUP BY. Jej działanie jest takie samo, jak w przypadku użycia WHERE w zapytaniach niezawierających grupowania ani funkcji agregacji. Przytoczone przed chwilą zapytanie można rozszerzyć tak, aby wyszukać klientów, którzy złożyli zamówienia o przeciętnej wartości co najmniej 50 złotych. select klientid, avg(wartosc) from zamówienia group by klientid having avg(wartosc)>50; Przypomnijmy, że klauzula HAVING odnosi się tylko do grup danych. Efekt wykonania zapytania będzie następujący:



 252



Część II • Stosowanie MySGJL



| klientid | avg(wartosc) |



+



H



+



|



2 |



74.000000 |



Wskazanie wierszy, które majq być wyświetlone Polecenie SELECT posiada klauzulę LIMIT, niekiedy szczególnie przydatną w aplikacjach internetowych. Służy ona do określenia, które wiersze z tabeli wynikowej mają zostać wyświetlone. Wykorzystywane są w tym celu dwa parametry: numer wiersza, od którego powinno się rozpocząć wyświetlanie, oraz liczbę wierszy, które mają zostać pokazane. Poniżej zaprezentowano przykład wykorzystania klauzuli LIMIT. select nazwisko from klienci limit 2.3;



Zapytanie to oznacza: „Wyszukaj nazwiska wszystkich klientów, a następnie wyświetl trzech z nich, począwszy od drugiego". Należy pamiętać o tym, że wiersze numerowane są od zera, a więc pierwszy wiersz w tabeli ma numer 0. Klauzula ta jest przydatna szczególnie w aplikacjach internetowych. Potencjalny klient może zażądać, by na jednej stronie przeglądanego przez siebie katalogu produktów znajdowało się nie więcej niż 10 pozycji. Należy jednak pamiętać, że klauzula LIMIT nie jest częścią standardu ANSI SQL. Stanowi ona rozszerzenie MySQL, dlatego jej używanie czyni kod SQL niezgodnym z większością innych systemów zarządzania relacyjnymi bazami danych.



Używanie podzapytań Podzapytanie to zapytanie SQL zagnieżdżone w innym zapytaniu. Co prawda, takie same efekty można osiągnąć umiejętnie używając złączeń i tabel tymczasowych, lecz same podzapytania są zwykle łatwiejsze do skonstruowania i bardziej czytelne.



Podzapytania podstawowe Najczęstszy sposób użycia podzapytań polega na wykorzystaniu wyników jednego zapytania jako danych porównawczych dla drugiego zapytania. Gdybyśmy na przykład chcieli znaleźć zamówienia, których wartość była najwyższa, można by napisać następujące zapytanie: select klientid. wartość from zamówienia where wartość - (select max(wartosc) from zamówienia):



Wyniki wykonania tego zapytania są następujące: +| klientid +| wartość +| |



4 |



74.00 |



 Rozdział 10. • Praca z bazq danych MySQL



253



W tym przykładzie podzapytanie zwraca jedną wartość (wartość maksymalną), która następnie stanowi wartość porównawczą dla zapytania zewnętrznego. Jest to bardzo dobry przykład użycia podzapytania, ponieważ tego właśnie zapytania nie można zgrabnie napisać w ANSI SQL, korzystając ze złączeń. Ten sam wynik zostanie jednak zwrócony przez poniższe zapytanie wykonujące złączenie: select klientid. wartość from zamówienia order by wartość desc limit 1: W zapytaniu tym użyto klauzuli LIMIT, dlatego nie jest ono zgodne z większością systemów zarządzania relacyjnymi bazami danych, i drugiej jednak strony MySQL wykona je bardziej wydajnie niż wersję zawierającą podzapytanie. Jednym z powodów, dla których MySQL przez tak długi czas nie obsługiwał podzapytań, jest to, że tak naprawdę niewiele jest rzeczy, których bez podzapytań w ogóle nie można zrobić. Z technicznego punktu widzenia zawsze można utworzyć pojedyncze, poprawne zapytanie ANSI SQL, dające taki sam wynik, które bazuje jednak na mało wydajnym, skomplikowanym podejściu, znanym jako rozwiązanie MAX-CONCAT. Wyników podzapytań można w taki sposób używać w połączeniu ze wszystkimi standardowymi operatorami porównania. Istnieją ponadto specjalne operatory porównawcze podzapytań, o których powiemy w następnym punkcie.



Podzapytania i operatory Istnieje pięć specjalnych operatorów podzapytań. Cztery z nich są używane również w zwykłych zapytaniach, a jeden (EX I STS) zazwyczaj jest używany w podzapytaniach skorelowanych i zostanie przedstawiony w następnym punkcie. Cztery standardowe operatory podzapytań przedstawiono w tabeli 10.4. Tabela 10.4. Operatory podzapytań Nazwa



Przykład



Opis



ANY



SELECT kl FROM tl WHERE kl > ANY (SELECT kl FROM t2);



Zwraca wartość true, jeżeli porównanie będzie miało wartość true dla dowolnego wiersza z podzapytania



IN



SELECT kl FROM tl WHERE kl IN (SELECT kl FROM t2);



Równoważnik konstrukcji =ANY



SOME



SELECT kl FROM tl WHERE kl SOME (SELECT kl FROM t2):



Alias dla ANY; czasami okazuje się bardziej zrozumiałe dla użytkowników



ALL



SELECT kl FROM tl WHERE kl ALL (SELECT kl FROM t2):



Zwraca wartość true, jeżeli porównanie będzie miało wartość true dla wszystkich wierszy z podzapytania



Każdy z tych operatorów może wystąpić jedynie za operatorem równości. Wyjątek stanowi jedynie operator IN, w którym operator równości jest niejako „zagnieżdżony".



 254



Część II • Stosowanie MySGJL



Podzapytania skorelowane W podzapytaniach skorelowanych rzeczywistość jest nieco bardziej skomplikowana. W podzapytaniach tego rodzaju elementów z zapytania zewnętrznego można używać w zapytaniu wewnętrznym. Na przykład: select isbn, tytuł from książki where not exists (select * from pozycje_zamowione where pozycje_zamowione.isbn=ksiazki.isbn):



Zapytanie to stanowi przykład użycia podzapytań skorelowanych, a jednocześnie ilustruje sposób używania ostatniego operatora podzapytań EXISTS. Jego celem jest znalezienie wszystkich książek, które nigdy nie zostały zamówione. (To ta sama informacja, którą odczytywaliśmy wcześniej przy użyciu lewego złączenia). Zauważmy, że w wewnętrznym zapytaniu na liście FROM wyszczególniona została tylko tabela pozycje_zamowione, lecz odwołujemy się w nim także do kolumny książki. isbn. Inaczej mówiąc, zapytanie wewnętrzne odwołuje się do danych z zapytania zewnętrznego. Definicja podzapytania skorelowanego brzmi następująco: Jest to podzapytanie, które wyszukuje wiersze wewnętrzne pasujące (lub, jak w naszym przykładzie, niepasujące) do wierszy zewnętrznych. Operator EX1STS zwraca wartość true, jeśli w podzapytaniu znajduje się co najmniej jeden pasujący wiersz. I odwrotnie: NOT EXISTS zwróci true, jeśli żaden wiersz z podzapytania nie będzie pasował.



Podzapytania wierszowe Jak dotąd wszystkie analizowane podzapytania zwracały pojedyncze wartości, choć w wielu przypadkach były to jedynie wartości true i false (jak choćby w ostatnim przykładzie z operatorem EXISTS). Podzapytania wierszowe zwracają całe wiersze, które następnie można porównywać z wierszami z zapytania zewnętrznego. Z podejścia takiego korzysta się zazwyczaj w celu odnalezienia wierszy z jednej tabeli, które istnieją również w drugiej tabeli. W naszej bazie danych książek trudno jest skonstruować odpowiedni przykład, który ilustrowałby to rozwiązanie, dlatego poniżej przedstawiono ogólną składnię tego typu konstrukcji: select kl. k2. k3 from tl where (kl. k2. k3) in (select kl. k2. k3 from t2)



Używanie podzapytania w charakterze tabeli tymczasowej Podzapytanie można umieścić w klauzuli FROM zapytania zewnętrznego. Dzięki takiemu podejściu w praktyce możliwe jest wykonywanie zapytań na wynikach podzapytania traktowanego jak tabela tymczasowa. W najprostszej postaci zapytanie tego rodzaju mogłoby mieć postać: select * from (select klientid. nazwisko from klienci where miasto - 'Katowice') as kl ienci_katowice



Zauważmy, że w tym zapytaniu podzapytanie zostało umieszczone w klauzuli FROM. Zaraz za nawiasami zamykającymi podzapytanie należy nadać jego wynikom alias. W efekcie w zapytaniu zewnętrznym można j e traktować jak zwykłą tabelę.



 Rozdział 10. • Praca z bazq danych MySQL



255



Dokonywanie zmian rekordów w bazie danych Oprócz wyszukiwania danych w bazie często istnieje potrzeba ich zmiany. Od czasu do czasu trzeba na przykład podnieść ceny zapisanych w niej książek. W takim przypadku należy posłużyć się poleceniem UPDATE. Składnia polecenia UPDATE jest następująca: UPDATE [LOW PRIORITY] [IGNORE] n a z w a J a b e l l SET k o l u m n a l = w y r a z e n i e l . kolumna2=wyrazenie2.... [WHERE warunek] [ORDER BY k r y t e r i a _ p o r z a d k o w a n i a] [LIMIT i l o s c ] Działanie tego polecenia polega na zamianie dotychczasowych wartości określonych kolumn wskazanej tabeli na nowe, podane wartości. Zakres modyfikacji może zostać ograniczony do konkretnego zbioru wierszy za pomocą klauzuli WHERE, a ich liczbę można limitować poprzez klauzulę LIMIT. Klauzuli ORDER BY zwykle używa się tylko w połączeniu z klauzulą LIMIT. Na przykład jeżeli chcemy zmienić tylko pierwszych dziesięć wierszy, najpierw trzeba j e odpowiednio uporządkować. Jeśli podane zostaną klauzule L0W_PRI0RITY i IGNORE, zadziałają one tak samo jak w instrukcji INSERT. Rozważmy dwa przykłady. W celu podniesienia cen wszystkich książek o 10% należy użyć polecenia UPDATE bez klauzuli WHERE: update książki set cena=cena*l.l; Jeśli z kolei trzeba zmienić tylko jeden, konkretny wiersz, na przykład uaktualnić adres klienta, należy wpisać: update klienci set adres='Olkuska 250' where klientid=4:



Zmiana struktury istniejących tabel Oprócz modyfikacji wartości rekordów może zaistnieć również konieczność zmiany struktury tabeli znajdującej się w bazie danych. Do tego służy polecenie ALTER TABLE o następującej składni: ALTER TABLE [IGNORE] n a z w a j a b e l i zmiana



[ . zmiana.



...]



Standard ANSI SQL przewiduje możliwość dokonania tylko jednej zmiany naraz, jednak MySQL nie posiada takiego ograniczenia. Każda klauzula zmiana może prowadzić do innego rodzaju modyfikacji. Jeśli podana zostanie klauzula IGNORE i podejmiemy próbę dokonania zmiany, która spowoduje duplikację kluczy głównych, pierwszy z nich zostanie wstawiony do tablicy podlegającej zmianie, natomiast wszystkie pozostałe zostaną usunięte. Jeżeli klauzula ta nie zostanie podana (domyślnie ona nie występuje), zmiana się nie powiedzie i zostanie anulowana. Możliwe do wykonania rodzaje zmian, których można dokonać tą instrukcją, zostały zaprezentowane w tabeli 10.5. Poniżej zostaną omówione najczęściej stosowane odmiany polecenia ALTER TABLE.



 256



Część II • Stosowanie MySGJL



Tabela 10.5. Możliwe rodzaje zmian dokonywanych



poleceniem ALTER TABLE



Składnia



Opis



ADO [COLUMN] (opis kolumny) [FIRST | AFTER kolumna]



Dodaje nową kolumnę na określonej pozycji (domyślnie na końcu tabeli). Parametr opis kolumny wymaga podania nazwy kolumny i jej typu (jak w przypadku polecenia CREATE TABLE)



ADD [COLUMN] ( o p i s j o l u m n y , opisjolumny....)



Dodaje jedną lub więcej nowych kolumn na końcu tabeli



ADD INDEX [indeks] (kolumna. _)



Tworzy indeks w określonej kolumnie lub kolumnach



ADD [CONSTRAINT [symbol]] PRIMARY KEY (kolumna, ...)



Deklaruje wskazaną kolumnę lub kolumny jako klucz podstawowy tabeli. Zapis CONSTRAINT odnosi się do tabel, w których użyto kluczy obcych. Więcej informacji na ten temat znajduje się w rozdziale 13.



ADD UNIQUE [CONSTRAINT [symbol]] [indeks] (kolumna. ...)



Tworzy unikatowy indeks w podanej kolumnie lub kolumnach. Zapis CONSTRAINT odnosi się do tabel InnoDB, w których użyto kluczy obcych. Więcej informacji na ten temat znajduje się w rozdziale 13.



ADD [CONSTRAINT [symbol]] FOREIGN KEY [indeks] (kolumnaJndeksu, ...) [definicja_odwolania)



Dodaje klucz obcy do tabeli InnoDB. Więcej informacji na ten temat znajduje się w rozdziale 13.



ALTER [COLUMN] kolumna {SET DEFAULT wartość | DROP DEFAULT}



Przypisuje lub usuwa domyślną wartość kolumny



CHANGE [COLUMN] kolumna opis_nowej_ko1umny



Zmienia kolumnę w sposób zależny od wartości parametru opis_nowej_kolumny. Istnieje więc możliwość zmiany nazwy kolumny, gdyż parametr ten wymaga podania nazwy i typu kolumny



MODIFY [COLUMN]



opisjolumny



Podobnie jak CHANGE, tyle że nie pozwala na zmianę nazwy kolumny, lecz tylko jej typu



DROP [COLUMN] kolumna



Usuwa wskazaną kolumnę



DROP PRIMARY KEY



Usuwa klucz podstawowy (ale nie kolumnę)



DROP INDEX indeks



Usuwa wskazany indeks



DROP FOREIGN KEY klucz



Usuwa klucz obcy (ale nie kolumnę)



DISABLE KEYS



Wyłącza uaktualnianie indeksów



ENABLE KEYS



Włącza uaktualnianie indeksów



RENAME [AS] nowa_nazwa_tabeli



Zmienia nazwę wskazanej tabeli



ORDER BY nazwaJol umny



Ponownie tworzy tabelę z wierszami ułożonymi we wskazanym porządku. (Zauważmy, że po rozpoczęciu dokonywania zmian w tabeli ich porządek zostanie zaburzony)



CONVERT TO CHARACTER SET zestaw COLLATE C



Przekształca wszystkie kolumny tekstowe do wskazanego zestawu znaków ze wskazaną metodą porządkowania



[DEFAULT] CHARACTER SET zestaw COLLATE c



Ustawia domyślny zestaw znaków wraz z metodą porządkowania



DISCARD TABLESPACE



Usuwa plik, w którym przechowywana jest tabela InnoDB. (Więcej informacji na temat tabel InnoDB można znaleźć w rozdziale 13.)



IMPORT TABLESPACE



Na nowo tworzy plik, w którym przechowywana będzie tabela InnoDB. (Więcej informacji na temat tabel InnoDB można znaleźć w rozdziale 13.)



opcjetabe 1



Umożliwia resetowanie opcji tabel. Używana składnia jest taka sama jak w przypadku instrukcji CREATE TABLE



 Rozdział 10. • Praca z bazq danych MySQL



257



Często okazuje się, że któraś z już istniejących kolumn nie ma na tyle dużej „pojemności", aby pomieścić odpowiednie dane. Na przykład tabelę Kl i enci zdefiniowano w taki sposób, że długość przechowywanego w niej nazwiska klienta ograniczono do 50 znaków. W trakcie zapisywania danych kolejnych klientów może okazać się, że niektóre nazwiska przekraczają ten limit i są automatycznie skracane. Problem ten można rozwiązać, zmieniając typ kolumny, aby mogła ona pomieścić nazwiska mające nawet 70 znaków. al ter table klienci modify nazwisko char(70) not nuli: Równie często zachodzi konieczność dodania nowej kolumny do tabeli. Wyobraźmy sobie, że wprowadzony został nowy podatek od wartości sprzedanych książek i musi on być naliczany oddzielnie dla każdego zamówienia. Można więc w tabeli Zamówienia utworzyć n o w ą kolumnę Podatek: al ter table zamówienia add podatek float(6.2) after wartość: Czasem też trzeba usunąć z tabeli kolumnę, która nie jest już potrzebna. Można na przykład usunąć kolumnę, która przed chwilą została dodana do tabeli Zamówienia: al ter table zamówienia drop podatek;



Usuwanie rekordów z bazy danych Usuwanie rekordów z bazy jest bardzo proste. Służy do tego polecenie DELETE, którego składnia jest następująca: DELETE [L0W_PRI0RITY] [QUICK] [IGNORE] FROM t a b e l a [WHERE warunek] [ORDER BY k o l u m n y j o r t o w a n i a] [LIMIT ilosc] Wystarczy jedynie wpisać: delete from



tabela-.



a z tabeli zostaną usunięte wszystkie wiersze. Zazwyczaj poprzestaje się na usunięciu tylko części wierszy, które określa się w klauzuli WHERE. Operacja taka może być konieczna, na przykład gdy nakład którejś z książek został już wyczerpany albo w trakcie robienia „porządków" w bazie okaże się, że jeden z klientów już od dawna nie złożył żadnego zamówienia: delete from klienci where klientid=5: Klauzula LIMIT jest stosowana do określenia maksymalnej liczby wierszy, które mogą być usunięte. Klauzula ORDER BY jest zwykle używana w połączeniu z klauzulą LIMIT. Klauzule L0W_PRI0RITY i IGNORE działają tak jak w innych przypadkach. Klauzula QUICK może przyspieszyć działanie tabel MylSAM.



Usuwanie tabel Czasami trzeba usunąć całe tabele. Operację tę wykonuje się za pomocą polecenia DROP TABLE. Jego składnia jest bardzo prosta:



 258



Część II • Stosowanie MySGJL DROP TABLE t a b e l a :



Polecenie to spowoduje usunięcie wszystkich wierszy z tabeli, a także samej tabeli, należy więc wykonywać je z rozwagą.



Usuwanie całych baz danych Można posunąć się jeszcze dalej i usunąć całą bazę danych za pomocą polecenia DROP DATABASE o następującej składni: DROP DATABASE



baza:



Spowoduje ono usunięcie wszystkich wierszy, tabel i indeksów oraz samej bazy danych, nie trzeba więc chyba przypominać o zachowaniu ostrożności przy jego używaniu.



Propozycje dalszych lektur W tym rozdziale przedstawiliśmy język SQL stosowany do komunikowania się z serwerem MySQL. W następnych dwóch rozdziałach znajduje się opis metod łączenia PHP i MySQL w celu udostępniania baz danych w internecie. Zaprezentowane zostaną bardziej zaawansowane aspekty pracy z MySQL. W celu pogłębienia wiedzy na temat SQL można zajrzeć do opisu standardu ANSI SQL dostępnego pod adresem http://www.ansi.org. Więcej informacji na temat rozszerzeń standardu ANSI SQL oferowanych przez MySQL znajduje się w elektronicznym podręczniku, dostępnym pod adresem http://www.mysql.com.



W następnym rozdziale W następnym rozdziale przedstawimy metody udostępniania bazy danych księgarni „Książkorama" w internecie.



 Rozdział 11.



Łączenie się z bazq MySQL za pomocą PHP W poprzednich rozdziałach tej książki wykorzystanie PHP ograniczało się do przechowywania i zapisywania danych do plików jednorodnych. W rozdziale 2. zasygnalizowaliśmy, że zadania te wykonywane są znacznie efektywniej przez systemy relacyjnych baz danych, które ponadto charakteryzują się nieporównanie większą stabilnością pracy, tak ważną szczególnie w przypadku tworzenia aplikacji internetowych. Obecnie, po utworzeniu bazy danych za pomocą MySQL, możemy przystąpić do ustanowienia połączenia między bazą a stroną WWW. W tym rozdziale wyjaśnimy, w jaki sposób za pomocą PHP można udostępnić bazę danych księgarni „Książkorama" na stronie WWW. Pokażemy metody odczytu danych z bazy i sposób ich zapisu do bazy oraz powiemy, jak ustrzec się przed błędami mogącymi wystąpić w przypadku wpisania nieprawidłowych danych. W tym rozdziale zostaną poruszone następujące zagadnienia: • jak działa internetowa baza danych, • etapy wysyłania zapytań do bazy danych z poziomu strony WWW, • ustanawianie połączenia z bazą, •



uzyskiwanie informacji o dostępnych bazach danych,



• wybieranie właściwej bazy danych, • wysyłanie zapytań do bazy, • odczytywanie rezultatów zapytań, • rozłączanie się z bazą, • wstawianie nowych danych do bazy, •



używanie instrukcji przygotowywanych,



• używanie innych bazodanowych interfejsów PHP, •



stosowanie ogólnego interfejsu bazodanowego PEAR MDB2.



Jak działa internetowa baza danych? W rozdziale 8. został przedstawiony schemat działania internetowej bazy danych. Przypomnijmy kolejne etapy, w jakich realizowana jest transakcja bazodanowa:



 260



Część II • Stosowanie MySGJL



1. Przeglądarka internetowa użytkownika wysyia żądanie udostępnienia konkretnej strony WWW. Wykorzystując odpowiedni formularz HTML, może ona na przykład zażądać wyświetlenia wszystkich książek autorstwa Michaela Morgana, oferowanych w „Książkoramie". Strona z wynikami będzie nosić nazwę rezultaty.php. 2. Serwer WWW przyjmuje żądanie wyświetlenia strony rezultaty.php, odnajduje właściwy plik i przekazuje go do interpretera PHP. 3. Interpreter PHP rozpoczyna przetwarzanie skryptu. Wewnątrz skryptu zawarte jest polecenie połączenia się z bazą danych i wykonania zapytania (wyszukania określonych pozycji książkowych). Następuje otwarcie połączenia z serwerem MySQL i przesłanie zapytania. 4. Serwer MySQL przyjmuje zapytanie i przetwarza je, po czym rezultat — listę książek — odsyła do interpretera PHP. 5. Interpreter kończy wykonywanie skryptu, który zazwyczaj formatuje otrzymane wyniki zgodnie ze standardami HTML-a, po czym przesyła wynikowy kod HTML do serwera WWW. 6. Serwer WWW przesyła kod HTML do przeglądarki, która wyświetla listę książek spełniających kryteria zadane przez użytkownika. W poprzednim rozdziale utworzyliśmy bazę danych, możemy więc rozpocząć pisanie skryptów PHP realizujących kolejne kroki z powyższej listy. Zaczniemy od zaprojektowania formularza HTML do wyszukiwania informacji. Odpowiedni kod przedstawiony jest na listingu 11.1. Listing 11.1. szukaj.html — formularz wyszukiwania informacji w bazie księgarni „Książkorama"      Wyszukiwanie książek w księgarni "Książkorama" 
 Wybierz metodę wyszukiwani a :
  Autor Tytuł ISBN  
 Wprowadź poszukiwane wyrażenie:
  
  
  



A zatem jest to prosty kod HTML. W przeglądarce formularz wyszukiwania będzie wyglądał jak ten z rysunku 11.1. Po naciśnięciu przycisku „Szukaj" zostanie wykonany skrypt zapisany w pliku rezultaty.php. Jego pełny tekst jest przedstawiony na listingu 11.2. W dalszej części tego rozdziału zostaną opisane działanie i efekty wykonania skryptu.



 Rozdział 11. • Łączenie się z bazą MySQL za pomocą PHP



Rysunek 11.1. Formularz wyszukiwania jest dosyć ogólnikowy, można więc szukać książek na podstawie ich tytułu, autora lub numeru ISBN



f . ' W y u u l u « « n K Im+Mfc w k-uęyjirw Kst^zfeorama , PtiK



w Edyfja



Ulubione



0



261



Windo w* Internet U t p ł o m



localhost Widok



UluBione



Narięctzsa



Pomoc



; | w j wyszukiwane ksiazik w księgami 'Ksiazkorama'



Wyszukiwanie książek w księgarni " Książkorama" W y b i e r z m e t o d ę wyszukiwania; l^prj" - 1 W p r o w a d ź poszukiwane wyrażenie:



j,Szukaj,]



Gotowe



Listing 11.2. rezultaty.php



— skrypt odczytujący



lokalny intranet



i wyświetlający



wyniki wyszukiwania



.'a -



i 00%



-



danych w bazie



     "Książkorama"-Rezultaty wyszukiwania  


} if (!get_magic_quotes_gpc()) { $metoda_szukania = addslashes(Smetoda_szukania): Swyrazenie - addslashes(Swyrazenie): } @ Sdb = new mysqli('localhost'. 'ksiazkorama'. 'ksiazkoramal23'. 'książki'): if (mysqli_connect_errno()) { echo 'Błąd: Połączenie z bazą danych nie powiodło się. Spróbuj jeszcze raz później.': exit: } Szapytanie - "select * from książki where ".Smetoda_szukania." like X.Swyrazenie.'T"; Swynik - Sdb->query(Szapytanie): $ile_znalezionych = Swymk->num_rows: echo "
Ilość znalezionych pozycji: ".Sile_znalezionych."
": for ($i=0; Si <$ile_znalezionych: Si++) { Swiersz = Swynik->fetch_assoc(): echo "
".(Si+l).". Tytuł: ":



 262



Część II • Stosowanie MySGJL



echo echo echo echo echo echo echo echo



stripslashes($wiersz['tytuł']); "
Autor: "; stripslashes($wiersz['autor']): "
ISBN: ": stripslashes($wiersz['isbn']); "
Cena: ": 1 stripslashest $wiersz[ cena']): "
":



$wynik->free() $db->close();



 



Zwróćmy uwagę, że powyższy skrypt umożliwia wpisywanie znaków wieloznacznych MySQL: % i _ (znak podkreślenia). Może to być bardzo użyteczne dla użytkowników. Znaki takie można poprzedzić znakami ucieczki, jeśli mogą one zaszkodzić naszej aplikacji. Strona zawierająca wyniki wyszukiwania jest przedstawiona na rysunku 11.2. Rysunek 11.2. Rezultaty wyszukiwania książek o języku Java są wyświetlane na stronie WWW przez skrypt rezultaty.php



"KsŁiłkołanur-fterułtsty wysmkm


. v Edycja



Ulubione



O



WhwJowm, ifite»n«t f*pkae»



7



Wiaok



Ulubione



T



7



T



~ a *» x



localhost riarrętljia



Pomoc



J m J Ksiaifcorama-Penjltaty w y s n u w a n i a



"Książkorama"- Rezultaty wyszukiwania Ilość znalezionych pozycji: 1 1. T y t u ł : J a r a 2 d l a P r o f e s j o n a l i s t o m Autor: Michael M o r g a n ISBN: 0-672-31697-8 Cena: 34.99



Gotowe



iljp Lokalny Intranet



s-jj -



% IOOS



•



Wykonywanie zapytań do bazy danych z poziomu strony WWW Każdy skrypt, który ma za zadanie łączyć się z internetową bazą danych, powinien wykonywać kolejno następujące czynności: 1. Sprawdzenie poprawności danych wpisanych przez użytkownika. 2. Nawiązanie połączenia z odpowiednią bazą.



 Rozdział 11. • Łączenie się z bazą MySQL za pomocą PHP



263



3. Wysłanie zapytania. 4. Otrzymanie rezultatów. 5. Prezentacja otrzymanych rezultatów użytkownikowi. Skrypt rezultaty.php wykonał kolejno wszystkie czynności z powyższej listy. O m ó w i m y j e w oddzielnych podpunktach.



Sprawdzenie poprawności wpisanych danych Skrypt rozpoczyna działanie od usunięcia wszystkich znaków spacji, które użytkownik mógł przypadkiem wpisać na początku lub końcu poszukiwanego wyrażenia. W tym celu na wartości $_P0ST[ 'wyrażenie' ] w trakcie nadawania skróconej nazwy wywoływana jest funkcja trim(). Swyrazenie=trim(S_POST['wyrażenie']); Kolejny krok polega na sprawdzeniu, czy użytkownik wybrał metodę szukania oraz wpisał wyrażenie, które ma zostać odnalezione. Zauważmy, że czynność ta jest wykonywana dopiero po usunięciu niepotrzebnych znaków spacji z początku i końca wyrażenia. W razie zastosowania odwrotnej kolejności mogłoby dojść do sytuacji, w której podane przez użytkownika wyrażenie nie jest puste, a więc nie nastąpiłoby wytworzenie błędu. Mogłoby ono jednak składać się z samych spacji, które zostałyby potem usunięte przez funkcję trimO. if (!Smetoda_szukania || ISwyrazenie) { echo 'Brak parametrów wyszukiwania. Wróć do poprzedniej strony i spróbuj ponownie.': exit; } Powyższy fragment kodu sprawdza nie tylko zmienną Swyrazenie, ale również zmienną $metoda_ "-•szukania, nawet mimo iż przyjmuje ona wartość z listy rozwijanej. Wydawałoby się więc, że nie ma możliwości pozostawienia tej zmiennej pustej. Należy jednak pamiętać, że może istnieć więcej niż jeden interfejs służący do obsługi omawianej bazy danych. Na przykład księgarnia internetowa Amazon udostępnia swoją bazę wielu różnym serwisom, wykorzystującym własne interfejsy. Najlepszym rozwiązaniem jest więc każdorazowe sprawdzenie danych wejściowych w celu uniknięcia ewentualnych problemów spowodowanych korzystaniem z różnych interfejsów. Kolejnym ważnym etapem weryfikacji poprawności danych wejściowych jest sprawdzenie, czy zawierają one znaki kontrolne. Przypomnijmy, że w rozdziale 4. omówiliśmy funkcje addslashesO, stripslashest) i get_magic_quotes_gpc(). W momencie przesyłania danych pochodzących od użytkownika do bazy danych MySQL należy posłużyć się znakami ucieczki. W rozważanym przykładzie sprawdzana jest wartość funkcji get_magic_quotes_gpc(). Informuje ona, czy znaki cudzysłowów zostaną wstawione automatycznie. Jeśli tak nie będzie, należy użyć funkcji addsl ashes() w celu umieszczenia w danych znaków ucieczki: i f (!get_mag i c_quotes_gpc()) { $metoda_szukania = addslashes(Smetoda_szukania): Swyrazenie - addslashes(Swyrazenie): ) W skrypcie użyto również funkcji stripslashest) w odniesieniu do danych zwróconych przez serwer bazy danych. Jeżeli mechanizm magicznych cudzysłowów jest włączony, wewnątrz danych zwróconych przez bazę danych zostaną umieszczone znaki ukośników, które trzeba będzie usunąć. Funkcja html speci al chars(), również użyta w omawianym skrypcie, służy do zakodowywania znaków mających specjalne znaczenie w języku HTML. Nasze dane przykładowe nie zawierają



 264



Część II • Stosowanie MySGJL



znaków ampersand (&), mniejsze od (<), większe od (>) czy cudzysłowu ("), jednak wiele książek ma w tytule znak &. Wykorzystując wspomnianą funkcję, można uniknąć ewentualnych kłopotów w przyszłości.



Ustanawianie połączenia z bazą danych Biblioteka PHP, która ustanawia połączenia z bazą danych, nosi nazwę mysąli (litera i pochodzi od angielskiego słowa improved, czyli „ulepszona"). Biblioteka ta posiada zarówno interfejs proceduralny, jak i obiektowy. Za nawiązanie połączenia z serwerem MySQL jest odpowiedzialny następujący fragment skryptu: @ $db = new mysąli('localhost', 'ksiazkorama'. 'ksiazkoramal23'. 'książki'); Polecenie to tworzy egzemplarz klasy mysqli i ustanawia połączenie z serwerem 'localhost', wykorzystując użytkownika 'ksiazkorama' i hasło 'ksiazkoramal23'. Połączenie zostało skonfigurowane do pracy z bazą danych książki. Pozostając przy interfejsie obiektowym, możemy teraz wywoływać na utworzonym obiekcie metody w celu uzyskania dostępu do bazy danych. Jeżeli Czytelnik preferuje podejście proceduralne, mysąli również umożliwi skorzystanie z niego. Aby ustanowić połączenie stosując składnię proceduralną, należy napisać: @ $db - mysqli_connect('localhost'. 'ksiazkorama'. 'ksiazkoramal23'. 'książki'); Funkcja ta zwróci zasób, a nie obiekt. Zasób ten będzie reprezentował połączenie z bazą danych, a jeśli używany będzie interfejs proceduralny, zasób ten trzeba będzie przekazywać do wszystkich pozostałych funkcji mysąli. Przypomina to sposób działania funkcji obsługujących pliki, takich jak fopenO. Większość funkcji mysąli posiada zarówno interfejs zorientowany obiektowo, jak i proceduralny. Podstawowa różnica między nimi polega na tym, że nazwy proceduralnych wersji funkcji rozpoczynają się od mysql i_ i trzeba do nich przekazywać uchwyt zasobu, który został zwrócony przez mysql i_connect(). Wyjątkiem od tej reguły są połączenia z bazą danych, które można ustanawiać przy użyciu konstruktora obiektu mysąli. Konieczne jest sprawdzenie, czy połączenie z bazą zostało nawiązane, gdyż od tego zależy poprawne działanie reszty skryptu. Oto właściwy fragment kodu: if (mysqli_connect_errno()) { echo 'Błąd: Połączenie z bazą danych nie powiodło się. Spróbuj jeszcze raz później.': exit: } (Kod ten wygląda identycznie w wersji zorientowanej obiektowo oraz proceduralnej). Funkcja mysql i_connect_errno() zwróci numer błędu, jeżeli taki wystąpi, lub zero, jeśli nawiązanie połączenia zakończy się powodzeniem. Zauważmy, że wiersz kodu mającego na celu ustanowienie połączenia z bazą danych rozpoczyna się od operatora tłumienia błędów Dzięki temu można zgrabnie obsłużyć wszelkie zaistniałe błędy. (Ten sam efekt można by osiągnąć przy użyciu wyjątków, których w tym prostym przykładzie nie użyto). Nie można zapominać, że jednorazowo może istnieć tylko ograniczona liczba połączeń do serwera M y S Q L . Limit liczby połączeń jest wyznaczany przez wartość zmiennej MySQL o nazwie max_connections. Ten parametr oraz odpowiadająca mu zmienna MaxClients serwera Apache okre-



 Rozdział 11. • Łączenie się z bazą MySQL za pomocą PHP



265



ślają granicę, po której przekroczeniu zostaną odrzucone wszystkie żądania otwarcia nowego połączenia. Dzięki temu możliwa jest ochrona zasobów przed nadmiernym obciążeniem czy też ich pełne zablokowanie w razie wystąpienia awarii. Wartość obu parametrów można zmienić, dokonując odpowiednich modyfikacji w plikach konfiguracyjnych. Wartość zmiennej MaxClients serwera Apache jest zapisana w pliku o nazwie httpd.conf, natomiast max_connections — w pliku my.conf.



Wybór właściwej bazy danych Jak wspomnieliśmy w jednym z wcześniejszych rozdziałów, praca z serwerem MySQL z poziomu wiersza poleceń wymaga uprzedniego wskazania bazy danych, która będzie wykorzystywana. Służy do tego polecenie use książki; Tak samo należy postąpić podczas pracy z poziomu strony W W W . Nazwa bazy danych, która ma zostać użyta, jest wskazywana jako parametr konstruktora mysql i lub funkcji mysql i_connect(). Jeśli zajdzie konieczność zmiany domyślnej bazy danych, będzie można wykonać tę operację, wywołując funkcję mysql i sel ect_db(). Można tego dokonać na dwa sposoby: Sdb->select_db(razwa_iazy): lub wpisując: mysql i_select_dbUasobjJb,



nazwa_bazy):



Przy okazji można tu zauważyć zależność między funkcjami, o której wspomniano już wcześniej: wersje proceduralne rozpoczynają się od mysqli_ i wymagają podania dodatkowego parametru w postaci uchwytu bazy danych.



Wysyłanie zapytań do bazy danych Wykonanie zapytania odbywa się za pomocą funkcji mysql_query(). Zanim jednak to nastąpi, należy najpierw określić treść zapytania, które ma zostać zrealizowane. Szapytanie = "select * from książki where ".Smetoda_szukania." like 'I".Swyrazenie.'T": Omawiany skrypt ma spowodować znalezienie odpowiedniego wyrażenia (Swyrazenie) w polu wskazanym przez użytkownika (Smetoda szukania). Wykorzystano do tego celu operator LIKE zamiast operatora równości — nie należy być zbyt restrykcyjnym, wyszukując informacje w bazie danych. ^ Wskazówka



W odróżnieniu od zapytań wpisywanych za pośrednictwem monitora MySQL zapytania wysyłane do serwera ze strony WWW nie muszą być zakończone znakiem średnika.



Można teraz wysłać zapytanie do bazy danych: Swynik = Sdb->query(Szapytanie): Gdybyśmy natomiast chcieli skorzystać z interfejsu proceduralnego, należałoby napisać: Swynik = mysqli_query($db. Szapytanie): Argumentem jest tekst zapytania, które ma zostać wykonane, a w wersji proceduralnej również połączenie z bazą danych (w naszym skrypcie — zmienna Sdb).



 266



Część II • Stosowanie MySGJL



Wersja zorientowana obiektowo zwraca obiekt wyników, wersja proceduralna natomiast zwraca zasób wyników. (W podobny sposób działają funkcje ustanawiające połączenie). W obydwu przypadkach zwrócony wynik przypisuje się zmiennej ($wynik) w celu późniejszego użycia. W przypadku niepowodzenia funkcja zwróci wartość false.



Odczytywanie rezultatów zapytań PHP udostępnia szereg funkcji, które umożliwiają odczytanie ze zbioru wskazanego przez obiekt lub identyfikator danych otrzymanych w rezultacie wykonania zapytania. Identyfikator jest „kluczem" dostępu do wierszy zwróconych w odpowiedzi na zapytanie. W analizowanym skrypcie zliczono zwrócone wiersze oraz użyto funkcji mysql i_fetch_ assoc(). Jeśli używane jest podejście zorientowane obiektowo, liczba zwróconych wierszy jest przechowywana w składowej num_rows obiektu wyników i można j ą odczytać w następujący sposób: $ile_znalezionych = Swynik->num_rows: W podejściu proceduralnym liczbę wierszy otrzymanych w wyniku wykonania zapytania zwróci funkcja mysq1i_num_rows(). Jej argumentem jest identyfikator zbioru wyników, który należy przekazać w następujący sposób: Sile_znalezionych - mysqli_num_rows(Swynik): Znając liczbę otrzymanych wierszy, można wykonywać na nich różnorodne operacje. Wystarczy tylko odpowiednie polecenia zawrzeć w pętli: for($1=0: Sifetch_assoc() (lub mysqli_fetch_ assocO). Jeżeli zbiór wyników jest pusty, wówczas nie zostanie wykonana żadna iteracja. Funkcja ta pobiera jeden wiersz ze zbioru wynikowego i zwraca go w postaci tablicy, w której identyfikatorami pól są nazwy pól wiersza, a wartościami — wartości zawarte w odpowiadającym polu tego wiersza: $wiersz = $wynik->fetch_assoc(): Można również skorzystać z podejścia proceduralnego: Swiersz = mysqli_fetch_assoc(Swynik): Mając daną tablicę $wiersz, możemy wyświetlić wartość wszystkich jej pól, na przykład: echo "
ISBN: "; echo stri psi ashes($wi ersz['i sbn']); Jak wspomniano wcześniej, funkcja stri psi ashes () służy do wyeliminowania znaków ukośnika. Istnieje szereg innych funkcji, przydatnych w celu odczytania wyników wykonania zapytania. Zamiast posługiwać się tablicą, można wykorzystać zwykłą tablicę zawierającą wartości odpowiednich pól wierszy. Tablica taka zwracana jest przez funkcję mysql i_fetch_row(): Swiersz = Swynik->fetch_row(): lub Swiersz = mysqli_fetch_row(Swynik);



 Rozdział 11. • Łączenie się z bazą MySQL za pomocą PHP



267



Wartości atrybutów znajdują się w poszczególnych wartościach tablicy $wiersz[0], $wiersz[l] i tak dalej. (Funkcja mysqli_fetch_array() umożliwia pobieranie wiersza w postaci tablicy obydwu rodzajów). Wiersz można pobrać również w postaci obiektu, używając funkcji mysql i_fetch_object(): $wiersz = $wynik->fetch_object(); lub Swiersz = rnysqli_fetch_object($wynik); Wartości pól wiersza przypisywane są w tym wypadku atrybutom obiektu noszącym takie same nazwy, jak odpowiadające im pola wiersza wynikowego: $wiersz->tytul, $wiersz->autor itd.



Zamykanie połqczenia z bazą danych Zestaw wyników można zwolnić, wywołując instrukcję $wynik->free(): lub mysqli_free_result($wynik): Następnie można wykonać polecenie $db->close(); lub mysqli_close($db): aby zamknąć połączenie z bazą danych. Użycie tej funkcji nie jest jednak konieczne, gdyż połączenie i tak zostanie zamknięte z chwilą zakończenia wykonywania skryptu.



Wsławianie nowych danych do bazy Zapisywanie nowych danych do bazy przebiega podobnie do ich pozyskiwania. Konieczne jest wykonanie tych samych operacji: nawiązanie połączenia, wysłanie zapytania i odczytanie rezultatów. Jednak w tym wypadku zapytanie będzie zawierało słowo kluczowe INSERT, a nie SELECT. Choć operacja ta przebiega podobnie, warto jednak przeanalizować przykład. Na rysunku 11.3 zaprezentowano formularz HTML, który służy do zapisywania informacji o nowych książkach. Listing 11.3 zawiera kod HTML tej strony. Listing 11.3. nowa_ksiazka.html — formularz HTML do zapisywania informacji o nowych książkach      "Książkorama" - Wstawianie nowej książki 
 


 268


Część II • Stosowanie MySGJL


Rysunek 11.3. Taki formularz mógłby służyć personelowi księgarni „Książkorama" do zapisywania informacji o nowych książkach


ę


Ku«/koi«m4'


1 C ^ 'łf*^ Pl-k


w


C3


Edyr;a


•jg Ulubione


M t t M t m t a nowej ksuzkt


MatfMM Internet fjqrtoie» -


localhost Widok


Ulubione


| w j Kstokotama


Narredzta


i 6


x


1


Pomoc


Wstawianie nowej fcsfclki


"Książkorama" - Wstawianie nowej książki ISBN Autor Tytuł Cena P L N i Zapisz |


Gotowe


j® Lokalny intranet


-


^100%


»

ISBNAutor 





























 
 
 
Tytuł
  
Cena PLN
 
 
  



I n f o r m a c j e w p i s a n e d o f o r m u l a r z a z o s t a n ą p r z e k a z a n e d o s k r y p t u z pliku wstaw ksiazke.php, którego z a d a n i e m b ę d z i e s p r a w d z e n i e p o p r a w n o ś c i d a n y c h i zapisanie ich do bazy. K o d źródłowy j e s t p r z e d s t a w i o n y n a listingu 11.4. Listing 11.4. wstaw_ksiazke.php



— skrypt zapisujący



informacje



o nowej książce do bazy danych



     "Książkorama" - rezultat wstawiania nowej książki  " ."Wróć do poprzedniej strony i spróbuj ponownie.": exit: }



 Rozdział 11. • Łączenie się z bazą MySQL za pomocą PHP



269



if (!get_magic_quotes_gpc()) { Sisbn = addslashes(Sisbn): Sautor - addslashes(Sautor); Stytul = addslashestStytul); Scena = doubleval(Scena):



1 @ $db = new mysqli('localhost'. 'ksiazkorama', 'ksiazkoramal23', 'książki'): if (mysqli_connect_errno()) { echo "Błąd: : Połączenie z bazą danych nie powiodło się. Spróbuj jeszcze raz później."; exit:



} Szapytanie = "insert into książki values ('".Sisbn."', '".Sautor."'. '".Stytul."', •-•'".Scena.'")": Swynik = Sdb->query(Szapytanie): if (Swynik) { echo Sdb->affected_rows." książka zapisana do bazy.": } else { } echo "Wystąpił błąd. Książka nie została dodana do bazy.": $db->close(): ?>



 



Rysunek 11.4 przedstawia stronę informującą o zapisaniu danych do bazy. Rysunek 11.4. W razie poprawnego wykonania skryptu informacja o zapisaniu nowej książki zostanie wyświetlona na stronie



www



. << •+



GD



;



localhost



- & *t , X



•



M*i Edyga Wisłofe Łlłuston* Waraęrtzia Pomoc UitfWone Q KsI^Jk&ratna' - rerultat wstawianiaftowtjstsiąski



'Książkorama" - rezultat wstawiania nowej książki 1 książka zapisana do bazy.



:



Lokalny intranet



' | ślUfflJfc



"



Nietrudno zauważyć, że większa część skryptu wstaw Jcsiazke.php wygląda podobnie do skryptu realizującego wyszukiwanie informacji w bazie. Najpierw sprawdzamy, czy wszystkie pola formularza zostały wypełnione. Następnie, w razie konieczności, dokonywane jest odpowiednie



 270



Część II • Stosowanie MySGJL



formatowanie podanych wartości za pomocą funkcji addsl ashes (), dzięki czemu dane są przygotowane do wstawienia do bazy. if (!get_magic_quotes_gpc()) { Sisbn - addslashes(Sisbn); Sautor = addslashes(Sautor); Stytul = addslashes(Stytul); $cena = doubleva1(Scena); } Cena nowej książki będzie daną typu float, a więc nie można dodawać jakichkolwiek znaków ukośnika. Wszelkie nieprawidłowe znaki zostaną wyeliminowane przez funkcję doubl eval (), o której wspomniano już w rozdziale 1. Funkcja ta usunie również wszelkie symbole waluty, które użytkownik mógł nieopatrznie wpisać w formularzu. Również i tym razem połączenie z bazą danych zostało nawiązane przez utworzenie egzemplarza klasy mysql i, po którym złożono treść odpowiedniego zapytania wysyłanego do bazy danych. W tym jednak przypadku zapytanie to zawiera polecenie INSERT języka SQL: Szapytanie = "insert into książki values ('".Sisbn."'. '".Sautor."', '".Stytul."'. '".Scena."')"; Swynik = $db->query($zapytanie); Zapytanie to jest wykonywane na bazie danych w standardowy sposób, to jest przez wywołanie funkcji $db->query() (lub mysqli_query(), jeśli używany jest interfejs proceduralny). Jedyną istotną różnicą między zapytaniem SELECT i INSERT jest użycie funkcji mysql i_affected_ ^-rows(). W wersji proceduralnej jest to funkcja, natomiast w wersji zorientowanej obiektowo stanowi ona zmienną składową klasy: echo $db->affected_rows." książka zapisana do bazy."; W poprzednim skrypcie została wywołana funkcja mysql_num_rows() w celu sprawdzenia, ile wierszy otrzymano w wyniku wykonania zapytania SELECT. Jeśli wykonujemy zapytania typu INSERT, DELETE i UPDATE, a więc dokonujące modyfikacji w bazie danych, należy zamiast niej używać mysqli_affected_rows(). W tym i poprzednich podrozdziałach zaprezentowaliśmy metody korzystania z bazy danych MySQL za pomocą skryptów PHP.



Używanie instrukcji przygotowywanych Biblioteka mysąli obsługuje instrukcje przygotowywane. Są one doskonałym narzędziem skracania czasu pracy w sytuacji, gdy wykonywana jest znaczna liczba zapytań z różnymi zestawami danych. Instrukcje te chronią także przed punktowymi atakami SQL. Idea instrukcji składowanej polega na tym, że do serwera MySQL wysyłany jest szablon zapytania, które będzie wykonywane, a następnie oddzielnie wysyła się dane. Do jednej instrukcji przygotowywanej można wysyłać wiele zestawów takich samych danych, co okazuje się szczególnie użyteczne w przypadku masowego wstawiania danych. Instrukcje przygotowywane moglibyśmy wykorzystać w skrypcie wstawJcsiazke.php jący sposób: Szapytanie = "insert into książki values (?. ?. ?. ?)"; Sinstrukcja = $db->prepare($zapytanie); Sinstrukcja->bind_param("sssd". Sisbn. Sautor. Stytul. Scena);



w następu-



 Rozdział 11. • Łączenie się z bazą MySQL za pomocą PHP



271



Sinstrukcja->execute(): echo Sinstrukcja->affected_rows.' książka zapisana do bazy.': Sinstrukcja->closeO: Przeanalizujmy ten kod wiersz po wierszu. Gdy składane jest zapytanie, zamiast wstawiania zmiennych, jak miało to miejsce dotychczas, w miejsce każdego elementu danych wpisywany jest znak zapytania. Wokół znaków zapytania nie powinno się umieszczać żadnych cudzysłowów ani innych separatorów. W drugim wierszu następuje wywołanie $db->prepare(), które w wersji proceduralnej ma postać mysql i_stmt_prepare(). Wiersz ten tworzy obiekt instrukcji lub zasobu, który następnie zostanie użyty w trakcie rzeczywistego przetwarzania. Obiekt instrukcji posiada metodę o nazwie bind_param() (w wersji proceduralnej jest to funkcja mysql i_stmt_bind_param()). Zadaniem bind_param() jest wskazanie PHP zmiennych, które powinny zastąpić znaki zapytania. Pierwszy parametr jest ciągiem formatującym, podobnym do ciągu formatującego używanego w funkcji pri ntf (). Wartość przekazywana w naszym przykładzie ("sssd") oznacza, że cztery kolejne parametry są odpowiednio ciągiem znaków, ciągiem znaków, ciągiem znaków i liczbą typu double. Innymi dostępnymi znakami są i, oznaczające liczbę całkowitą i nteger, oraz b, wskazujące typ blob. Po tym parametrze należy wymienić zmienne w liczbie równej liczbie znaków zapytania umieszczonych w instrukcji. W takiej właśnie kolejności znaki zapytania ulegną zamianie. Wywołanie $instrukcja->execute() (w wersji proceduralnej mysqli_stmt_execute()) uruchamia wykonanie zapytania. W jego następstwie można odczytać liczbę wierszy wynikowych oraz zamknąć instrukcję. Na czym zatem polega przydatność instrukcji przygotowywanych? Ciekawym rozwiązaniem jest to, że można zmienić wartości czterech zmiennych dowiązanych i na nowo wykonać instrukcję bez konieczności jej ponownego przygotowywania. Mechanizm taki jest przydatny w trakcie wykonywania w pętli masowych operacji wstawiania danych. Tak samo jak parametry, wiązać można również wyniki. Względem zapytań typu SELECT można wywoływać polecenie $instrukcja->bind_result() (lub mysqli_stmt_bind_result()) w celu pobrania listy zmiennych, którymi powinny zostać wypełnione kolumny wynikowe. Za każdym razem, gdy wywoływana będzie funkcja $instrukcja->fetch() (lub mysqli_stmt_fetch()), wartości kolumn z każdego wiersza zestawu wyników wypełnią dowiązane zmienne. Na przykład w skrypcie wyszukującym książki, który przedstawiliśmy wcześniej, można by wywołać polecenie Sinstrukcja->bind_result(Sisbn. Sautor. Stytul. Scena): w celu dowiązania tych czterech zmiennych do czterech kolumn, które zostaną zwrócone przez zapytanie. Po wykonaniu instrukcji Sinstrukcja->execute(): można w pętli wywoływać polecenie Sinstrukcja->fetch(); Wówczas w wyniku każdego takiego wywołania pobierany jest kolejny wiersz wynikowy i następuje jego wczytanie do czterech zmiennych dowiązanych. W tym samym skrypcie można również użyć funkcji mysql i_stmt_bind_param() oraz mysql i_stmt_ ^*bind_result().



 272



Część II • Stosowanie MySGJL



Używanie innych interfejsów bazodanowych PHP PHP zawiera biblioteki obsługujące połączenia z wieloma różnymi systemami baz danych, m.in. Oracle, Microsoft SQL Server, mSQL, PostgreSQL. Generalne zasady łączenia się z bazami danych i wykonywania zapytań pozostają niezmienione. Różnice mogą wystąpić np. w nazwach poszczególnych funkcji, inne mogą też być możliwości poszczególnych systemów. Jeżeli jednak praca z MySQL nie sprawia Czytelnikowi kłopotów, to korzystanie z innych baz również nie powinno przysparzać żadnych problemów. Jeżeli zaistnieje potrzeba wykorzystania bazy danych, która nie jest obsługiwana przez żadną z bibliotek PHP, można skorzystać z ODBC (Open Database Connectivity), będącego standardowym interfejsem dostępu do baz danych. Udostępnia on tylko podstawowe metody dostępu do baz danych, z oczywistych zresztą powodów. Jeśli bowiem interfejs ma być zgodny ze wszystkimi typami baz, to nie ma możliwości, by udostępniał funkcje charakterystyczne tylko dla jednego czy kilku systemów zarządzania nimi. Oprócz bibliotek obsługujących poszczególne rodzaje baz danych PHP udostępnia również klasy abstrakcyjne, takie jak PEAR::MDB2, umożliwiające wywoływanie funkcji noszących te same nazwy, niezależnie od rodzaju wykorzystywanego systemu bazodanowego.



Stosowanie ogólnego interfejsu bazodanowego: PEAR MDB2 Przeanalizujemy krótki przykład wykorzystujący abstrakcyjną warstwę PEAR MDB2. Jest to jeden z najczęściej używanych komponentów PEAR. Instrukcja instalacji klasy abstrakcyjnej MDB2 znajduje się w punkcie „Instalowanie PEAR" w dodatku A. Dla porównania spójrzmy, w jaki sposób napisalibyśmy skrypt wykonujący przeszukiwanie, wykorzystując MDB2. Listing 11.5. rezultaty_ogolnie.php — pobiera wyniki wyszukiwania w bazie MySQL i formatuje je w celu ich wyświetlenia      "Ksi ążkorama"-Rezultaty wyszuk i wani a 


} if (!get_magic_quotes_gpc()) { Smetoda_szukania = addslashes(Smetoda_szukania): Swyrazenie = addslashes(Swyrazenie):



} // określenie ustawień dla PEAR MDB2 requi re_once CMDB2.php'); Suzytkownik = 'ksiazkorama':



 Rozdział 11. • Łączenie się z bazą MySQL za pomocą PHP



273



Shaslo = 'ksiazkoramal23': Skomputer = 'localhost': Snazwa_bazy = 'książki'; // ustawienie uniwersalnego łańcucha połączenia lub DSN $dsn = "mysq1i://".Suzytkowni k.":".Shaslo..Skomputer."/".$nazwa_bazy; // połączenie z bazą danych $db = &MDB2::connect($dsn): // sprawdzenie, dzy połączenie zostało ustanowione if (MDB2::isErrorC$db)) { echo $db->getMessage(); exit; } // wykonanie zapytania Szapytanie = "select * from książki where ",$metoda_szukania." like T'.Swy rażeni e.'T": Swynik = $db->query(Szapytanie); // sprawdzenie, czy wynik jest OK if (MDB2::isError(Swynik)) { echo Sdb->getMessage(): exit; } // pobranie liczby zwróconych wierszy Sile_znalezionych = Swynik->numRows(): // wyświetlenie każdego zwróconego wiersza for (Si=0: Si tetchRow(MUB2_FETCHM0DE_ASS0C); echo "
".($i+l).". Tytuł: "; echo htmlspeci al cha rs(stri psiashes(Swi ersz['tytuł'])); echo "
Autor: ": echo stripslashesCSwierszf'autor']); echo "
ISBN: ": echo strips1ashes(Swiersz['isbn']): echo "
Cena: "; echo stri ps1ashes(Swi ersz['cena']); echo "
": } // rozłączenie się z bazą danych Sdb->disconnect(): ?>  



S p r a w d ź m y , c o uległo z m i a n i e w p o r ó w n a n i u z p o p r z e d n i m s k r y p t e m . Ustanowienie połączenia z bazą danych w y k o n y w a n e jest w poniższym wierszu: Sdb = MDB2::connecttSdsn): Funkcja ta akceptuje uniwersalny łańcuch połączenia z a w i e r a j ą c y wszystkie p a r a m e t r y n i e z b ę d n e do nawiązania połączenia z b a z ą d a n y c h . M o ż n a się o t y m p r z e k o n a ć , analizując f o r m a t ł a ń c u c h a połączenia: Sdsn = "mysqli://".Suzytkowni k.":".Shasl o..Skomputer."/".Snazwa_bazy;



 274



Część II • Stosowanie MySGJL



W dalszej kolejności sprawdzamy, czy próba nawiązania połączenia zakończyła się niepowodzeniem, wykorzystując do tego funkcję isErrorO. Jeśli tak się stało, wyświetlona zostanie informacja o błędzie i wykonanie skryptu zostanie zakończone: if CMDB2::isError($db)) { echo $db->getl"lessage(): exit:



} Zakładając, że wszystko poszło dobrze, ustawiamy zapytanie i wykonujemy j e w następujący sposób: $wynik = $db->query($zapytanie):



Można sprawdzić liczbę zwróconych wierszy: $ile_znalezionych = $wynik->numRows():



Poszczególne wiersze pobierane są następująco: Iwiersz = Jwyni k->fetchRow(MDB2_FETCHM0DE_ASS0C):



Ogólna metoda fetchRowO może zwracać wiersze w wielu różnych formatach — parametr MDB2 FETCHM0DE ASS0C wskazuje, że wiersze m a j ą być zwracane w formie tablicy asocjacyjnej. Po wyświetleniu zwróconych wierszy kończymy skrypt, zamykając połączenie z bazą danych: $db->disconnect():



Jak widać, powyższy ogólny przykład jest bardzo podobny do naszego pierwszego skryptu. Zalety stosowania M D B 2 polegają na tym, że wystarczy znać tylko jeden zestaw funkcji baz danych, a napisany kod będzie wymagał co najwyżej niewielkich zmian w sytuacji, gdybyśmy zdecydowali się na zmianę oprogramowania bazodanowego. Ponieważ ta książka traktuje o MySQL, będziemy stosować biblioteki przeznaczone dla MySQL w celu uzyskania nieco większej szybkości i elastyczności. W swoich projektach możesz jednak wykorzystywać pakiet MDB2, ponieważ w wielu sytuacjach stosowanie warstwy abstrakcyjnej może okazać się wyjątkowo pomocne.



Propozycje dalszych lektur Więcej informacji na temat współpracy skryptów PHP z serwerem baz danych MySQL znajduje się w odpowiednich rozdziałach podręczników elektronicznych poświęconych PHP i MySQL. Szczegółowe informacje na temat interfejsu ODBC są dostępne pod adresem internetowym http:// www. webopedia. com/TERM/O/ODBC. html.



W następnym rozdziale W następnym rozdziale przedstawimy szczegółowe informacje na temat administrowania serwerem MySQL. Omówimy w nim również zagadnienia dotyczące optymalizacji pracy baz danych.



 Rozdział 12.



Administrowanie MySQL dla zaawansowanych W tym rozdziale przedstawimy bardziej zaawansowane aspekty pracy z MySQL, w tym zaawansowany system przywilejów, bezpieczeństwo i optymalizację pracy serwera. W tym rozdziale zostaną poruszone następujące zagadnienia: •



szczegóły systemu przywilejów,



•



ochrona baz danych MySQL,



•



uzyskiwanie szczegółowych informacji o dostępnych bazach danych,



•



przyspieszanie pracy systemu za pomocą indeksów,



•



optymalizacja bazy danych,



•



kopie zapasowe i przywracanie bazy danych,



•



implementowanie replikacji.



Szczegóły systemu przywilejów W rozdziale 9. zostały omówione metody rejestrowania nowych użytkowników i nadawania im przywilejów. Wykorzystywano w tym celu polecenie GRANT. Chcąc administrować systemem MySQL, warto zrozumieć, jak ono działa i jakie są efekty jego wykonania. Wykonanie polecenia GRANT powoduje zmiany w tabelach systemowej bazy danych o nazwie mysql. Informacje na temat przywilejów są przechowywane w pięciu tabelach tej bazy. Z tego powodu nadając przywileje na poziomie bazy danych, należy zachować ostrożność z udostępnianiem bazy mysql. Aby przejrzeć zawartość systemowej bazy danych mysql, należy zalogować się jako administrator i wpisać polecenie: use mysql:



Następnie można sprawdzić, jakie tabele zawiera wybrana baza. W tym celu należy wpisać: show t a b l e s :



 276



Część II • Stosowanie MySGJL



W efekcie otrzymać powinniśmy następującą tabelę: | Tables_in_mysql columns_priv db event func generalj og help_category help_keyword help_relation help_topic host ndb_binlog_irdex pługin proc procs_priv servers slow_log tables_priv time_zone t i me_zone_leap_secord time_zone_name time_zone_transitior ti me_zone_t rans i t i on_type user



Wszystkie powyższe tabele przechowują informacje systemowe. Pięć z nich — user, host, db, tables_priv, col umns pri v oraz procs_priv — przechowuje dane na temat przydzielonych przywilejów. Każda z nich spełnia odrębną funkcję, jednak ich najważniejszym zadaniem jest określenie, jakie operacje dany użytkownik może wykonywać, a do jakich nie jest uprawniony. Wszystkie tabele zawierają pola dwóch typów: pola zakresu identyfikują użytkownika, komputer i jakąś część bazy danych, której dotyczą przywileje, natomiast pola przywilejów określają, jakie działania może wykonać dany użytkownik na wskazanym obiekcie bazy danych. Tabele o nazwie user i host zawierają dane o użytkownikach, którzy są uprawnieni do logowania się do serwera MySQL, i wskazują, czy użytkownik ten posiada przywileje administratora. Dane z tabel db i host określają, które bazy danych mogą być temu użytkownikowi udostępniane. W tabeli tabl es pri v zapisane są nazwy tabel, które mogą być wykorzystywane w ramach dostępnych użytkownikowi baz danych. Tabela columns_priv zawiera nazwy tych kolumn, do których użytkownik ma dostęp, zaś w tabeli procs_priv znajdują się nazwy procedur, które można wykonywać.



Tabela user W tabeli tej zawarte są szczegółowe dane o przywilejach o zasięgu globalnym. Określają one, czy użytkownik w ogóle może zalogować się do serwera MySQL, a jeśli tak, to czy posiada on jakiekolwiek przywileje globalne, tzn. odnoszące się do wszystkich baz danych w systemie. Struktura tej tabeli zostanie pokazana po wykonaniu polecenia: describe user; Schemat tabeli user przedstawiono w tabeli 12.1.



 Rozdział 12. • Administrowanie MySQL dla zaawansowanych



Tabela 12.1. Schemat tabeli user systemowej bazy danych mysql Pole



Typ



Host



char(60)



User



char(16)



Password



char(16)



Select_priv



enum( N"



Insert_priv



enumC N'



Update_priv



enum( N'



Delete_priv



enumt N'



Create_priv



enum( N'



Drop priv



enumt N'



Reload_priv



enum( N



Shutdown pri v



enumt N'



Process_priv



enumt N'



File priv



enumt N'



•Y')



Grant_priv



enumt N'



•Y')



Refererces priv



enumt N'



•Y")



Index_priv



enumt N'



•Y")



Alter_priv



enum( N'



•Y")



Show_db_priv



enumC N'



•Y-)



Super_priv



enun( N'



•Y')



Create_tmp_table_pri v



enumC N'



'Y')



1



1



1



1



V) Y')



'V) 1



1



Y )



•Y') 1



Y')



" Y" > •V) 1



Y*)



1



Lock_tables_priv



enum( N



Execute_pri v



erum( N'



Repl_slave_priv



enurnt N'



Repl_client_priv



enumt N'



Create_view_priv



erum( N'



Show_view_priv



enumC N'



•Y' >



Create_routine_priv



enumC N'



'Y )



Alter_routine_priv



enumt N'



•Y-)



Create_user_priv



enum( N'



' Y •)



Event_priv



enumt N'



'Y )



Trigger_priv



enumt N'



.y.j



ssl_type



enumt



ssl_cipher



blob



x509_issuer



blob



x509_subject



blob



"Y ) 'Y') 1



1



Y )



•Y') -



Y')



1



1



'ANY'



277



 278



Część II • Stosowanie MySGJL



Tabela 12.1. Schemat tabeli user systemowej bazy danych mysql — ciąg dalszy Pole



Typ



max_questions



i n t ( l l ) usigned



max_updates



i n t ( l l ) usigned



max_connections



i n t ( l l ) usigned



Każdy wiersz tej tabeli odnosi się do zbioru przywilejów nadanych użytkownikowi User łączącemu się z komputera Host i logującemu się za pomocą hasła Password. Te trzy pola to tak zwane pola zakresu tabeli, gdyż określają one zakres pozostałych pól, nazywanych polami przywilejów. Przywileje wyszczególnione w powyższej tabeli (oraz te przedstawione w dalszych podrozdziałach) odnoszą się do przywilejów nadawanych poleceniem GRANT, opisanym w rozdziale 8. Na przykład wartość pola Select_priv określa, czy użytkownik może wywoływać polecenie SELECT. Jeżeli użytkownikowi nadano konkretny przywilej, wówczas wartością odpowiadającego mu pola będzie Y. Jeśli natomiast nie posiada on danego przywileju, to wartością odpowiedniego pola jest N. Wszystkie przywileje zawarte w tabeli user mają charakter globalny, a więc odnoszą się do wszystkich baz danych w systemie (z bazą mysql włącznie). W przypadku administratorów niektóre (lub wszystkie) pola tej tabeli przyjmą więc wartość Y. Jednak dla większości użytkowników wszystkie pola powinny mieć wartość N, gdyż zwykłym użytkownikom należy nadawać przywileje odnoszące się tylko do wyznaczonych im baz danych, a nie do wszystkich tabel w systemie.



Tabele db i host Dane na temat większości przywilejów nadanych zwykłym użytkownikom są przechowywane w tabelach db i host. Tabela db wyznacza, którzy użytkownicy i z jakich komputerów mają dostęp do określonych baz danych. Przywileje z tej tabeli odnoszą się do bazy danych o nazwie wyszczególnionej w tym samym wierszu. Uzupełnieniem tej tabeli jest tabela host. Jeśli użytkownik ma prawo dostępu do wskazanej bazy danych z różnych komputerów, to pole Host tabeli db pozostanie puste. Zamiast tego w tabeli host zostaną zapisane przywileje odnoszące się do każdej kombinacji użytkownik-komputer. Schematy obu tabel są przedstawione w tabelach 12.2 i 12.3.



Tabele tables_priv, columns_priv i procs_priv Tabele tables_priv, columns_priv i procs_priv przechowują odpowiednio dane o przywilejach nadanych na wskazane tabele, dane o przywilejach nadanych na wskazane kolumny oraz dane 0 przywilejach nadanych na wskazane procedury. Struktura tabel jest nieco inna niż w przypadku user, db i host. Schematy tabel tables_priv, columns_priv i procs_priv są przedstawione odpowiednio w tabelach 12.4, 12.5 i 12.6. W polu Grantor tabel tables_priv oraz procs_priv przechowywany jest identyfikator użytkownika, który przyporządkował określone przywileje, natomiast w polu Timestamp jest zapisywana data 1 godzina ich nadania.



 Rozdział 12. • Administrowanie MySQL dla zaawansowanych



279



Tabela 12.2. Schemat tabeli db systemowej bazy danych mysql Pole



Typ



Host



char(60)



Db



char(64)



User



char(16)



Select_priv



enum( N'



Insert_priv



enumt N' . • V )



Update_priv



enumt N' . •Y')



Delete_priv



enumt If . •Y')



Create_priv



enumt N'. 'Y')



Drop priv



enumt N'. •Y")



Grant_priv



enumt N' . •Y*)



References_priv



enumt N' . •Y')



Index_pri v



enumt N' . ' Y' >



Al ter_priv



enumt N". 'Y')



1



Y')



Create_tmp_tables_pri v enumt N'. 'Y') Lock_tables_priv



enumt N". ' Y' >



Create_view_priv



enumt N'. 'Y')



Show view priv



enumt N'. ' Y )



Create routine priv



enumt N' . •Y')



Alter_routine_priv



enumt N' . " Y')



Execute_priv



enumt N'. 'Y')



Event_priv



enumt N \ •Y')



Trigger_priv



enumt N'



1



' Y')



Kontrola dostępu: w jaki sposób MySQL używa tabel przywilejów MySQL korzysta z tabel przywilejów w celu sprawdzenia, jakie operacje może wykonywać dany użytkownik. Proces ten przebiega w dwóch etapach. 1. Weryfikacja połączenia. Korzystając z danych zapisanych w tabeli user, MySQL sprawdza, czy dany użytkownik w ogóle może uzyskać dostęp do serwera baz danych. Użytkownik rozpoznawany jest na podstawie identyfikatora, hasła oraz nazwy komputera, z którego wychodzi żądanie połączenia. Jeżeli w tabeli user identyfikator użytkownika nie zostanie określony, wówczas będzie on interpretowany jako dowolny. Nazwę komputera można zapisać z użyciem symbolu wieloznacznego % — może on oznaczać dowolną nazwę komputera lub tylko część tej nazwy (np. %. tangl edweb. com. au będzie interpretowane jako dowolny komputer, którego nazwa kończy się ciągiem .tangl edweb. com. au). Jeżeli w polu Password nie zostanie zapisana żadna wartość, to przy logowaniu serwer MySQL nie będzie wymagał podania hasła dostępu. Oczywiście o wiele bezpieczniej jest unikać pustych identyfikatorów użytkownika, nazw komputera z symbolem wieloznacznym czy też pustych haseł dostępu. Jeśli nazwa komputera będzie pustym ciągiem, MySQL odwoła się do tabeli host i wyszuka w niej odpowiadającą parę user i host.



 280



Część II • Stosowanie MySGJL



Tabela 12.3. Schemat tabeli host systemowej Pole



Typ



Host



char(60)



Db



char(64)



Select_priv



enumt N'. 'Y')



Insert_priv



enumt N'. 'Y')



Update_priv



enumt N'. 'Y')



Delete_priv



enumt N'. 'Y')



Create_priv



enumt N', ' Y )



bazy danych



mysql



1



Drop_priv



enumt N' , 'Y')



Grant_priv



enumt N'. 'Y')



References priv



enumt N'. •Y')



Index_priv



enumt N' . Y')



Alter_priv



enumt N' , Y )



1



1



1



Create_tmp_tables_pri v enumt N'. 'Y') Lock_tables_priv



enumt N' . 'Y')



Create_view_priv



enumt N'. 'Y')



Show_view_priv



enumt N'. •Y')



Create_routine_priv



enumt N'. 'Y')



Alter routine priv



enumt N'. 'Y')



Execute_priv



enumt N'. 'Y')



Trigger_priv



enumt N'. Y )



1



1



Tabela 12.4. Schemat tabeli tables_priv systemowej



bazy danych mysql



Pole



Typ



Host



char(60)



Db



char(64)



User



char(16)



Table name



char(60)



Grantor



char(77)



Timestamp



timestamp(14)



Table_priv



sett'Select'. 'Insert' 'Update'. 'Delete', 'Create', 'Drop', 'Grant', 'References'. 'Index't 'Alter'. 'Create View', 'Showview', 'Trigger')



Column_priv



set('Select'. 'Insert'



'Update'. 'References')



2. W e r y f i k a c j a polecenia. Ilekroć z a l o g o w a n y u ż y t k o w n i k w y w o ł a j a k i e k o l w i e k polecenie, M y S Q L w pierwszej kolejności sprawdzi, czy d y s p o n u j e on odpowiednimi przywilejami. N a j p i e r w s p r a w d z a n e są p r z y w i l e j e g l o b a l n e (zapisane w tabeli user). Jeśli użytkownik nie posiada o d p o w i e d n i c h p r z y w i l e j ó w g l o b a l n y c h , w ó w c z a s zostaną przejrzane tabele db i host. Jeśli i w t y c h t a b e l a c h nie m a i n f o r m a c j i o p o s i a d a n i u p r z e z u ż y t k o w n i k a



 Rozdział 12. • Administrowanie MySQL dla zaawansowanych



281



Tabela 12.5. Schemat tabeli columns_priv systemowej bazy danych mysql Pole



Typ



Host



charC60)



Db



char(64)



User



charC16)



Table_name



char(64)



Column name



char(64)



Timestamp



timestamp(14)



Column_priv



set('Select'. 'Insert'. 'Update'. 'References')



Tabela 12.6. Schemat tabeli procs_priv systemowej bazy danych mysql Pole



Typ



Host



char(60)



Db



char(64)



User



char(16)



Routine_name



char(64)



Routine_type



enum('FUNCTION'. 'PROCEDURE')



Grantor



char(77)



Proc_priv



set('Execute'. 'Al ter Routine'. 'Grant')



Timestamp



timestamp(14)



wymaganych przywilejów, to MySQL zweryfikuje dane z tabeli tabl es pri v, a w przypadku kolejnego niepowodzenia zostanie przeszukana tabela col umns pri v. Jeżeli w danej operacji wykonywana jest procedura składowana, MySQL sprawdzi uprawienia w tabeli procs_pri v zamiast tabl es_pri v czy col umns_pn v. i



Zmiana przywilejów: kiedy zmiany zostaną uwzględnione? Serwer MySQL automatycznie odczytuje dane z tabel przywilejów podczas uruchamiania oraz wykonywania poleceń GRANT i REV0KE. Gdy wiadomo, gdzie i w jaki sposób te przywileje są zapisywane, możemy zmieniać je ręcznie. W takiej sytuacj i jednak MySQL nie zauważy zmiany przywilejów. Konieczne jest wówczas nakazanie serwerowi, aby na nowo odczytał dane z tabel przywilejów. Można to zrobić na trzy sposoby. Pierwszy z nich polega na wpisaniu polecenia flush privileges:



w wierszu poleceń MySQL (aby polecenie to zostało wykonane, trzeba posiadać uprawnienia administratora). Ten sposób jest najczęściej używany w celu zastosowania nowych przywilejów. Taki sam efekt osiągniemy, wpisując w wierszu poleceń systemu operacyjnego: mysqladmin flush-privileges



lub mysqladmin reload



 282



Część II • Stosowanie MySGJL



Po odświeżeniu przywilejów serwer ponownie odczyta dane o przywilejach globalnych, zanim udzieli dostępu użytkownikowi. Przed wykonaniem polecenia use zostaną sprawdzone przywileje odnoszące się do baz danych, natomiast przywileje dotyczące tabel i kolumn zostaną sprawdzone po wydaniu przez użytkownika jakiegokolwiek innego polecenia.



Ochrona bazy danych Ochrona bazy danych jest szczególnie ważna w przypadku udostępniania jej poprzez stronę WWW. W tym podrozdziale wskażemy, w jaki sposób należy zabezpieczać serwer baz danych.



MySQL z perspektywy systemu operacyjnego Bezwzględnie należy unikać uruchamiania serwera MySQL (mysql d) z poziomu użytkownika root w systemie operacyjnym Unix lub jemu pokrewnych. Dałoby to każdemu użytkownikowi logującemu się do serwera baz danych prawo do odczytywania i zapisywania plików w dowolnej lokalizacji w systemie operacyjnym. O fakcie tym często się zapomina, co swego czasu umożliwiło dokonanie włamania do witryny serwera Apache. Na szczęście hakerzy nie mieli złych zamiarów, a ich działania ograniczyły się do zwrócenia uwagi administratorom na potencjalne zagrożenie. i Zalecanym rozwiązaniem jest zarejestrowanie nowego użytkownika, przeznaczonego do uruchamiania serwera MySQL. Dodatkowo można utworzyć odrębny katalog (w którym będą przechowywane fizyczne dane), dostępny tylko dla użytkownika MySQL. W wielu systemach serwer jest uruchamiany z poziomu użytkownika mysql z grupy mysql. Oprócz tego warto tak uruchamiać serwer MySQL, by pracował on za zaporą sieciową (firewall). W ten sposób można uniknąć połączeń wychodzących z nieautoryzowanych komputerów — przedtem należy sprawdzić, czy istnieje możliwość połączenia z zewnętrznego komputera przez port 3306. Jest to domyślny port wykorzystywany przez serwer MySQL i jako taki powinien być zablokowany przez zaporę sieciową.



Hasła Każdemu użytkownikowi (szczególnie użytkownikowi root) należy nadać hasło dostępu, które dodatkowo powinno być często zmieniane i trudne do odgadnięcia — tak jak w przypadku haseł dostępu do systemu operacyjnego. Podstawową zasadą jest, by hasła te nie były zwykłymi słowami, mającymi określone znaczenie. Najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie kombinacji liter i cyfr. Jeżeli hasła dostępu mają być przechowywane w plikach skryptów, to pliki te powinny być dostępne tylko dla użytkowników, do których te hasła należą.



W skryptach PHP inicjujących połączenie z serwerem baz danych trzeba podać hasło dostępu odpowiedniego użytkownika. Hasło to oraz identyfikator użytkownika można zapisać w oddzielnym pliku, np. dbpolaczenie.php, który w razie potrzeby dołącza się do skryptu za pomocą polecenia i nc 1 ude (). Plik ten można zapisać w innej lokalizacji niż dokumenty W W W i udostępnić tylko jednemu, wskazanemu użytkownikowi. W przypadku przechowywania tych informacji w pliku z rozszerzeniem .inc lub jakimkolwiek innym, znajdującym się jednak w tej samej lokalizacji co dokumenty WWW, należy upewnić się, że plik ten zostanie przeanalizowany przez interpretator PHP, a jego zawartość nie zostanie przypadkiem wyświetlona w przeglądarce internetowej.



 Rozdział 12. • Administrowanie MySQL dla zaawansowanych



283



Niewskazane jest przechowywanie haseł dostępu w formie zwykłego tekstu w bazie danych. Oczywiście MySQL utrwala hasła zarejestrowanych użytkowników w inny sposób, jednak w przypadku aplikacji internetowych czasami trzeba zapisać identyfikatory i hasła dostępu użytkowników z niej korzystających w bazie danych. Dane te można przed zapisaniem zaszyfrować (jednostronnie, tzn. bez możliwości ich odszyfrowania) za pomocą funkcji password(). Należy jednak pamiętać, że po zapisaniu tak zaszyfrowanego hasła poprzez polecenie INSERT w tekście polecenia SELECT, wykonywanego w celu zalogowania użytkownika, również trzeba użyć tej samej funkcji szyfrującej, aby sprawdzić, czy podane hasło dostępu jest prawidłowe. Sposób ten zostanie wykorzystany w czasie tworzenia aplikacji PHP w części V tej książki, zatytułowanej Praktyczne projekty PHP i MySQL.



Przywileje użytkowników Wiedza to moc. Czytelnik powinien się więc upewnić, że dobrze zrozumiał system przywilejów MySQL i poznał następstwa nadania poszczególnych typów. Nie należy przyznawać użytkownikowi szerszych przywilejów, niż jest to potrzebne — trzeba j e sprawdzić, przeglądając tabele przywilejów. W szczególności nie powinno się nadawać przywilejów PROCESS, FILE, SHUTDOWN i RELOAD użytkownikom niebędącym administratorami, chyba że jest to konieczne. Użytkownik posiadający przywilej PROCESS ma możliwość podglądania czynności wykonywanych przez innych użytkowników oraz wpisywanych przez nich poleceń i danych, a więc także ich haseł dostępu. Przywilej FILE natomiast uprawnia do odczytywania i zapisywania plików z i do systemu operacyjnego (w tym także np. /etc/password w systemie Unix). Również przywilej GRANT powinno nadawać się z rozwagą, gdyż użytkownik, który go posiada, może nadawać innym użytkownikom takie przywileje, jakie sam ma. Należy się upewnić, że rejestrując nowych użytkowników, określono również nazwy komputerów, z których mogą się oni łączyć z serwerem. Jeśli użytkownik jest określony jako zosia@l ocal host, to dobrze, jednak pozostawienie samego zosia może okazać się mniej bezpieczne. Umożliwi to bowiem nawiązanie połączenia z serwerem z komputera o dowolnej nazwie, dokonanego przez użytkownika posługującego się tym bardzo przecież popularnym identyfikatorem. Tak więc Zosia łącząca się z serwerem może wcale nie być tą Zosią, o którą nam chodziło. Z tych samych powodów należy unikać używania symboli wieloznacznych w nazwach komputerów. Zakres ochrony serwera MySQL można dodatkowo zwiększyć, zapisując w tabeli host adresy IP komputerów zamiast nazw ich domen. Dzięki temu unikamy problemów spowodowanych np. błędami serwera DNS czy działaniami hakerów. W tym celu należy uruchomić demona MySQL z parametrem --skip-name-resol ve, dzięki któremu w polu Host będzie można zapisać tylko adres IP lub wartość localhost. Kolejną ważną kwestią, o której należy pamiętać, jest zablokowanie możliwości uruchamiania programu mysqladrnin przez użytkowników niemających statusu administratora. Program ten uruchamiany jest z poziomu wiersza poleceń, a więc należy przeprowadzić odpowiednie zmiany w systemie przywilejów systemu operacyjnego.



MySQL i internet Łączenie serwera MySQL ze stronami W W W wymaga zastosowania dodatkowych środków ostrożności.



 284



Część II • Stosowanie MySGJL



Pierwszą czynnością powinno być zarejestrowanie nowego użytkownika, przeznaczonego wyłącznie do nawiązywania połączenia z serwerem z poziomu strony WWW. Dzięki temu jest możliwe nadanie mu minimalnego zbioru przywilejów, np. SELECT na tabele katalogu książek i INSERT na tabele zamówień z pominięciem np. DROP, ALTER i CREATE. Jest to kolejny przykład zastosowania zasady najmniejszego przywileju.



Ósłrzeżenie



W poprzednim rozdziale zostały omówione funkcje addslashesO i stri psi ashes ( ) , służące do usuwania wszystkich nieprawidłowych znaków ze zmiennych łańcuchowych. Należy pamiętać o ich stosowaniu oraz o przeprowadzaniu weryfikacji wszystkich danych przed ich wysłaniem do MySQL. W tym celu zastosowano również funkcję doubl eval ( ) , aby sprawdzić, czy dane liczbowe mają prawidłową postać. Niestety, często się o tym zapomina — programiści pamiętają o użyciu funkcji addslashesO, natomiast nie weryfikują danych liczbowych.



Wszystkie dane pochodzące od użytkownika powinny podlegać weryfikacji. Nawet gdy formularz HTML składa się z samych pól wyboru i przycisków opcji, ktoś może próbować zmienić URL w celu dokonania zmian w działaniu skryptu. Warto również za każdym razem sprawdzać rozmiar danych wysyłanych przez użytkownika. Jeżeli użytkownicy m a j ą wysyłać do bazy poufne dane lub podawać hasła dostępu, należy zastosować protokół SSL (Secure Sockets Layer), dzięki czemu dane te będą przekazywane z przeglądarki do serwera w formie zaszyfrowanej, a n i e j a k o zwykły tekst. Praca z SSL zostanie omówiona w jednym z następnych rozdziałów.



Uzyskiwanie szczegółowych informacji o bazie danych W celu poznania struktury bazy danych, a także sprawdzenia, jakie tabele się w niej znajdują oraz jakie zawierają kolumny, dotychczas używaliśmy tylko poleceń SHOW i DESCRIBE. W tym podrozdziale przedstawimy jeszcze inne metody ich wykorzystywania oraz wyjaśnimy działanie polecenia EXPLAIN, dzięki któremu można poznać sposób wykonywania przez serwer komendy SELECT.



Uzyskiwanie informacji poleceniem SHOW Dotychczas używaliśmy polecenia show t a b l e s ;



w celu otrzymania listy tabel w bazie danych. Polecenie show databases;



powoduje wyświetlenie listy wszystkich dostępnych na serwerze baz danych. Można więc użyć polecenia show tables w celu uzyskania listy tabel zawartych w jednej z dostępnych baz danych: show tables from książki:



Jeżeli w poleceniu show tables nie zostanie wyspecyfikowana nazwa bazy danych, wówczas wyświetlone zostaną tabele bazy aktualnie używanej. Jeśli znane są nazwy tabel, można uzyskać listę kolumn w niej zawartych: show columns from zamówienia from książki:



 Rozdział 12. • Administrowanie MySQL dla zaawansowanych



285



Jeśli nazwa bazy danych nie zostanie p o d a n a , to polecenie show columns będzie się odnosiło do bazy aktualnie u ż y w a n e j . M o ż l i w e j e s t r ó w n i e ż użycie notacji baza .tabela: show columns from książki.zamówienia; Jeszcze inna f o r m a polecenia SHOW p o z w a l a na sprawdzenie p r z y w i l e j ó w nadanych w s k a z a n e m u użytkownikowi. N a przykład w w y n i k u w y k o n a n i a p o n i ż s z e g o polecenia show grants for ksiazkorama; zwrócony zostanie następujący w y n i k : +



+



| Grants for ksiazkorama!?*



|



+



-



-



-



-



| GRANT USAGE ON *.* TO 'ksiazkorama'!?'*' | IDENTIFIED BY PASSWORD '*709DAE5A09B166086E25836CA0952AC6380691C7' +| GRANT ALL PRIVILEGES ON "książki".* TO 'ksiazkorama'®^'



+



| | |+



Wyświetlone przywileje niekoniecznie m u s z ą odpowiadać przywilejom nadanym użytkownikowi za p o m o c ą polecenia GRANT, lecz w s k a z u j ą tylko te, które odzwierciedlają obecny poziom uprawnień określonego użytkownika. Istnieje wiele innych f o r m polecenia SHOW, których m o ż n a u ż y w a ć . W p r a k t y c e u ż y w a n y c h j e s t ponad 30 odmian polecenia, a n a j b a r d z i e j p o p u l a r n e z nich p r z e d s t a w i o n o w tabeli 12.7. Pełna lista wszystkich form polecenia SHOW z n a j d u j e się w podręczniku M y S Q L pod adresem http://dev. mysql.com/doc/refman/5.1/en/show.html. W e wszystkich przypadkach gdy w tabeli występuje wyrażenie [like_lub_where], d o p a s o w a n i e w z o r c a m o ż n a w y k o n a ć instrukcją LIKE albo przy użyciu klauzuli WHERE. Tabela 12.7. Formy polecenia



SHOW



Forma



Opis



SHOW DATABASES [likejub_where]



Wyświetla nazwy wszystkich dostępnych baz danych



SHOW [OPEN] TABLES [FROM nazwa_bazy] [like_lub_where]



Wyświetla listę tabel z aktualnie używanej bazy danych lub z bazy o nazwie nazwabazy



SHOW [FULL] COLUMNS FROM nazwajabeli [FROM nazwa_bazy~\ [like_lub_where]



Wyświetla wszystkie kolumny z podanej tabeli w aktualnie używanej bazie danych lub w bazie o nazwie nazwa bazy



SHOW INDEX FROM nazwd^tabeli [FROM nazwa_bazy~\



Wyświetla dane o wszystkich indeksach ustawionych na wskazanej tabeli z aktualnie używanej bazy danych lub z bazy o nazwie nazwa bazy, jeśli została podana. R ó w n o w a ż n y m poleceniem jest SHOW KEYS



SHOW [GLOBAL | SESSION] STATUS [1 i ke_l ub_where]



Wyświetla informacje o liczbie składników systemowych, np. liczbę aktywnych wątków. Klauzula LIKE służy do określania wzorców nazw1 tych składników, np. 'Thread*' dotyczy składników ' Threads_cached , 'Threads_connected', 'Threads_created' i 'Threads_running'



SHOW [GLOBAL | SESSION] VARIABLES [LIKE nazwa_zmiennej]



Wyświetla nazwy i wartości zmiennych systemowych M y S Q L , np. numer wersji. Klauzula LIKE służy do określania wzorców nazw tych zmiennych w taki sam sposób, jak w przypadku polecenia SHOW STATUS



SHOW [FULL] PROCESSLIST



Wyświetla informacje o wszystkich aktywnych procesach w systemie, tj. aktualnie wykonywanych zapytaniach. Większość użytkowników będzie widzieć tylko ich własny proces, jednak użytkownicy, którym nadano przywilej PROCESS, widzą wszystkie procesy wykonywane przez system, a więc również hasła, jeśli są zawarte w zapytaniach. Domyślnie wyświetlanych jest 100 znaków zapytania. Użycie opcji FULL powoduje wyświetlenie pełnych tekstów zapytań



 286



Część II • Stosowanie MySGJL



Tabela 12.7. Formy polecenia SHOW—



ciąg dalszy



Forma



Opis



SHOW TABLE STATUS [FROM nazwa J a z y ] [1 ike_lub where]



Wyświetla informacje o wszystkich tabelach z aktualnie używanej bazy danych lub z bazy o nazwie nazwa bazy, jeśli została podana, opcjonalnie — z bazy. której nazwa pasuje do wzorca nazwahazy. Informacje te zawierają określenie typu tabeli oraz czas przeprowadzenia ostatniej zmiany



SHOW GRANTS FOR identyfikatorjiżytkown ika



Wyświetla polecenia GRANT, jakich należałoby użyć, by użytkownikowi o identyfikatorze identyfikator użytkownika nadać aktualnie przypisane mu przywileje



SHOW PRIVILEGES



Wyświetla przywileje obsługiwane przez serwer



SHOW CREATE DATABASE db



Wyświetla instrukcję CREATE DATABASE, przez którą można utworzyć wskazaną bazę danych



SHOW CREATE TABLE n a z w a j a b e l i



Wyświetla instrukcję CREATE TABLE, przez którą można utworzyć wskazaną tabelę



SHOW [STORAGE] ENGINES



Wyświetla listę modułów przechowywania danych, które są dostępne w bieżącej instalacji, oraz wskazuje moduł domyślny (moduły przechowywania danych zostaną szczegółowo przedstawione w rozdziale 13.)



SHOW INNODB STATUS



Wyświetla aktualny stan modułu przechowywania danych InnoDB



SHOW WARNINGS [LIMIT [przesuniecie.] 1iczba_wierszy]



Wyświetla wszystkie błędy, ostrzeżenia i uwagi wygenerowane w trakcie wykonywania ostatniej instrukcji



SHOW ERRORS [LIMIT [przesuniecie.] liczba_wierszy]



Wyświetla wyłącznie błędy wygenerowane w trakcie wykonywania ostatniej instrukcji



Uzyskiwanie informacji o kolumnach za pomocq polecenia DESCRIBE Zamiast polecenia SHOW COLUMNS można zamiennie użyć polecenia DESCRIBE, odpowiadającego poleceniu DESCRIBE w systemie Oracle (jeden z systemów obsługi relacyjnych baz danych). Jego składnia jest następująca: DESCRIBE nazwa_tabeli



[nazwa



J o l umny];



Polecenie to spowoduje wyświetlenie informacji o wszystkich kolumnach z podanej tabeli lub o konkretnej kolumnie, jeśli określona została nazwakolumny. Parametr ten może zawierać symbole wieloznaczne.



Jak wykonywane sq zapytania: polecenie EXPLAIN Polecenia EXPLAIN można używać w dwojaki sposób. Pierwszy z nich: EXPLAIN n a z w a j a b e l i : działa podobnie jak polecenie DESCRIBE nazwaJabe li lub SHOW COLUMNS FROM



nazwajabeli.



Drugi, ciekawszy sposób, w jaki można użyć tego polecenia, pozwala na uzyskanie informacji na temat sposobu wykonania zapytań SELECT przez serwer MySQL. W tym celu należy wpisać słowo expla1n przed poleceniem SELECT.



 Rozdział 12. • Administrowanie MySQL dla zaawansowanych



287



Polecenie EXPLAIN znajduje zastosowanie w przypadku, gdy bardziej złożona kwerenda nie zwraca oczekiwanych rezultatów lub też jej wykonanie zajmuje znacznie więcej czasu niż powinno. Tworząc złożone zapytanie, można sprawdzić jego działanie poprzez wydanie polecenia EXPLAIN jeszcze przed wykonaniem tego zapytania. Na podstawie otrzymanych wyników można tak zmodyfikować zapytanie, by poprawić lub zoptymalizować jego działanie. Otrzymany rezultat służy również celom poznawczym. Spróbujmy na przykład wykonać poniższe zapytanie na bazie danych ksi azkorama: explain select klienci.nazwisko from klienci, zamówienia. pozycje_zamowione. książki where klienci.klientid=zamowienia.klientid and zamówi eni a.zamówi eni ei d=pozycje_zamowi one.zamówi eni ei d and pozycje_zamowione.isbn=ksiazki.isbn and książki.tytuł like '*Java*':



Zapytanie to wygeneruje wyniki przedstawione poniżej. (Dane wynikowe zostały zaprezentowane w układzie pionowym, ponieważ wiersze tej tabeli są zbyt szerokie, by zmieściły się na stronie. Format taki można uzyskać, wpisując na końcu zapytania sekwencję \G zamiast znaku średnika). id: select_type: table: type: possible_keys: key: key J e n : ref: rows: Extra: *A A A A A A



1 SIMPLE zamówienia ALL PRIMARY NULL NULL NULL 4



"łrtck A A A J r ł ^ W r ł ^ A ' A A k A ł 1



2



POW



id: select_type: table: type: possible_keys: key: key J e n : ref: rows: Extra:



1 SIMPLE klienci eq_ref PRIMARY PRIMARY 4 książki.zamówienia.klientid 1



id: select_type: table: type: possible_keys: key: key J e n : ref: rows: Extra:



1 SIMPLE pozycje_zamowione ref PRIMARY PRIMARY 4 książki.zamówienia.zamowienieid 1 Using index



id: select_type: table: type: possible_keys: key:



1 SIMPLE książki eq_ref PRIMARY PRIMARY



 288



Część II • Stosowanie MySGJL



keyjen: ref: rows: Extra:



13 książki,pozycje_zamowione.isbn 1 Using where



—



Na pierwszy rzut oka otrzymane zestawienie może wydawać się bardzo skomplikowane, lecz tak naprawdę jest ono niezmiernie użyteczne. Przeanalizujmy po kolei wszystkie kolumny wyświetlonej tabeli. Pierwsza kolumna o nazwie id zawiera numer identyfikacyjny instrukcji SELECT wewnątrz zapytania, do którego odnosi się analizowany wiersz. Kolumna select type prezentuje typ użytego zapytania. Wartości, jakie mogą znaleźć się w tej kolumnie, przedstawiono w tabeli 12.8. Tabela 12.8. Typy instrukcji SELECT, jakie mogą się pojawić w danych wynikowych polecenia EXPLAIN Typ



Opis



SIMPLE



Stary dobry SELECT, jak w powyższym przykładzie



PRIMARY



Zewnętrzne (pierwsze) zapytanie, w którym użyto podzapytań i unii



UNION



Drugie lub dalsze zapytanie w unii



DEPENDENT UNION



Drugie lub dalsze zapytanie w unii, zależne od zapytania głównego



UNION RESULT



Wynik wykonania polecenia UNION



SUBOUERY



Podzapytanie wewnętrzne



DEPENEDENT SUBOUERY



Podzapytanie wewnętrzne zależne od zapytania głównego (czyli podzapytanie skorelowane)



DERIVED



Podzapytanie użyte w klauzuli FROM



UNCACHEABLE SUBOUERY



Podzapytanie, którego wyniku nie należy zapisywać w buforze i dla każdego wiersza trzeba je wykonywać na nowo



UNCACHEABLE UNION



Drugie lub kolejne polecenie UNION należące do podzapytania, którego nie należy zapisywać w buforze



W kolumnie table figurują nazwy wszystkich tabel potrzebnych do wykonania zapytania. Każdy z wierszy zawiera szczegółowe informacje na temat sposobu, w jaki dana tabela jest używana w czasie przetwarzania zapytania. W naszym przykładzie jest oczywiste, że do wykonania zapytania zostaną użyte tabele zamówienia, pozycje_zamowione, klienci i książki (te informacje s ą j u ż zresztą zawarte w samym tekście zapytania). Kolumna type określa sposób, w jaki dana tabela jest łączona z innymi w czasie przetwarzania zapytania. Zestaw wszystkich wartości, jakie mogą być wyświetlone w tej kolumnie, jest ukazany w tabeli 12.9. Wartości te uszeregowane są w kolejności od najszybciej do najwolniej wykonywanych połączeń. Dzięki temu wiadomo, ile wierszy tabeli musi zostać odczytanych w celu wykonania zapytania.



W analizowanym przykładzie widać, że dwie tabele łączone są połączeniem typu eq_ref (tabele książki i kl ienci), w przypadku jednej używane jest połączenie typu ref (tabela Pozycjezamowione), a w przypadku kolejnej następuje połączenie typu ALL, czyli odczytywane są wszystkie wiersze tych tabel. Uzupełnieniem tych danych są informacje zawarte w kolumnie rows. W kolumnie tej wyświetlona jest przybliżona liczba wierszy, które należy odczytać w celu dokonania połączenia. Wartości te



 Rozdział 12. • Administrowanie MySQL dla zaawansowanych



289



Tabela 12.9. Możliwe typy połączeń wyświetlanych przez polecenie EXPLAIN Typ



Opis



const lub system



Dane z tabeli są odczytywane tylko jeden raz. Dzieje się tak w przypadku, gdy tabela zawiera tylko jeden wiersz. Wartość system wskazuje, iż jest to tabela systemowa; w przeciwnym wypadku wyświetlana jest wartość const.



eq_ref



Dla każdego zbioru wierszy z tabeli dołączanej jest odczytywany tylko jeden wiersz wskazanej tabeli. Sytuacja taka ma miejsce wtedy, gdy połączenie dokonywane jest na podstawie wszystkich pól indeksu ustawionego na tej tabeli i jest to indeks typu UNIQUE lub klucz podstawowy j



fulltext



Połączenie jest wykonywane przy użyciu indeksu ful ltext.



ref



Dla każdego zbioru wierszy z tabeli dołączanej odczytywany jest zbiór wszystkich pasujących wierszy ze wskazanej tabeli. Do sytuacji tej dochodzi wtedy, gdy połączenie nie może zostać przeprowadzone na podstawie tylko jednego wiersza spełniającego warunek połączenia, tzn. gdy połączenie odbywa się tylko na podstawie części klucza lub gdy klucz ten nie ma atrybutu UNIQUE lub nie jest kluczem podstawowym



ref or nul 1



Podobne do zapytania ref, lecz w tym przypadku MySQL wyszuka również wiersze mające wartość NULL (ten typ jest używany najczęściej w podzapytaniach)



index_merge



Użyto optymalizacji Index Merge



unique_subquery



Połączeń tego typu używa się w celu zastąpienia zapytania ref podzapytaniami IN, w których zwracany jest jeden unikatowy wiersz



i ndex_subquery



Połączenie tego typu jest podobne do połączenia uni que_subquery, lecz używa się go w przypadku indeksowanych podzapytań, które nie są unikatowe



rangę



Dla każdego zbioru wierszy z tabeli dołączanej odczytywany jest zbiór wierszy ze wskazanej tabeli, których wartości należą do określonego zbioru



index



Cały indeks zostaje odczytany



ALL



Każdy wiersz tabeli zostaje odczytany można pomnożyć przez siebie dla otrzymania liczby wszystkich wierszy, które zostaną odczytane w trakcie przetwarzania zapytania. Wykonujemy w tym przypadku mnożenie, gdyż połączenie jest w istocie kombinacją wszystkich wierszy poszczególnych tabel (zobacz rozdział 10.). Należy zwrócić uwagę, że otrzymana wartość będzie liczbą wierszy odczytanych, a nie zwróconych w odpowiedzi, oraz że będzie to tylko wartość przybliżona — M y S Q L nie może rozpoznać dokładnej liczby wierszy bez wykonania zapytania. Oczywiście im mniejsza będzie ta liczba, tym lepiej. Na razie baza księgarni „Książkorama" zawiera niewielką liczbę danych, lecz kiedy jej rozmiar zacznie się zwiększać, wydłużać się będzie również czas wykonania zapytania. Powrócimy do tej sprawy w dalszej części rozdziału. Jak można się spodziewać, kolumna possible keys wyświetla klucze, które mogą zostać wykorzystane do łączenia tabel. W naszym przykładzie wszystkie są kluczami podstawowymi. W kolumnie key wypisane są te klucze, które rzeczywiście zostały użyte przez serwer MySQL lub wartości NULL w przypadku, gdy nie użyto żadnego klucza. Zauważmy, że pomimo iż kolumna possible keys wskazuje na możliwość wykorzystania kluczy podstawowych w przypadku tabel klienci i książki, to w rzeczywistości nie zostały one użyte w trakcie przetwarzania zapytania. Kolumna key len wyświetla długości wykorzystanych kluczy. Na podstawie tych wartości można stwierdzić, czy użyto klucza w całości, czy tylko jego części. Jest to szczególnie przydatne w sytuacji, gdy klucze podstawowe składają się z więcej niż jednego pola tabeli. W naszym przykładzie zastosowano klucze o pełnej długości.



 290



Część II • Stosowanie MySGJL



W kolumnie ref zawarte są nazwy kolumn, których wraz z kluczem użyto do wyszukania wierszy w tabeli.



Ostatnia kolumna, Extra, może zawierać szereg innych informacji dotyczących sposobu przeprowadzenia łączenia. Wybrane wartości, które mogą zostać zawarte w tej kolumnie, są przedstawione w tabeli 12.10. Pełna lista ponad 15 dostępnych wartości znajduje się w podręczniku MySQL pod adresem http://dev.mysql.eom/doc/refman/5.l/en/using-explain.html. Tabela 12.10. Wybrane możliwe wartości kolumny Extra wyświetlane po wykonaniu polecenia EXPLAIN Wartość



Znaczenie



Di sti net



Po znalezieniu pierwszego pasującego wiersza MySQL kończy wyszukiwanie pozostałych wierszy



Not exists



Zapytanie zostało zoptymalizowane w celu użycia LEFT JOIN



Rangę checked for each record



Dla każdego wiersza ze zbioru wierszy, odczytanego z tabel dołączanych, nastąpi próba znalezienia i wykorzystania najlepszego indeksu, jeśli istnieje



Usi ng



fi 1 esort



Sortowanie danych będzie wymagało dwukrotnego przeanalizowania wszystkich wierszy (co oczywiście zajmie dwukrotnie więcej czasu)



Usi ng



i ndex



Wszystkie informacje z tabeli zostaną odczytane z indeksu — a więc wiersze nie będą odczytywane



Using join Buffet



Tabele są odczytywane w częściach przy użyciu bufora połączenia, następnie w celu zakończenia wykonywania zapytania z bufora pobierane są odpowiednie wiersze



Using temporary



W celu wykonania zapytania konieczne jest utworzenie dodatkowej, tymczasowej tabeli



WHERE used



Wybór wierszy zostanie dokonany z wykorzystaniem klauzuli WHERE



Istnieje kilka sposobów na uniknięcie problemów sygnalizowanych przez polecenie EXPLAIN. Po pierwsze, należy upewnić się, że typy kolumn są takie same. Odnosi się to przede wszystkim do szerokości kolumn, w razie różnic nie można wykorzystać indeksów do ich dopasowywania. Najlepszym rozwiązaniem byłoby więc dokonanie stosownej zmiany typów kolumn lub naniesienie odpowiednich poprawek do schematu bazy danych jeszcze przed przystąpieniem do jej tworzenia.



Po drugie, można wykorzystać narzędzie my i samchk lub instrukcję ANALYZE TABLE. Obydwa równoważne sobie rozwiązania przeprowadzą analizę wykorzystania kluczy w trakcie łączenia tabel i dokonają odpowiednich zmian zwiększających wydajność tej operacji. W tym celu należy wpisać w wierszu poleceń systemu operacyjnego: myisamchk --analyze ś c i e ż k a _ d o _ b a z y / n a z w a _ t a b e l i Można przeprowadzić jednoczesną analizę wszystkich tabel, wypisując ich nazwy w wierszu poleceń lub wpisując: myisamchk --analyze ś c i e ż k a _ d o _ b a z y / * . M Y I Można również dokonać analizy wszystkich tabel ze wszystkich dostępnych baz danych, wpisując poniższe polecenie: myisamchk --analyze ś c i e ż k a _ d o _ k a t a l o g u _ d a n y c h / * / * . W \ Zamiennie, tabele można wskazać w instrukcji ANALYZE TABLE w monitorze MySQL: analyze table klienci, zamówienia, pozycje_zamowione. książki:



 Rozdział 12. • Administrowanie MySQL dla zaawansowanych



291



Trzecim sposobem na uniknięcie potencjalnych problemów sygnalizowanych przez EXPLAIN jest utworzenie nowego indeksu w tabeli. Jest to szczególnie zalecane w przypadku, gdy zapytanie jest wykonywane powoli i będzie często wykorzystywane przez użytkowników. Jeżeli dojdzie do sytuacji przedstawionej w poprzednim podrozdziale, w której kolumna possible_ *-*keys tabeli wygenerowanej za pomocą polecenia EXPLAIN zawiera wartości NULL, istnieje wówczas możliwość zwiększenia szybkości przetwarzania zapytania. Dzieje się tak poprzez utworzenie nowego indeksu w tabeli, której to zapytanie dotyczy. Jeżeli kolumna wyszczególniona w klauzuli WHERE spełnia kryteria wymagane do utworzenia indeksu, można go utworzyć, wykorzystując polecenie ALTER TABLE w następujący sposób: ALTER TABLE n a z w a j a b e l i ADD INDEX (nazwa



J o l



umny):



Optymalizowanie bazy danych Oprócz wcześniej przedstawionych sposobów zwiększenia wydajności pracy systemu istnieje jeszcze szereg możliwości polepszenia ogólnej efektywności pracy serwera MySQL.



Optymalizacja projektu bazy danych Generalnie wszystkie elementy bazy powinny być jak najmniejsze. Pierwszym krokiem do osiągnięcia tego celu jest zaprojektowanie jej w taki sposób, który pozwoli uniknąć nadmiarowości danych. Oprócz tego kolumnom należy nadawać takie typy danych, które będą zajmować najmniej pamięci i jednocześnie umożliwią zapisanie w kolumnie wszystkich potrzebnych informacji. Ponadto powinno się dążyć do tego, by tabele zawierały jak najmniej wartości NULL, a klucze podstawowe były jak najkrótsze. Tylko w ostateczności dopuszczalne jest tworzenie kolumn o zmiennej długości danych (typy VARCHAR, TEXT, BLOB). Tabele zawierające kolumny o z góry określonej długości danych zwiększą wydajność pracy bazy, choć może to spowodować nieznaczny wzrost używanej przestrzeni dyskowej.



Przywileje Kolejnym sposobem na poprawienie wydajności systemu jest uproszczenie przywilejów nadawanych użytkownikom. Sposób, w jaki dokonywane jest sprawdzenie przywilejów przed wykonaniem zapytania, został omówiony w jednym z poprzednich podrozdziałów. W tym przypadku obowiązuje zasada, według której im mniej skomplikowany jest proces odczytywania przywilejów użytkownika, tym szybciej zapytanie zostanie przetworzone.



Optymalizacja tabel Długotrwałe korzystanie z tabeli bazy danych prowadzi do coraz większej fragmentacji zawartych w niej danych, spowodowanej wykonywaniem operacji DELETE i UPDATE. Występowanie fragmentacji zwiększa czas potrzebny do wyszukania odpowiednich wierszy w tabeli. Negatywnym skutkom fragmentacji danych można zapobiec, wykonując polecenie: OPTIMIZE TABLE n a z w a j a b e l i :



lub wpisując w wierszu poleceń systemu operacyjnego komendę: myisanchk -r ś c i e ż k a j o _ p l i k u j a b e l i



 292



Część II • Stosowanie MySGJL



Narzędzie myisamchk może zostać użyte również do przeprowadzenia sortowania indeksu tabeli oraz danych zgodnie z tym indeksem: myisamchk --sort-index --sort-records=l ś c 1 e ż k a _ d o _ k a t a l o g u _ d a n y c h / * / * . W l



Stosowanie indeksów Tam, gdzie jest to możliwe, należy stosować indeksy usprawniające proces przetwarzania zapytań. Indeksy te powinny być jak najprostsze; trzeba również pamiętać o tym, by nie tworzyć indeksów, które nie będą w ogóle wykorzystywane. Aby sprawdzić, które z nich są rzeczywiście przydatne, należy wykonać polecenie EXPLAIN, jak pokazano w jednym z poprzednich podrozdziałów.



Używanie wartości domyślnych Ilekroć istnieje taka możliwość, należy przypisywać kolumnom wartości domyślne, a nowe dane powinny być zapisywane tylko wówczas, gdy różnią się od tych wartości. Dzięki temu wykonanie poleceń INSERT zajmuje mniej czasu.



Więcej wskazówek Istnieje wiele pomniejszych sposobów na usprawnienie pracy serwera MySQL w określonych sytuacjach. Serwis internetowy poświęcony MySQL zawiera szereg takich wskazówek, dostępnych pod adresem: http://www.mysql.com.



Tworzenie kopii zapasowej bazy danych MySQL MySQL pozwala na tworzenie kopii zapasowych na dwa sposoby. Pierwszy z nich polega na zablokowaniu tabeli podczas kopiowania fizycznych plików. Służy do tego polecenie LOCK TABLES o następującej składni: LOCK TABLES t a b e l a t y p _ b l o k a d y [ . t a b e l a t y p _ b l o k a d y



...]



Parametr tabela powinien wskazywać nazwę tabeli, a typ_blokady może przyjmować wartości READ lub WRITE. W przypadku tworzenia kopii zapasowej powinno wystarczyć zastosowanie blokady READ. Przed rozpoczęciem tworzenia kopii zapasowej należy wykonać polecenie FLUSH TABLES:, aby zyskać pewność, że wszystkie zmiany dokonane w indeksach zostały zapisane na dysku. W trakcie tworzenia kopii użytkownicy i skrypty będą wciąż mieć możliwość wykonywania zapytań tylko do odczytu. Jeżeli jednak istnieje duża liczba zapytań wprowadzających zmiany w bazie danych, jak na przykład zamówienia od klientów, rozwiązanie takie nie będzie zbyt praktyczne.



Drugą, nadrzędną metodąjest zastosowanie polecenia mysql_dump. Polecenie to wpisuje się w wierszu poleceń systemu operacyjnego i zazwyczaj wykorzystuje się j e mniej więcej w taki sposób: mysąldump --opt --all-databases -> wszystkie sql Polecenie to spowoduje zapisanie w pliku zrzutu wszystkie.sql wszystkich poleceń SQL niezbędnych do zrekonstruowania bazy danych.



Po wykonaniu kopii powinno się zatrzymać na chwilę proces mysqld i uruchomić go ponownie z opcją --log-update [=plik_dziennika]. Uaktualnienia przechowywane w pliku dziennika będ



 Rozdział 12. • Administrowanie MySQL dla zaawansowanych



293



odzwierciedlać zmiany wprowadzone od momentu sporządzenia kopii zapasowej. (Oczywiście należy również tworzyć zapasowe kopie plików dziennika w formie zwykłego pliku). Trzecia metoda polega na użyciu skryptu mysqlhotCopy. Można go wywołać wpisując polecenie mysqlhotcopy database / ś c i e ż k a / d o / k o p i i



Następnie należy wykonać operację zatrzymania i ponownego uruchomienia bazy danych zgodnie z opisem przedstawionym wcześniej. Ostatnią metodą tworzenia kopii zapasowej jest utrzymywanie repliki bazy danych. Replikacja zostanie opisana w dalszej części rozdziału.



Przywracanie bazy danych MySQL Przywracanie bazy danych MySQL również może być przeprowadzane na kilka różnych sposobów. Jeśli problemem jest uszkodzona tabela, można uruchomić myisamchk z opcją -r (repair — napraw). Jeżeli wykonano kopię zapasową, wykorzystując pierwszą metodę z poprzedniego punktu, wówczas można z powrotem skopiować pliki danych do tej samej lokalizacji w nowej instalacji MySQL. Jeśli kopia zapasowa została wykonana drugim sposobem, należy wykonać kilka czynności. Najpierw konieczne jest wykonanie zapytań zapisanych w pliku zrzutu. Spowoduje to rekonstrukcję bazy danych do postaci, jaką miała ona w chwili tworzenia tego pliku. Następnie należy uaktualnić bazę danych do takiej postaci, jaka przechowywana jest w plikach dziennika. Można tego dokonać, wykonując następujące polecenie: mysqlbinlog n a z w a _ k o m p u t e r a - b i r \ . [0-9]* | mysql



Więcej informacji na temat wykonywania kopii zapasowych MySQL oraz przywracania baz danych można znaleźć na witrynie MySQL pod adresem http://www.mysql.com.



implementowanie replikacji Replikacja jest technologią, dzięki której możliwe jest utrzymywanie większej liczby serwerów bazodanowych udostępniających takie same dane. W ten sposób można rozkładać obciążenie i zwiększać niezawodność systemu. Jeśli jeden z serwerów odmówi posłuszeństwa, cały czas można wykonywać zapytania na pozostałych maszynach. Po uruchomieniu replikacji można również za jej pomocą tworzyć kopie zapasowe. Podstawowa koncepcja polega na utworzeniu serwera nadrzędnego i dodaniu do niego odbiorców. Każdy z odbiorców jest lustrzaną kopią serwera nadrzędnego. W trakcie uruchamiania odbiorcy po raz pierwszy kopiuje się na niego migawkę wszystkich danych znajdujących się w tym czasie na serwerze nadrzędnym. Potem odbiorcy pobierają tylko uaktualnienia od serwera nadrzędnego. Ten ostatni przesyła szczegółowe informacje o wykonanych zapytaniach pochodzące z dziennika binarnego, po czym odbiorcy wykonująje na własnych danych. Rozwiązanie takie stosuje się najczęściej w ten sposób, że zapytania zapisujące dane są wykonywane na serwerze nadrzędnym, natomiast na odbiorcach wykonywane są zapytania odczytujące dane. Narzuca to logika aplikacji. Możliwe jest także konstruowanie bardziej skomplikowanych architektur, w których może wystąpić na przykład większa liczba serwerów nadrzędnych, my jednak zajmiemy się tylko przypadkiem standardowym.



 294



Część II • Stosowanie MySGJL



Należy zdać sobie sprawę, że odbiorcy zwykle nie posiadają danych równie aktualnych jak serwer nadrzędny. Zjawisko to ma miejsce w każdej rozproszonej bazie danych. Aby przystąpić do budowania architektury serwera nadrzędnego i odbiorcy, należy najpierw upewnić się, że na serwerze nadrzędnym włączone jest zapisywanie do dziennika binarnego. Włączanie tego mechanizmu zostało opisane w dodatku A. Na obydwu serwerach (nadrzędnym i odbiorcy) należy wyedytować plik my.ini lub my.cnf. Na serwerze nadrzędnym musi znaleźć się następujące ustawienie: [mysqld] log-bin server-id=l



Pierwszy wiersz włącza zapisywanie do dziennika binarnego (powinien on już być obecny; jeżeli tak nie jest, wiersz ten trzeba dopisać). Drugi wiersz natomiast nadaje serwerowi nadrzędnemu unikatowy identyfikator. Każdy z odbiorców również potrzebuje identyfikatora, dlatego na każdym z nich należy dodać analogiczny wiersz w pliku my.inilmy.cnf. Należy się upewnić, że liczby te są unikatowe! Na przykład pierwszy odbiorca mógłby mieć server-id=2, drugi server-id=3 i tak dalej.



Konfigurowanie serwera nadrzędnego Na serwerze nadrzędnym trzeba utworzyć użytkownika, na którym łączyć się będą odbiorcy. Specjalnie dla serwerów odbiorców utworzono oddzielny poziom przywilejów o nazwie repl ication slave. Zależnie od tego, jak zaplanowano początkowy transfer danych, może zaistnieć potrzeba tymczasowego przydzielenia dodatkowych uprawnień. W większości przypadków do przetransferowania danych używa się migawki — w takim przypadku wymagane jest nadanie tylko specjalnego przywileju dla odbiorców. Jeżeli transfer danych będzie miał się odbyć przy użyciu instrukcji LOAD DATA FROM MASTER (więcej na jej temat dowiemy się w następnym punkcie), użytkownik ten będzie wymagał dodatkowych uprawnień RELOAD, SUPER i SELECT, lecz tylko w trakcie początkowego konfigurowania replikacji. Zgodnie z regułą najmniejszego przywileju, przedstawioną w rozdziale 9., tego typu dodatkowe przywileje powinno się odebrać zaraz po skonfigurowaniu i uruchomieniu systemu. Najpierw należy utworzyć użytkownika na serwerze nadrzędnym. Można mu nadać dowolną nazwę i przypisać dowolne hasło, trzeba jednak obydwie te wartości zapamiętać. W naszym przykładzie będziemy posługiwać się użytkownikiem o nazwie rep odbiorca: grant replication slave on *.* to 'rep_odbiorca'@T identified by 'hasło':



Oczywiście, zamiast has la należy wpisać coś innego.



Transfer danych początkowych Dane z serwera nadrzędnego do odbiorcy można transferować na kilka sposobów. Najprostszy polega na skonfigurowaniu serwerów odbiorców (zgodnie ze wskazówkami z poprzedniego punktu) i wykonaniu instrukcji LOAD DATA FROM MASTER. Problem wynikający z takiego podejścia polega na tym, że w trakcie transferowania danych tabele na serwerze nadrzędnym będą zablokowane, a sama operacja będzie trwać przez jakiś czas. Dlatego nie polecamy tego rozwiązania. (Opcji tej można użyć jedynie wówczas, gdy używane są tabele MylSAM).



 Rozdział 12. • Administrowanie MySQL dla zaawansowanych



295



Generalnie, lepiej jest sporządzić migawkę bazy danych w określonym momencie. W tym celu można wykorzystać procedury tworzenia kopii zapasowych opisane wcześniej w tym rozdziale. Najpierw należy opróżnić tabele, wywołując następującą instrukcję: flush tables with read lock;



Nałożenie blokady READ jest konieczne ze względu na to, że należy zapamiętać pozycję serwera w dzienniku binarnym w momencie tworzenia migawki. Można tego dokonać wykonując instrukcję: show master status:



Wynik wykonania tej instrukcji powinien być podobny do przedstawionego poniżej: | File +



| Position | Binlog_Do_DB | Binlog_Ignore_DB | + + + +



| daniel-ltc-bin.000001 |



77 |



|



|



Wartości z kolumn Fi 1 e i Position należy zapamiętać, ponieważ będą one potrzebne w trakcie konfigurowania serwerów odbiorców. Teraz należy sporządzić migawkę i odblokować tabele następującą instrukcją: unlock tables;



Jeżeli używane są tabele InnoDB, najłatwiejszym rozwiązaniem będzie użycie narzędzia InnoDB Hot Backup udostępnianego przez firmę Innobase Oy na witrynie pod adresem http://www. innodb. com. Nie jest to oprogramowanie darmowe, trzeba się więc przygotować na poniesienie kosztów związanych z zakupem licencji. Alternatywnie, można zrealizować procedurę przedstawioną w tym punkcie, a przed odblokowaniem tabel wyłączyć serwer MySQL i skopiować cały katalog bazy danych podlegającej replikacji, po czym zrestartować serwer i odblokować tabele.



Konfigurowanie odbiorcy lub odbiorców Serwer odbiorcy (lub odbiorców) można skonfigurować na dwa sposoby. Jeżeli pobrana została migawka bazy danych, należy rozpocząć od jej zainstalowania na serwerze odbiorcy. W kolejnym kroku na odbiorcy trzeba uruchomić poniższe zapytanie: change master to master-host='serwer'. master-user='użytkownik'. master-password='/7as?o', master-log-file='plik_dziennika'. master-1og-pos-pozycja_w_dzienniku: start slave:



Zamiast parametrów zapisanych kursywą należy podać rzeczywiste dane. Parametr serwer oznacza nazwę serwera nadrzędnego. Parametry użytkownik i hasło pochodzą z instrukcji GRANT, którą wykonano wcześniej na serwerze nadrzędnym. Wartości plikjJziennika i pozycja_w_dzienniku pochodzą natomiast z instrukcji SHOW MASTER STATUS wykonanej na serwerze nadrzędnym. Po wykonaniu tych czynności cały system powinien już działać prawidłowo. Jeśli nie sporządzono migawki, dane z serwera nadrzędnego wygenerowane w wyniku uruchomienia wcześniej zaprezentowanego zapytania można załadować, używając następującej instrukcji: load data from master:



 296



Część II • Stosowanie MySGJL



Propozycje dalszych lektur W tej części książki zostały przedstawione zagadnienia dotyczące MySQL związane z tworzeniem aplikacji internetowych oraz łączeniem serwera baz danych ze skryptami PHP. Więcej informacji na ten temat, a także kwestie dotyczące tworzenia samodzielnych aplikacji niepracujących w internecie oraz poświęcone administrowaniu MySQL można znaleźć pod internetowym adresem http://www.mysql.com. Wiele cennych informacji znajduje się instrukcji administratora serwera MySQL MySQL AdministratorJs Guide and Language Reference, wydanej przez wydawnictwo MySQL Press, lub w książce Paula Dubois pt. MySQL, Fourth Edition, wydanej przez Addison-Wesley.



W następnym rozdziale W następnym rozdziale przedstawione zostaną niektóre zaawansowane możliwości serwera MySQL przydatne w trakcie tworzenia aplikacji internetowych. Powiemy między innymi o różnych rodzajach modułów przechowujących dane, o transakcjach oraz procedurach składowanych.



 Rozdział 13.



Zaawansowane programowanie w MySQL W tym rozdziale poznamy bardziej zaawansowane zagadnienia dotyczące programowania w MySQL, w tym typy tabel, transakcje i procedury składowane. Zostaną tu poruszone następujące zagadnienia: •



instrukcja LOAD DATA INFILE,



• maszyny zapisu, •



transakcje,



• klucze obce, • procedury składowane.



Instrukcja LOAD DATA INFILE Jedną z najbardziej przydatnych instrukcji MySQL, która nie została jeszcze omówiona, jest LOAD DATA INFILE. Można skorzystać z niej do załadowania danych z pliku tekstowego do tabeli. Działa ona bardzo szybko. Polecenie to posiada wiele opcji, ale zazwyczaj jest wywoływane w następujący sposób: LOAD DATA INFILE "noweksiazki.txt" INTO TABLE książki;



Wiersz ten pozwala na odczytanie danych z pliku noweksiazki.txt i zapisanie ich w tabeli książki. Domyślnie pola danych w pliku muszą być rozdzielane znakiem tabulacji, dane umieszczane w apostrofach, a każdy wiersz powinien być zakończony znakiem nowego wiersza (\n). Znaki specjalne muszą być poprzedzone lewym ukośnikiem (\). Parametry te mogą być modyfikowane za pomocą różnych opcji polecenia LOAD; dodatkowe informacje można znaleźć w podręczniku MySQL. Aby skorzystać z polecenia LOAD DATA INFILE, użytkownik musi posiadać prawo FILE, omówione w rozdziale 9., „Tworzenie internetowej bazy danych".



 298



Część II • Stosowanie MySGJL



Maszyny zapisu MySQL obsługuje kilka różnych maszyn zapisu, nazywanych czasem typami tabel. Dzięki temu można wybrać metodę implementacji tabel, w których są zapisywane dane użytkownika. Każda tabela w bazie danych może korzystać z innej maszyny zapisu, a w razie potrzeby można łatwo zmienić jedną maszynę na inną. W czasie tworzenia tabeli wybór maszyny zapisu jest realizowany w następujący sposób: CREATE TABLE t a b e l a TYPE = t y p . . . .



Dostępne są następujące typy tabel: •



MylSAM: Jest to typ domyślny i to właśnie on był do tej pory wykorzystywany w książce. Bazuje on na tradycyjnym typie ISAM (ang. Indexed Seąuential Access Method — indeksowo-sekwencyjna metoda dostępu), który jest standardową metodą zapisu rekordów i plików. M y l S A M ma dużą przewagę w stosunku do typu ISAM. W porównaniu do pozostałych maszyn zapisu, M y l S A M posiada najwięcej narzędzi do sprawdzania i naprawiania tabel. Tabele MylSAM m o g ą być kompresowane i obsługują wyszukiwanie pełnotekstowe. Nie obsługują one transakcji ani kluczy obcych.



•



M E M O R Y (wcześniej nazywany HEAP): Tabele tego typu są zapisywane w pamięci, a ich indeksy są tworzone z wykorzystaniem funkcji mieszającej. Powoduje to, że tabele M E M O R Y działają niezmiernie szybko, ale w przypadku wystąpienia awarii wszystkie dane w nich zapisane są tracone. Cechy te sprawiają, że tabele MEMORY są idealne do zapisu danych tymczasowych lub pobieranych z innego źródła. Przy tworzeniu takiej tabeli należy w instrukcji CREATE TABLE określić wartość parametru MAX_R0WS, który definiuje maksymalną liczbę wierszy w tabeli, ponieważ w przeciwnym razie tabele mogą zająć całą dostępną pamięć. Tabele te nie mogą zawierać kolumn BLOB, TEXT ani AUTO INCREMENT.



•



MERGE: Ten typ tabel pozwala na traktowanie zbioru tabel MylSAM jako jednej tabeli w czasie wykonywania zapytania. Dzięki temu można ominąć występujące w niektórych systemach operacyjnych ograniczenie maksymalnej wielkości pliku.



•



ARCHIVE: Te tabele przechowują znaczne ilości danych, które jednak zajmują mało miejsca. W tabelach tego typu można wykonywać jedynie zapytania INSERT i SELECT, natomiast zapytania DELETE, UPDATE i REPLACE nie są obsługiwane. Nie są również używane indeksy.



•



CSV: Tabele te funkcjonują na serwerze w postaci pojedynczego pliku zawierającego wartości oddzielone od siebie znakiem przecinka. Korzyści z używania tabel tego typu pojawiają się jedynie wówczas, gdy zachodzi koniczność przeglądania lub przetwarzania w inny sposób danych w zewnętrznej aplikacji arkusza kalkulacyjnego, na przykład Microsoft Excel.



• InnoDB: Te tabele pozwalają korzystać z transakcji, to znaczy obsługują funkcje COMMIT i ROLLBACK. Tabele InnoDB obsługują także klucze obsce. Są one wolniejsze niż tabele MylSAM, lecz niedogodność tę równoważy możliwość wykonywania transakcji. W większości aplikacji W W W stosowane będą tabele MylSAM lub InnoDB albo obie te metody zapisu razem. Wszędzie tam, gdzie na tabelach wykonywana jest duża ilość operacji SELECT lub INSERT (ale nie obu razem), należy użyć tabel MylSAM, ponieważ dzięki temu operacje te będą wykonywane bardzo szybko. Dla wielu aplikacji WWW, takich jak katalogi, tabele MylSAM są najlepszym wyborem. Należy również korzystać z tabel MylSAM, kiedy potrzebne będą funkcje wyszukiwania pełnotekstowego. Tabele InnoDB powinny być stosowane wszędzie tam, gdzie ważne są transakcje,



 Rozdział 13. • Zaawansowane programowanie w MySGJL



299



na przykład przy zapisywaniu danych finansowych lub w sytuacjach, w których operacje INSERT i SELECT przeplatają się ze sobą, na przykład w sieciowych tablicach ogłoszeń lub aplikacjach obsługi forum. Tabele typu MEMORY najlepiej nadają się na tabele tymczasowe lub do implementacji perspektyw, natomiast tabele MERGE można stosować, jeżeli wykorzystywane są bardzo duże tabele MylSAM. Po utworzeniu tabeli jej typ można zmienić za pomocą polecenia ALTER TABLE, tak jak na poniższym przykładzie: alter table zamówienia type=innodb: al ter table pozycje_zamowione type=innodb;



W większości przykładów w tej książce będziemy korzystać z tabel MylSAM. W kolejnym punkcie omówimy wykorzystanie transakcji i sposób, w jaki są one implementowane w tabelach InnoDB.



Transakcje Transakcje to mechanizm pomagający w utrzymaniu spójności bazy danych, szczególnie w przypadku wystąpienia błędu bądź załamania serwera. W poniższym podpunkcie zdefiniujemy, czym są transakcje, i w jaki sposób można je zaimplementować za pomocą InnoDB.



Definicje dotyczące transakcji Na początek zdefiniujmy termin transakcja. Transakcjąjest zapytanie lub seria zapytań, dla których zagwarantowane jest, że zostaną wykonane w całości lub w całości niewykonane. Niezależnie od tego, czy transakcja została wykonana, czy nie, baza danych jest spójna. Aby pokazać, dlaczego taka własność może być ważna, przeanalizujmy przykład aplikacji bankowej. Wyobraźmy sobie sytuację, gdy chcemy przesłać pieniądze z jednego konta bankowego na drugie. Wymaga to zmniejszenia stanu jednego konta i zwiększenia o taką samą kwotę stanu drugiego, co można zrealizować co najmniej dwoma zapytaniami. Niezwykle ważne jest, aby oba te zapytania były wykonane w całości lub nie było wykonane żadne z nich. Jeżeli po zmniejszeniu stanu pierwszego konta, a przed zwiększeniem stanu drugiego, zostanie wyłączone zasilanie, to jaki otrzymamy wynik? Czy pieniądze po prostu znikną? Być może spotkałeś się z określeniem zgodność z ACID. ACID odnosi się do czterech wymagań, które powinny być spełniane przez transakcje: • Atomowość (ang. Atomicity) — transakcja powinna być atomowa, czyli powinna być wykonywana w całości lub nie wykonywana w ogóle. • Spójność (ang. Consistency) — transakcja powinna pozostawiać spójną bazę danych. • Izolacja (ang. Isolation) — niedokończone transakcje nie powinny być widoczne dla pozostałych użytkowników bazy danych, czyli do zakończenia transakcji powinna ona pozostawać odizolowana (od reszty bazy danych). • Trwałość (ang. Durability) — po zapisaniu w bazie danych transakcja powinna być trwała. Transakcja, która została trwale zapisana w bazie danych, jest nazywana transakcją zatwierdzoną. Transakcja, która nie została zapisana do bazy danych — czyli baza danych została przywrócona do stanu sprzed rozpoczęcia transakcji — j e s t nazywana transakcją wycofaną.



 300



Część II • Stosowanie MySGJL



Użycie transakcji w InnoDB Domyślnie MySQL pracuje w trybie automatycznego zatwierdzania. Oznacza to, że każdy wynik działania każdej instrukcji jest od razu zapisywany do bazy danych (zatwierdzany). Jeżeli korzystamy z tabel o typie obsługującym transakcje, najprawdopodobniej nie jest to oczekiwane działanie. Aby wyłączyć automatyczne zatwierdzanie dla sesji, należy wpisać: set autocommit=0:



Jeżeli automatyczne zatwierdzanie jest włączone, należy rozpoczynać każdą transakcję instrukcją start transaction;



Jeżeli automatyczne zatwierdzanie jest wyłączone, instrukcja ta nie jest potrzebna, ponieważ transakcja jest automatycznie uruchamiana przy wykonywaniu instrukcji SQL. Po zakończeniu wykonywania instrukcji składających się na transakcję można zapisać w bazie danych wyniki działania, wpisując: commi t;



Jeżeli zmieniłeś zdanie, możesz przywrócić poprzedni stan bazy danych, wpisując: rollback;



Do momentu zatwierdzenia transakcji wyniki jej działania nie są widoczne dla innych użytkowników lub innych sesji. Rozważmy następujący przykład. Jeżeli nie zrobiłeś tego wcześniej, wykonaj instrukcje ALTER TABLE przedstawione we wcześniejszej części rozdziału na bazie „Książkorama". al ter table zamówienia type=innodb: alter table pozycje_zamowione type=innodb:



Instrukcje te konwertują dwie tabele na typ InnoDB (można przywrócić wcześniejszy typ tabel, wykonując te same instrukcje, ale wpisując type=MyISAM). Teraz otwórz dwa połączenia do bazy danych ksi azki. W oknie pierwszego połączenia dodaj nowy rekord zamówienia: insert into zamówienia values (5. 2. 69.98. '2008-06-18'): insert into pozycje_zamowione values (5. '0-672-31697-8'. 1):



Teraz sprawdź, czy widzisz nowe zamówienie: select * from zamówienia where zamówienieid=5:



Powinieneś zobaczyć wyświetlone dane zamówienia: | ZamowienielD | KlientlD | Wartość |



+



+



+_



|



5 |



2 |



H



Data |



+



69.98 | 2008-06-18 |



Pozostaw to połączenie otwarte, przejdź do okna drugiego połączenia i uruchom to samo zapytanie select. Nie powinieneś zobaczyć wpisanego wcześniej zamówienia: Empty set (0.00 sec)



 Rozdział 13. • Zaawansowane programowanie w MySGJL



301



(Jeżeli widzisz je, najprawdopodobniej zapomniałeś wyłączyć automatyczne zatwierdzanie; sprawdź to, jak również to, czy zmieniłeś typ tabeli na InnoDB). Dzieje się tak dlatego, że transakcja nie została jeszcze zatwierdzona (jest to jednocześnie ilustracja działania mechanizmu izolacji transakcji). Teraz wróć do okna pierwszego połączenia i zatwierdź transakcję: commit: Powinieneś móc już odczytać wiersz zamówienia w oknie drugiego połączenia.



Klucze obce Mechanizmy InnoDB zawierają również obsługę kluczy obcych. Przypomnij sobie, że omawialiśmy klucze obce w rozdziale 8., „Projektowanie internetowej bazy danych". Jeżeli używamy tabel typu MylSAM, nie mamy żadnej możliwości wymuszenia integralności kluczy obcych. Rozważmy przykład wstawiania wiersza do tabeli pozycje zamowione. W takim przypadku konieczne jest podanie prawidłowej wartości kolumny ZamowienielD. Jeżeli korzystamy z typu tabel MylSAM, konieczne jest sprawdzenie w kodzie aplikacji, czy wstawiana wartość ZamowienielD jest prawidłowa. Jeżeli korzystamy z kluczy obcych w InnoDB, można pozostawić to sprawdzenie bazie danych. W jaki sposób należy to skonfigurować? Aby utworzyć tabelę korzystającą od początku z kluczy obcych, należy zmienić instrukcję DDL w następujący sposób: create table pozycje_zamowione ( zamowienieid int unsigned not nuli references zamówieniatzamowienieid). isbn char(13) not nuli. ilosc tinyint unsigned, primary key (zamowienieid. isbn) ) type=InnoDB; Po zamowienieid dodaliśmy frazę references zamówi eni a (zamówi enieid). Oznacza to, że kolumna jest kluczem obcym, który musi zawierać wartości z kolumny zamowienieid z tabeli zamówienia. Na końcu deklaracji określiliśmy typ tabeli type=InnoDB. Jest to wymagane do prawidłowego działania kluczy obcych. Zmiany te można również wprowadzić, korzystając z instrukcji ALTER TABLE: alter table pozycje_zamowione type^InnoDB; alter table pozycje_zamowione add foreign key (zamowienieid) references zamowienia(zamowienieid); Aby sprawdzić, czy zmiany te dały efekt, możesz spróbować wstawić wiersz z wartością kolumny zamowienieid, która nie odpowiada żadnemu wierszowi z tabeli zamówienia. insert into pozycje_zamowione values (77. '0-672-31697-8'. 7); Powinieneś otrzymać następujący komunikat błędu: ERROR 1452 (23000): Cannot add or update a child row: a foreign key constraint fails



 302



Część II • Stosowanie MySGJL



Procedury składowane Procedura składowana jest podprogramem utworzonym i zapisanym w MySQL. Może składać się z instrukcji SQL oraz struktur sterujących. Procedury składowane są przydatne, jeżeli kilka różnych aplikacji wykonuje te same operacje na bazie danych lub jeżeli chcemy hermetyzować pewien zakres funkcji. Procedury składowane w bazie danych mogą być traktowane analogicznie do programowania zorientowanego obiektowo — pozwalają sterować sposobem dostępu do danych. Rozpocznijmy od prostego przykładu.



Prosty przykład Na listingu 13.1. pokazana jest deklaracja procedury składowanej. Listing 13.1. prosta_procedura_skladowana.sql



— deklarowanie procedury składowanej



# Przykład prostej procedury składowanej delimiter // create procedure suma_zamowien (out suma float) BEGIN select sum(wartosc) into suma from zamówienia; END //



delimiter ; Przeanalizujmy ten kod wiersz po wierszu. Pierwsza instrukcja delimiter // zmienia znak końca wiersza z bieżącej wartości — zwykle średnika — na dwa znaki ukośnika. Jest ona potrzebna, ponieważ znak średnika jest znacznikiem końca wiersza w kodzie procedury; w przeciwnym razie MySQL próbowałby wykonać niekompletny kod procedury w czasie jego wprowadzania. Następny wiersz, create procedure suma_zamowien (out suma float) rozpoczyna tworzenie procedury. Nazwą procedury jest suma_zamowien. Posiada ona pojedynczy parametr o nazwie suma, który będzie zawierał obliczoną wartość. Słowo kluczowe OUT wskazuje, że jest to parametr zwracany z funkcji. Parametry mogą być również deklarowane jako IN, co oznacza, że wartości są przekazywane do procedury, lub INOUT, co z kolei znaczy, że wartości są przekazywane do procedury, ale mogą być przez nią zmieniane. Słowo f 1 oat oznacza typ parametru. W tym przypadku zwracana jest suma wszystkich zamówień z tabeli zamówienia. Typem kolumny wartość jest float, więc i typem zwracanej wartości musi być float. Akceptowane typy danych muszą odpowiadać typom kolumn. Jeżeli potrzebny jest więcej niż jeden parametr, można użyć listy parametrów rozdzielonej przecinkami, identycznie jak w PHP.



 Rozdział 13. • Zaawansowane programowanie w MySGJL



303



Treść procedury znajduje się między instrukcjami BEGIN i END. Są one analogiczne do nawiasów klamrowych w PHP ({}), ponieważ ograniczają blok instrukcji. W treści procedury wykonujemy po prostu instrukcję SELECT. Jedyną różnicą w stosunku do zwykłego zapytania jest użycie klauzuli into suma, co pozwala załadować wynik zapytania do parametru suma. Po zadeklarowaniu procedury ustawiamy ponownie średnik jako znak zakończenia wiersza. delimiter ; Po zadeklarowaniu procedury można j ą wywołać, korzystając ze słowa kluczowego cal 1 J a k poniżej: cali suma_zamowien(@t): Instrukcja ta powoduje wywołanie procedury i przekazanie do niej zmiennej, która ma przechowywać wynik. Aby zobaczyć wynik, należy sprawdzić wartość zmiennej: select @t: Wynik powinien być zbliżony do następującego: I et



|



+



+



| 289.92001152039 |



W sposób podobny do tworzenia procedury możemy utworzyć funkcję. Funkcja zwraca pojedynczą wartość i pozwala na użycie tylko parametrów wejściowych. Podstawowa składnia dla tego zadania jest niemal identyczna. Przykładowa funkcja jest zamieszczona na listingu 13.2. Listing 13.2. prosta__ funkcja.sgl — deklarowanie funkcji składowanej # Najprostsza funkcja delimiter // create function dodaj_podatek (cena float) returns float return cena*1.22: //



delimiter ; Jak widać, w przykładzie tym użyliśmy słowa kluczowego function zamiast procedure. Występuje również kilka innych różnic. Parametry nie muszą być deklarowane jako IN lub OUT, ponieważ wszystkie są parametrami wejściowymi, czyli IN. Po liście parametrów znajduje się klauzula returns float. Określa ona typ zwracanej wartości. I tutaj może być to jeden z dopuszczalnych typów MySQL. W funkcji wartość jest zwracana za pomocą instrukcji return — podobnie jak w PHP. Należy zwrócić uwagę, że w tym przykładzie nie zostały użyte słowa kluczowe BEGIN i END. Można je zastosować, ale nie są obowiązkowe. Podobnie jak w PHP, jeżeli blok instrukcji zawiera tylko jedną instrukcję, nie ma potrzeby zaznaczania jego początku i końca.



 304



Część II • Stosowanie MySGJL



Wywołanie funkcji różni się od wywoływania procedury. Można wywoływać funkcję składowaną w taki sam sposób jak funkcję wbudowaną. Na przykład: select dodaj_podatek(100);



Instrukcja ta powinna zwrócić następujący wynik: +| dodaj_podatek C100) +|



I



122 |



Po zdefiniowaniu procedur i funkcji można wyświetlić kod użyty do ich zdefiniowania za pomocą następujących instrukcji: show create procedure sunia_zamowien;



lub show create function dodaj_podatek:



Można usunąć procedurę drop procedure suma_zamowien:



lub funkcję drop function dodaj_podatek:



Procedury składowane pozwalają na stosowanie struktur sterujących, zmiennych, bloków DECLARE (podobnych do wyjątków) oraz ważnego mechanizmu, który nosi nazwę kursorów. Każdy z wymienionych tu mechanizmów jest opisany w osobnym punkcie.



Zmienne lokalne



Zmienne lokalne mogą być deklarowane wewnątrz bloku begin.. .end, przy użyciu instrukcji declare. Na przykład zmienimy funkcję dodaj podatek, aby korzystała ze zmiennej lokalnej do przechowywania stopy podatku, co jest pokazane na listingu 13.3. Listing 13.3. prosta_funkcja_ze_zmiennymi.sql



— deklarowanie funkcji składowanej z użyciem zmiennych



# Prosta funkcje ze zmiennymi delimiter // create function dodaj_podatek (cena float) returns float begin declare podatek float default 0.22: return cena*(l+podatek); end // delimiter :



Jak widać, zmienne są deklarowane za pomocą słowa kluczowego declare, po którym występuje nazwa zmiennej i jej typ. Klauzula d e f a u l t jest opcjonalna i definiuje wartość domyślną zmiennej. Następnie można korzystać z zadeklarowanej zmiennej w ogólnie przyjęty sposób.



 Rozdział 13. • Zaawansowane programowanie w MySGJL



305



Kursory i struktury sterujqce Przeanalizujmy bardziej złożony przykład. Napiszemy procedurę składowaną, która wyszukuje zamówienie o największej wartości i zwraca wartość zamowienieid (oczywiście, możemy to łatwo obliczyć za pomocąjednego zapytania, ale ten przykład ma pokazać nam sposób użycia kursorów i struktur sterujących). Kod tej procedury składowanej jest przedstawiony na listingu 13.4. Listing 13.4. struktury_sterujace_kursory.sql wynikowego



— zastosowanie kursorów i pętli do przetwarzania zbioru



# Procedura wyszukująca identyfikator zamówienia o największej wartości. # Może być to zrealizowane za pomocą funkcji max. ale procedura ma ilustrować # zasady działania procedur składowanych, delimiter // create procedure najwieksze_zmowienie(out id_najwiekszego int) begin declare biez_id int; declare biez_suma float: declare n_suma float default 0.0: declare n j d int; declare gotowe int default 0: declare continue handler for sqlstate '02000' set gotowe = 1; declare cl cursor for select zamowienieid. wartość from zamówienia: open cl: repeat fetch cl into biezjd. biez_suma; if not gotowe then if biez_suma > n_suma then set n_suma=biez_suma; set n_id=biez_id; end if; end if: until gotowe end repeat: close cl: set id_najwiekszego=n_id: end // delimiter ;



W powyższym kodzie użyte są struktury sterujące (instrukcje warunkowe i pętle), kursory oraz deklarowane instrukcje obsługi. Przeanalizujmy ten przykład wiersz po wierszu. Na początku procedury deklarujemy kilka roboczych zmiennych lokalnych. Zmienne biez_id oraz biez suma przechowują wartości zamowienieid oraz wartości z bieżącego wiersza. Zmienne n suma oraz n_id przechowują największą wartość zamówienia i odpowiadający mu identyfikator. Ponieważ wyszukujemy największą wartość, porównując wartości kolejnych zamówień z bieżącą największą wartością, początkowo przypisujemy tej zmiennej wartość 0. Następną deklarowaną zmienną jest gotowe, która jest inicjowana wartościąO (false) Zmienna ta jest wykorzystywana jako znacznik pętli. Po wyczerpaniu wszystkich zmiennych, przypisujemy jej wartość 1 (true).



 306



Część II • Stosowanie MySGJL



Wiersz declare continue handler for sqlstate '02000' set gotowe = 1;



jest nazywany deklaracją podprogramu obsługi. Jest on podobny do obsługi wyjątków w procedurach składowanych. Dodatkowo można także tworzyć podprogramy conti nue oraz exit. Podprogram conti nue, który jest użyty w opisywanym kodzie, powoduje wykonanie zdefiniowanej akcji i dalsze wykonywanie procedury. Podprogram obsługi exit kończy wykonywanie wykonywanego bloku begin.. .end. Następna część deklaracji podprogramu obsługi określa moment jego wywołania. W tym przypadku będzie on wywołany, gdy zostanie spełniony warunek sql State '02000'. Być może zastanawiasz się, co on znaczy, ponieważ wygląda bardzo tajemniczo. Oznacza, że podprogram obsługi będzie wywołany, gdy nie zostaną znalezione kolejne wiersze. Przetwarzamy zbiór wynikowy wiersz po wierszu, a gdy wyczerpane zostaną wiersze do przetwarzania, wywołany zostanie podprogram obsługi. Można również użyć tu frazy FOR NOT F0UND. Innymi możliwościami sąSQLWARNING oraz SQLEXCEPTI0N. Kolejnym użytym mechanizmem jest kursor. Kursor jest nieco podobny do tablicy — odczytuje zbiór wynikowy z zapytania (na przykład zwracany przez mysql i_query ()) i pozwala na przetwarzanie kolejnych wierszy (podobnie jak wykonujemy to za pomocą funkcji mysql i_fetch_row()). Przeanalizujmy działanie kursora: declare cl cursor for select zamowienieid, wartość from zamówienia



Nosi on nazwę cl i zawiera definicję zapytania do wykonania. Zapytanie to nie jest jednak jeszcze wykonane. Następny wiersz, open cl:



powoduje właśnie wykonanie zapytania. Aby odczytać kolejne wiersze danych, należy skorzystać z instrukcji fetch. Wykonujemy to w pętli repeat. W tym przypadku pętla ta jest skonstruowana w następujący sposób: repeat until gotowe end repeat;



Zwróćmy uwagę, że warunek (unti 1 gotowe) jest sprawdzany dopiero na końcu. W procedurach składowanych można również korzystać z pętli whi le, w postaci: while warunek



do



end while;



Dostępne są również pętle loop, w postaci: loop end loop



Pętle te nie mają wbudowanego warunku, ale mogą być przerywane za pomocą instrukcji leave. Należy zwrócić uwagę, że nie są dostępne pętle for. Kontynuując nasz przykład — kolejny wiersz kodu powoduje odczytanie wiersza danych. fetch cl into biezid. biez_suma;



 Rozdział 13. • Zaawansowane programowanie w MySGJL



307



Wiersz ten powoduje odczytanie danych z kursora zapytania. Wartości dwóch atrybutów odczytanych przez zapytanie są zapisywane w podanych zmiennych lokalnych. Następnie sprawdzamy, czy wiersz został odczytany, po czym, korzystając z dwóch instrukcji IF, porównujemy bieżącą wartość z największą zapisaną wartością: if not gotowe then if biez_suma > n_suma then set n_suma=biez_suna: set n_id=biez_id; end if: end if;



Trzeba pamiętać, że wartości tych zmiennych są ustawiane za pomocą instrukcji set. Oprócz konstrukcji if.. then, w procedurach składowanych można korzystać również z konstrukcji if.. .then.. .else, która ma następującą postać: if warunek



then



[elseif warunek



then]



[else] end if



Dostępna jest również instrukcja case, w następującej postaci: case wartość when w a r t o ś ć l then i n s t r u k c j a [when w a r t o ś ć 2 then i n s t r u k c j a [else i n s t r u k c j a ] end case



...]



Wracając ponownie do przykładu — po zakończeniu pętli wykonujemy operacje porządkujące: close cl; set id_najwiekszego=n_id:



Instrukcja close powoduje zamknięcie kursora. Na koniec obliczoną wartość przypisujemy do parametru OUT. Nie można użyć parametru jako zmiennej tymczasowej, a jedynie do zapisania końcowej wartości (jest to podejście podobne do stosowanego w niektórych językach programowania, na przykład Ada). Po utworzeniu tej procedury można ją wywołać w pokazany już wcześniej sposób: cali najwieksze_zmowienie(@l): select @1;



Powinieneś otrzymać wynik podobny do następującego: +I ®1 +I I 3



|



Możesz samodzielnie sprawdzić, czy wynik obliczeń jest prawidłowy.



 308



Część II • Stosowanie MySGJL



Propozycje dalszych lektur W tym rozdziale przedstawiliśmy zwięźle zakres funkcji oferowanych przez procedury składowane. Więcej na ich temat można dowiedzieć się z podręcznika MySQL. Więcej informacji na temat instrukcji LOAD DATA INFILE, pozostałych maszyn zapisu oraz procedur składowanych znajduje się w podręczniku MySQL. Jeżeli chcesz się dowiedzieć więcej na temat transakcji i spójności bazy danych, polecamy dobrą pozycję na temat podstaw baz danych, na przykład An Introduction to Database Systems.



W następnym rozdziale Omówiliśmy już podstawy PHP oraz MySQL. W rozdziale 14., „Komercyjne witryny internetowe", przyjrzymy się mechanizmom handlu elektronicznego oraz zagadnieniom bezpieczeństwa przy tworzeniu witryn korzystających z baz danych.



 Część III



E-commerce i bezpieczeństwo



 Rozdział 14.



Komercyjne witryny internetowe Rozdział ten dotyczy projektowania, tworzenia i utrzymywania komercyjnych stron WWW. Przeanalizujemy w nim odpowiedni plan, potencjalne zagrożenia oraz metody tworzenia stron zarabiających na siebie. W tym rozdziale zostaną poruszone następujące zagadnienia: • co chcemy osiągnąć, tworząc komercyjną witrynę WWW, • rodzaje komercyjnych stron WWW, • ryzyko i zagrożenia, •



wybór odpowiedniej strategii.



Co chcemy osiągnąć? Zanim przystąpimy do projektowania i implementacji strony internetowej, powinniśmy wyznaczyć konkretne cele oraz opracować szczegółowy plan ich realizacji. W tej książce zakładamy, że celem Czytelnika jest utworzenie komercyjnej witryny internetowej. Istnieje wiele metod prowadzenia działalności zarobkowej w internecie. Można na przykład reklamować swoje usługi, niemające z internetem nic wspólnego, lub też sprzedawać za pośrednictwem sieci własne produkty. Mogą być one nie tylko sprzedawane, ale również dostarczane przez internet. Możliwa jest też i taka sytuacja, że głównym celem witryny internetowej nie jest osiąganie zysków, lecz np. usprawnienie wykonywania oferowanych usług lub dotarcie do jak największej rzeszy potencjalnych klientów jak najmniejszym kosztem.



Rodzaje komercyjnych stron WWW Zadania komercyjnych stron WWW sprowadzają się najczęściej do: • publikowania informacji o firmie w broszurach internetowych, • przyjmowania zamówień na produkty i usługi, • dostarczania usług lub wyrobów mających postać cyfrową,



 312



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



• zwiększania wartości produktów i usług, • ograniczenia kosztów. Poszczególne strony witryny internetowej mogą spełniać jednocześnie kilka zadań z wymienionej listy. W następnych podrozdziałach każde z nich zostanie szerzej omówione; przedstawione zostaną również wymagania, jakie strony każdej z tych kategorii powinny spełniać, by generować przychody lub inne korzyści dla utrzymującej je firmy. Rozdział ten jest poświęcony pomocy w odpowiednim sformułowaniu zadań. W jakim celu chcemy stworzyć witrynę internetową? Co poszczególne jej składniki mają wnosić do całego przedsięwzięcia?



Publikowanie informacji w broszurach internetowych Na początku lat dziewięćdziesiątych niemal wszystkie strony internetowe miały charakter elektronicznych broszur lub były narzędziem sprzedaży dóbr i usług. Również obecnie obie te formy komercyjnych stron WWW są najbardziej rozpowszechnione. Witryny tego rodzaju mogą służyć firmom z różnorodnych branż zarówno w celu samego zaistnienia w internecie, jak i jako niezbyt kosztowny sposób reklamy. Strona mająca charakter broszury może być czymkolwiek — od zwykłej elektronicznej wizytówki firmy po obszerny serwis informacji marketingowych. Jednak bez względu na typ celem utworzenia witryny i finansowym powodem jej istnienia jest zachęcenie potencjalnego klienta do nawiązania kontaktu z firmą. Witryny tego rodzaju nie wytwarzają przychodów bezpośrednio, ale mogą przyczyniać się do zwiększenia zysków osiąganych z właściwej działalności firmy. Tworzenie broszury internetowej stawia przed jej projektantem kilka wyzwań, charakterystycznych dla wszystkich przedsięwzięć marketingowych. Do najczęstszych błędów popełnianych przy tworzeniu i utrzymywaniu stron tego typu należą: • dostarczanie mało interesujących informacji, • niska jakość prezentacji, • brak reakcji na zgłoszenia potencjalnych klientów, • zaniedbywanie aktualizacji witryny, • brak zainteresowania efektami działania witryny internetowej.



Dostarczanie mało interesujących informacji Czego mogą poszukiwać użytkownicy wchodzący na naszą stronę? Zależnie od stanu wiedzy na temat naszej firmy jednych interesują szczegółowe specyfikacje jakiegoś produktu, inni mogą szukać tylko podstawowych informacji, np. numeru telefonu kontaktowego. Znaczna część witryn prezentuje informacje mało ważne z punktu widzenia potencjalnego klienta lub też pomija kluczowe. Strona komercyjna powinna przynajmniej informować o charakterze prowadzonej przez firmę działalności, terenie jej działania oraz dostarczać dane na temat sposobów nawiązania kontaktu.



 Rozdział 14. • Komercyjne witryny internetowe



313



Niska jakość prezentacji „W internecie nikt się nie dowie, że jesteś psem" — mówi stare powiedzenie 1 . W internecie niewielkie firmy mogą sprawiać wrażenie dużych i potężnych, a poważne przedsiębiorstwa wydają się małe, nieprofesjonalne i niegodne zainteresowania z powodu niskiej jakości witryny. Bez względu na pozycję firmy jakość jej witryny internetowej nie powinna schodzić poniżej pewnego poziomu. Zamieszczane na niej teksty powinny być napisane lub choćby sprawdzone przez osobę o dobrym wyczuciu językowym. Elementy graficzne muszą być czyste, wyraźne i szybko się ładować. W przypadku stron firmowych należy poświęcić szczególną uwagę grafice i kolorystyce i zadbać o to, by oba te elementy były zgodne z wizerunkiem firmy. Jeśli istnieje potrzeba wykorzystania animacji, należy ich liczbę ograniczyć do minimum. Nigdy nie należy odtwarzać dźwięków, nie uzyskawszy zgody użytkownika. Nie ma co prawda możliwości utworzenia strony WWW, która na każdym komputerze, pod każdym systemem operacyjnym i w każdej przeglądarce będzie się prezentować tak samo, można jednak używać standardowego kodu HTML lub XHTML, aby znakomita większość użytkowników mogła ją oglądać bez pojawiania się błędów. Przed opublikowaniem witryny należy j ą przetestować na ekranach o różnej rozdzielczości i w różnych systemach operacyjnych oraz przeglądarkach. Brak reakcji na zgłoszenia p o t e n c j a l n y c h klientów Prawidłowa obsługa klientów ma równie istotne znaczenie, niezależnie od tego, czy odbywa się poprzez internet, czy w świecie rzeczywistym. Zarówno duże, jak i małe firmy umieszczają adres swojej poczty elektronicznej na stronie WWW, a potem zaniedbują wymóg jej codziennego sprawdzania i udzielania odpowiedzi na otrzymane listy. Użytkownicy internetu mają inne wymagania co do czasu, w jakim powinna nadejść odpowiedź na list elektroniczny niż w przypadku zwykłego listu pocztowego. Jeśli wiadomość nie zostanie odebrana i nie doczeka się odpowiedzi na następny dzień, potencjalny klient dojdzie do wniosku, że został zlekceważony. Zaleca się, by adresy poczty elektronicznej zamieszczane na stronach internetowych firmy były ogólne, odnosiły się raczej na przykład do określonego działu niż do konkretnej osoby. Co stanie się bowiem z listem przesłanym na adres [email protected], jeśli Fred wyjechał akurat na urlop? Wiadomość przesłana na adres [email protected] niemal na pewno dotrze do odpowiedniej osoby zajmującej się sprawami sprzedaży. Ponadto list taki może zostać odebrany przez kilku pracowników jednocześnie, co zwiększa szanse na udzielenie natychmiastowej odpowiedzi. Na adresy pocztowe publikowane na stronie WWW będzie zapewne przychodzić dużo spamu. Fakt ten trzeba wziąć pod uwagę, planując mechanizmy przesyłające dalej wiadomości wysłane na te adresy lub w inny sposób je obsługujące. Użytkownikom powinno się raczej udostępniać formularze, w których będą mogli wyrazić swoje opinie, niż umożliwiać im bezpośrednie wysyłanie wiadomości poczty elektronicznej, gdyż rozwiązanie takie znacznie obniży prawdopodobieństwo otrzymywania spamu.



Oczywiście „stare powiedzenie" na temat internetu nie może pochodzić sprzed wielu lat. Jest to podpis pod rysunkiem Petera Steinera, opublikowanym w gazecie The New Yorker z 5 lipca 1993 r.



 314



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Zaniedbywanie aktualizacji witryny Należy przywiązywać dużą wagę do regularnej aktualizacji witryny internetowej. Jej zawartość powinna być odświeżana co pewien czas, a informacje o zmianach organizacyjnych w firmie należy zamieszczać jak najszybciej. „Wiekowa" strona zniechęca do jej odwiedzania i każe przypuszczać, że większość (jeśli nie wszystkie) z zamieszczonych na niej informacji straciło już aktualność. Do sposobów uaktualniania stron WWW należy ich ręczna zmiana. Inną metodą jest tworzenie stron dynamicznych (np. za pomocą PHP). Jeśli skrypty mają dostęp do najświeższych informacji, wówczas zawartość witryny jest aktualizowana automatycznie.



Brak zainteresowania efektami działania witryny WWW Utworzenie strony internetowej jest niewątpliwie przedsięwzięciem godnym pochwały, trzeba jednak uzasadnić czas i koszty poniesione z tego powodu. Szczególnie w przypadku dużych firm prędzej czy później nadejdzie chwila, w której konieczne będzie zaprezentowanie wymiernych korzyści, jakie przynosi witryna. Prowadząc tradycyjne kampanie marketingowe, duże firmy wydają ogromne pieniądze na badania rynkowe — zarówno przed rozpoczęciem kampanii, jak i po jej zakończeniu w celu sprawdzenia skutków. Zależnie od wielkości budżetu przydzielonego na przedsięwzięcie internetowe wyniki takich badań mogą być pomocne w trakcie projektowania strony lub też określają one efekty publikacji witryny w internecie. Do prostszych i tańszych metod w tym zakresie należą: • Analiza wizyt na serwerze: Serwery WWW zbierają ogromne ilości danych na temat każdej wizyty z zewnątrz. Wiele spośród tych informacji jest bezużytecznych, a ich ogromna liczba sprawia, że w swej pierwotnej formie są praktycznie nieczytelne. W celu utworzenia czytelnych zestawień wizyt na stronie WWW koniecznie jest wykorzystanie odpowiednich narzędzi analizujących dzienniki zdarzeń systemowych serwerów. Dwa najbardziej znane, a jednocześnie darmowe, to: Analog, dostępny pod adresem http://www.analog.cx, oraz Webalizer, dostępny pod adresem http://www.mrunix.net/webalizer. Narzędzia komercyjne, takie jak Summary (http://summary.net) czy WebTrends Analytics (http://www.webtrends.com/), są zazwyczaj bardziej złożone. Programy do analizy dziennika zdarzeń systemowych serwera generują dane na temat liczby wizyt na wskazanej stronie internetowej, zmian ruchu zależnie od pory dnia oraz stron, które są najczęściej odwiedzane. • Monitoring sprzedaży: Zadaniem naszej broszury internetowej jest zwiększenie sprzedaży. Należy zapewnić sobie możliwość pomiaru jej efektywności przez porównanie wielkości sprzedaży przed uruchomieniem i po uruchomieniu witryny. Możliwość monitorowania sprzedaży komplikuje się jednak w przypadku dodatkowych zmian na rynku w tym samym czasie. • Zachęcanie gości do wyrażania opinii: Dzięki zadawaniu odpowiednich pytań internautom odwiedzającym witrynę można uzyskać wiele cennych opinii na jej temat. Umieszczenie odpowiedniego formularza czy choćby adresu poczty elektronicznej pozwala na nawiązanie kontaktu z odwiedzającymi. Inną zachętą może być na przykład ogłoszenie konkursu z nagrodami dla tych użytkowników, którzy podzielą się wrażeniami na temat witryny. • Badanie reprezentatywnych grup użytkowników: Badanie odpowiedniej grupy reprezentatywnych użytkowników jest bardzo skutecznym sposobem na uzyskanie oceny istniejącej witryny, a nawet tylko jej prototypu, niemającego jeszcze charakteru wersji



 Rozdział 14. • Komercyjne witryny internetowe



315



finalnej. W celu utworzenia takiej grupy wystarczy znaleźć ochotników, zachęcić ich do wyrażenia opinii, a następnie zapytać o uzasadnienie oceny. Końcowym etapem jest analiza otrzymanych informacji. Wykorzystanie tej ostatniej metody może pochłonąć duże koszty, jeśli badania prowadzą wyspecjalizowane firmy. Jej pracownicy tworzą grupę odzwierciedlającą stosunki demograficzne i profil osobowościowy całego społeczeństwa, a następnie umiejętnie przeprowadzają wywiady z członkami tej grupy. Badania mogą jednak równie dobrze nic nie kosztować, jeśli prowadzą je amatorzy wśród losowo dobranej grupy ludzi, których zakres znajomości rynku nie jest znany. Zatrudnienie wyspecjalizowanej agencji badań marketingowych jest jednym ze sposobów znalezienia reprezentatywnej grupy i uzyskania wiarygodnych rezultatów. Nie jest to jednak sposób jedyny. Jeśli zebraliśmy już wcześniej odpowiednią grupę ludzi, wystarczy zatrudnić odpowiedniego moderatora, posiadającego umiejętność łatwego nawiązywania kontaktów międzyludzkich oraz zachowującego bezstronność wobec wyników badań. Liczebność grupy powinna wynosić od sześciu do dziesięciu osób. Moderatorowi powinna towarzyszyć sekretarka lub stenotypistka, której obecność umożliwi swobodne prowadzenie dyskusji. Wyniki otrzymane dzięki przeprowadzeniu takiego badania będą tak samo reprezentatywne jak badana grupa. Jeśli produkt będzie oceniany tylko przez członków naszej rodziny czy przez personel firmy, to na pewno uzyskane wyniki nie będą adekwatne.



Przyjmowanie zamówień na produkty i usługi Jeśli reklama w internecie przyciągnie uwagę wielu osób, to kolejnym logicznym krokiem powinno być umożliwienie potencjalnym klientom składania zamówień na tej samej stronie internetowej. Doświadczeni sprzedawcy wiedzą, że najważniejsze jest nakłonienie klienta do jak najszybszego podjęcia decyzji. Im dłużej trwają rozważania na temat zakupu, tym jest bardziej prawdopodobne, że klient w końcu zrobi zakupy gdzie indziej lub w ogóle z nich zrezygnuje. Jeśli potencjalny klient chce jednak nabyć daną rzecz, to w naszym interesie jest umożliwienie mu dokonania zakupu tak szybko, jak to możliwe. Zmuszanie ludzi do odejścia od komputera i zatelefonowania pod podany numer czy też do udania się do wskazanego sklepu może ich jednak odwieść od tej decyzji. Jeśli więc zamieszczona na stronie internetowej informacja skłoniła użytkownika do dokonania zakupu, należy mu to umożliwić bez konieczności opuszczania witryny. Przyjmowanie zamówień przez internet jest dobrym rozwiązaniem dla firm różnych branż. Każdy zakup wymaga złożenia odpowiedniego zamówienia. Możliwość składania ich na stronie internetowej doprowadzi do wzrostu wielkości sprzedaży lub do zmniejszenia obciążenia sprzedawców. Oczywiście, udostępnienie mechanizmów obsługi zamówień on-line wiąże się z pewnymi wydatkami. Do kosztów należy zaliczyć utworzenie dynamicznych stron WWW, zorganizowanie systemu płatności i zapewnienie środków obsługi klientów. Ważną rzeczą przemawiającą na korzyść świadczenia sprzedaży on-line jest fakt, że większość tych kosztów pozostanie taka sama niezależnie od tego, czy przyjmowanych będzie tysiąc, czy milion zamówień. Aby jednak koszty nie przekraczały korzyści, należy sprzedawać produkty lub usługi, które będą się rozchodzić w odpowiednich ilościach. Zanim więc zaczniemy realizować pomysł prowadzenia sprzedaży w sieci, najpierw powinniśmy się zastanowić, czy taki sposób dystrybucji jest odpowiedni dla tych produktów. Do najczęściej zamawianych w internecie produktów i usług należą książki, czasopisma, programy i sprzęt komputerowy, wydawnictwa muzyczne, odzież, wyjazdy turystyczne oraz bilety na wydarzenia kulturalne i imprezy rozrywkowe.



 316



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Nie należy się jednak zniechęcać, jeśli naszego produktu nie ma na powyższej liście — wiele firm sprzedaje już w sieci dobra nienależące do wymienionych kategorii. Warto jednak rozważyć powody, dla których te akurat towary są najczęściej sprzedawane za pośrednictwem internetu. Najlepsze są produkty niepsujące się i takie, które można łatwo przesłać; na tyle drogie, by koszty przesyłki były w porównaniu z ich ceną niewielkie, i jednocześnie na tyle tanie, by potencjalny klient nie musiał sprawdzać ich jakości przed dokonaniem zakupu. Towarami, które najlepiej sprzedają się za pośrednictwem internetu, są produkty masowe. Kupując awokado, klient chce najpierw je zobaczyć i wziąć do ręki — każdy owoc różni się przecież od pozostałych. Egzemplarz książki, płyty CD czy program komputerowy jest identyczny jak cała reszta, klienci nie odczuwają więc potrzeby zobaczenia towaru przed jego nabyciem. Co więcej, oferowane towary powinny przyciągać uwagę użytkowników korzystających na co dzień z internetu. W trakcie pisania tej książki byli to w większości ludzie młodzi, zawodowo czynni, z ponadprzeciętnymi zarobkami, mieszkający w dużych miastach. Z biegiem czasu jednak z internetu będzie zapewne korzystać coraz więcej przedstawicieli innych grup społecznych. Niektóre towary mogą nigdy nie zostać uwzględnione w badaniach dotyczących handlu w sieci, co nie znaczy jednak, że handlujący nimi nie osiągną sukcesu. Jeśli dany produkt wypełnia lukę na rynku dóbr czy usług, internet może być idealnym środkiem przyciągnięcia klientów. Nawet jeśli tylko 10 osób z danego miasta kolekcjonuje figurki bohaterów filmowych z lat 80., witryna, na której będzie prowadzona ich sprzedaż, może całkiem nieźle prosperować, jeśli w każdym innym mieście będzie również po 10 osób mających takie samo hobby. Niektóre produkty są jednak niemal z góry skazane na niepowodzenie. Sprzedaż w internecie tanich, łatwo psujących się towarów, takich jak artykuły spożywcze, wydaje się pomysłem chybionym, co nie odstraszyło jednak niektórych firm od podjęcia się tego typu działalności — zazwyczaj bez powodzenia. Inne towary z kolei są idealne do reklamowania na stronach internetowych, ale nie nadają się do zamawiania ich w sieci. Dotyczy to głównie dużych, drogich produktów, takich jak samochody czy nieruchomości, wymagających głębokiego namysłu i sprawdzenia ich stanu przed nabyciem. Istnieje kilka elementów, które mogą wpłynąć na podjęcie decyzji o złożeniu zamówienia przez potencjalnego klienta. Są to między innymi: • pytania bez odpowiedzi, • zaufanie, • prostota obsługi, •



zgodność.



Jeśli użytkownik napotka jakąkolwiek niedogodność, najprawdopodobniej opuści witrynę, rezygnując ze złożenia zamówienia.



Pytania bez odpowiedzi Jeśli potencjalny klient nie będzie w stanie znaleźć natychmiastowej odpowiedzi na którekolwiek z zadanych przez siebie pytań, to najprawdopodobniej w ogóle zrezygnuje z zakupu towaru. Fakt ten stawia dodatkowe wymogi wobec projektanta witryny. Strona internetowa powinna być przede wszystkim dobrze rozplanowana. Czy osoba widząca j ą po raz pierwszy może bez trudu odnaleźć to, czego szuka? Należy upewnić się, że strona zawiera wszystkie potrzebne informacje, witryna jednak nie powinna być przeładowana treścią. Internauci nie wczytują się w treść strony,



 Rozdział 14. • Komercyjne witryny internetowe



317



ale raczej pobieżnie przeglądają jej zawartość, dlatego informacje na niej zamieszczone muszą być zwięzłe. W przypadku większości mediów reklamowych istnieją praktyczne ograniczenia, rzutujące na ilość przekazywanych informacji. Limit ten nie dotyczy jednak internetu. W przypadku stron WWW jedynymi ograniczeniami są koszt stworzenia i uaktualniania strony oraz umiejętności projektanta w zakresie rozplanowania i połączenia informacji w taki sposób, by użytkownik nie czuł się nimi przytłoczony. Można by sądzić, że witryna internetowa to darmowy, pracujący przez całą dobę, automatyczny sprzedawca. Nie znaczy to jednak, że tradycyjne sposoby obsługi klientów tracą na znaczeniu. Trzeba zachęcać ludzi do zadawania pytań oraz dążyć do tego, by otrzymali oni odpowiedź przez telefon, za pośrednictwem poczty elektronicznej czy innych środków przekazu tak szybko, jak jest to możliwe.



Zaufanie Jeśli klient nie zna naszej firmy, nie ma najmniejszego powodu, by żywić do niej zaufanie. Przecież każdy może założyć sobie stronę internetową. Nie trzeba cieszyć się zaufaniem, by skłonić kogoś do przejrzenia reklamy internetowej, jednak złożenie zamówienia takiego zaufania wymaga. Skąd użytkownik ma wiedzieć, że ta właśnie firma cieszy się dobrą reputacją? Decydując się na dokonanie zakupu poprzez internet, klienci przywiązują szczególną uwagę do kilku kwestii: • Co stanie się z ich danymi osobistymi? Czy zostaną one wykorzystane do wysyłania ogromnych ilości reklam albo sprzedane innym firmom, czy może będą przechowywane w sposób umożliwiający przypadkowym osobom uzyskanie do nich dostępu? Powiadomienie potencjalnych klientów o tym, co stanie się z podanymi przez nich danymi, jest kwestią niezwykle istotną. Jest to tzw. polityka prywatności (ang. privacy policy), a informacje na jej temat powinny być łatwo dostępne dla użytkownika. • Jaką reputację ma dana firma? Jeśli dana firma jest zarejestrowana zgodnie z obowiązującym prawem, posiada określone biuro, magazyn, adres i telefon oraz jest obecna na rynku już od dłuższego czasu, to na pewno wzbudzi większe zaufanie niż firma posiadająca tylko witrynę internetową i ewentualnie numer skrytki pocztowej. Tego typu informacje powinny pojawić się na stronie WWW. • Co się stanie, gdy klient nie będzie zadowolony z dokonanego zakupu? W jakich okolicznościach może domagać się zwrotu pieniędzy? Kto pokryje koszty wysyłki towaru? Sklepy internetowe są zazwyczaj bardziej liberalne w tych kwestiach niż pozostałe. Wiele z nich oferuje nawet bezwarunkową gwarancję satysfakcji. Trzeba więc rozważyć koszty takiej strategii i porównać je z korzyściami, jakie przyniesie liberalne traktowanie kwestii zwrotu pieniędzy za zakupione produkty. Niezależnie od ustanowionych zasad informacje na ten temat powinny być zamieszczone na stronie internetowej. • Czy klient może powierzyć firmie informacje o swojej karcie kredytowej? Największe obawy wszystkich potencjalnych klientów budzi konieczność udostępnienia danych na temat ich kart kredytowych przez internet. Dlatego też należy zapewnić bezpieczeństwo transmisji danych i informować o zastosowanych w tym celu środkach. Minimalnym wymogiem w tym zakresie jest wykorzystanie protokołu SSL (ang. Secure Sockets Layer) do transmisji danych między użytkownikiem a serwerem WWW oraz zapewnienie bezpieczeństwa samego serwera. Więcej informacji na ten temat zostanie przedstawionych w jednym z kolejnych rozdziałów.



 318



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Prostota obsługi Konsumenci znacznie różnią się między sobą pod względem umiejętności obsługi komputera, zdolności zapamiętywania, wiedzy ogólnej, a nawet używanego słownictwa. Z tego powodu strona internetowa powinna być jak najprostsza w obsłudze. Zasady projektowania interfejsu użytkownika są tematem wielu książek, przypomnijmy jednak kilka najważniejszych wskazówek. • Strona powinna być możliwie najprostsza. Im więcej opcji, reklam lub innych dodatków, tym większa szansa, że użytkownik się pogubi. • Tekst powinien być wyraźny. Należy stosować wyraźne, nieskomplikowane czcionki. Litery nie powinny być zbyt małe; należy też pamiętać, że na różnych komputerach będą one miały różną wielkość. • Sposób składania zamówienia powinien być jak najprostszy. Doświadczenia i zwykła intuicja wskazują, że im więcej kliknięć myszą użytkownik musi wykonać w celu dokonania zakupu, tym mniejsza jest szansa, że przebrnie on przez cały proces. Składanie zamówienia powinno się odbywać w jak najmniejszej liczbie kroków. Zwróćmy uwagę, że księgarnia Amazon.com już opatentowała metodę o nazwie 1-Click, dzięki której cały proces dokonuje się za pomocąjednego kliknięcia2. Stanowi to nie lada wyzwanie dla właścicieli pozostałych witryn internetowych. • Nie pozwól użytkownikom się zgubić. Każda strona powinna zawierać przyciski nawigacyjne i oznaczenia, w jakiej części serwisu się znajduje. Na przykład jeśli użytkownik znajduje się w określonej części serwisu, należy umieścić przyciski nawigacyjne ułatwiające poruszanie się po niej. W sytuacji gdy strona komercyjna wykorzystuje mechanizm wirtualnego koszyka, do którego klient może „wkładać" wybrane przez siebie towary, zanim dokona zakupu, każda strona powinna zawierać łącze do niego.



Zgodność Każda strona WWW przed jej opublikowaniem powinna zostać przetestowana w różnych przeglądarkach i systemach operacyjnych. Jeśli witryna nie będzie działać w najbardziej rozpowszechnionych, wówczas jej właściciel wykaże brak profesjonalizmu i powinien liczyć się z utratą rynku. Jeśli strona działa prawidłowo, to z dziennika zdarzeń systemowych serwera WWW można bez trudu odczytać informacje na temat przeglądarek wykorzystywanych przez użytkowników. Można przyjąć, że jeśli strona internetowa działa prawidłowo co najmniej w przeglądarce Firefox, pod dwiema ostatnimi wersjami przeglądarek Microsoft Internet Explorer, najnowszymi wersjami Internet Explorer w Windows i Safari dla komputerów Apple Mac, w ręcznym urządzeniu mobilnym oraz którąś z przeglądarek tekstowych, takich jak Lynx, to będzie ona prawidłowo wyświetlana u niemal wszystkich użytkowników. Należy pamiętać o sprawdzeniu wyglądu strony w różnych rozdzielczościach ekranu. U niektórych użytkowników może być ona bardzo wysoka, podczas gdy inni mogą oglądać strony na wyświetlaczach telefonów czy palmtopach. Trudno jest sprawić, by witryna wyglądała tak samo dobrze na ekranie szerokim na 2048 pikseli oraz wyświetlaczu szerokim na ledwie 240 pikseli.



2



Biuro Patentów i Znaków Towarowych USA, Patent nr 5 960 411 „Metoda i system składania zamówienia w sieci komunikacyjnej".



 Rozdział 14. • Komercyjne witryny internetowe



319



Należy unikać wykorzystywania na stronie najnowszych funkcji przeglądarek, chyba że zdecydujemy się na utworzenie kilku różnych wersji witryny. Kod HTML lub XHTML zgodny ze standardami powinien zawsze działać prawidłowo, jednak im starszy mechanizm, tym bardziej prawdopodobne, że będzie on prawidłowo obsługiwany przez każdą przeglądarkę i każde urządzenie.



Dostarczanie usług lub wyrobów mających postać cyfrową Wiele towarów i usług można sprzedawać w internecie i dostarczać klientowi przez firmę kurierską. Niektóre z nich jednak są dostępne bezpośrednio w internecie. Jeśli produkt czy usługa występują w formie umożliwiającej jej przesyłanie w sieci, to może być ona zamawiana, opłacana i dostarczana natychmiastowo, bez ingerencji ludzi. Czasem informacja ta jest udostępniana całkowicie za darmo lub przekazywana wraz z reklamami. Niektóre informacje mogą być dostarczane w ramach subskrypcji bądź po uiszczeniu odpowiedniej opłaty. Produkty mające postać cyfrową to przede wszystkim książki elektroniczne i muzyka w formacie MP3. Również elementy graficzne mogą zostać zdigitalizowane i pobrane bezpośrednio z sieci. Programy komputerowe także nie muszą być dystrybuowane na płytach CD — można je również pobrać przez internet. Usługi, które można w ten sposób sprzedawać, to dostęp do internetu i udostępnianie miejsca na serwerach WWW. Należą do nich także niektóre usługi, które mogą być wykonane przez tzw. systemy ekspertowe. Dostarczanie za pośrednictwem poczty czy firmy kurierskiej towarów w fizycznej postaci, zamówionych w internecie, ma w porównaniu z produktami i usługami cyfrowymi zarówno wady, jak i zalety. Przesłanie towaru pocztą kosztuje, natomiast pobranie produktu w formie cyfrowej z internetu jest niemal darmowe. Oznacza to, że jeśli dana rzecz może być powielana i sprzedawana elektronicznie, to koszt jej dostarczenia jest praktycznie taki sam, niezależnie od liczby sztuk. Oczywiście istnieją tutaj pewne ograniczenia: jeśli wielkość sprzedaży, a zatem również przesyłanych danych, osiągnie pewien pułap, wówczas konieczne będzie zainwestowanie w nowy sprzęt i wykupienie dodatkowych łączy. Towary i usługi cyfrowe są często kupowane pod wpływem impulsu. Zanim fizyczny produkt dotrze do nabywcy, musi minąć jakiś okres, natomiast czas pobierania towaru z sieci mierzy się w sekundach lub minutach. Może to jednak stanowić pewne zagrożenie —jeśli decydujemy się na przekazanie czegoś drogą elektroniczną, musimy to dostarczyć natychmiast. Nie można ręczne nadzorować wysyłek czy przesuwać ich w czasie w celu bardziej równomiernego obciążenia systemu. System natychmiastowych wysyłek jest z tego powodu bardziej narażony na działania wszelkiego rodzaju oszustów oraz znacznie obciąża zasoby komputerów. Cyfrowe towary i usługi doskonale odpowiadają idei e-commerce, choć oczywiście tylko niektóre rodzaje produktów mogą być dostarczane w ten sposób.



Zwiększanie wartości produktów i usług Zadaniem komercyjnych stron internetowych jest nie tylko sprzedaż dóbr i usług. Na przykład witryny firm kurierskich (m.in. UPS ma stronę pod adresem www.ups.com czy Fedex — www.fedex.com), umożliwiające śledzenie na bieżąco przesyłek, nie generują bezpośrednio żadnych przychodów. Stanowią one jednak dodatkową wartość właściwej usługi oferowanej przez te firmy. Umożliwienie klientowi śledzenia jego przesyłki czy na przykład sprawdzania stanu konta przez internet może dać wyraźną przewagę w stosunku do konkurencji, jeżeli tylko rozwiązanie takie zostanie wprowadzone odpowiednio szybko lub okaże się pożądane w danym sektorze usług.



 320



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Forum wsparcia klientów również należy do tej kategorii. Istnieją poważne komercyjne powody, by udostępnić klientom usługę, dzięki której będą mogli wymieniać między sobą opinie czy porady dotyczące produktów danej firmy. Klienci mogą rozwiązać swój problem, korzystając z rad innych użytkowników, nabywcy spoza kraju uzyskają pomoc techniczną bez konieczności uiszczania opłat za międzynarodowe rozmowy telefoniczne, a ponadto użytkownicy udzielają porad innym po godzinach pracy firmy. W ten sposób niewielkim kosztem można zwiększyć zadowolenie klientów.



Ograniczanie kosztów Do najczęściej wskazywanych powodów korzystania z internetu należy zmniejszanie kosztów. Oszczędności mogą wynikać z rozsyłania informacji za pośrednictwem sieci, ułatwień komunikacyjnych, zastępowania niektórych usług czy scentralizowania wykonania operacji. Jeśli dana firma musi rozsyłać informacje do dużej grupy osób, to wykonanie tego zadania za pośrednictwem internetu będzie znacznie mniej kosztowne. Dostarczanie cenników, katalogów produktów, dokumentacji, opisów technicznych itp. jest o wiele tańsze, jeśli zostaną one zamieszczone na stronie internetowej, a nie każdorazowo wydrukowane i rozesłane do zainteresowanych. Odnosi się to w szczególności do informacji zmieniających się regularnie co jakiś czas. Internet może również przyczyniać się do oszczędności związanych z usprawnieniem komunikacji. Bez względu na to, czy usprawnienie to polega na rozsyłaniu ofert do szerokiego grona ludzi i otrzymywaniu odpowiedzi w krótkim czasie, czy też chodzi o umożliwienie klientowi nawiązania kontaktu bezpośrednio z hurtownikiem lub producentem, rezultat będzie zawsze taki sam: spadek cen lub wzrost dochodów. Zastąpienie kosztownych usług ich elektronicznymi odpowiednikami może istotnie wpłynąć na obniżenie kosztów działalności, czego przykładem jest firma Egghead.com. Kierownictwo firmy podjęło decyzję o zamknięciu sieci sklepów ze sprzętem komputerowym i o świadczeniu usług w Internecie. Oczywiście utworzenie poważnej komercyjnej strony WWW wymaga dużych nakładów, jednak utrzymywanie 80 sklepów detalicznych wiąże się ze znacznie większymi kosztami. Należy jednak pamiętać, że taka zmiana rodzaju świadczonych usług wiąże się z pewnym ryzykiem — w najlepszym przypadku firma utraci tych klientów, którzy nie korzystają z internetu. Ostatecznie nowy pomysł na funkcjonowanie Egghead.com się nie sprawdził. W czasie boomu spółek internetowych w roku 1998 spółka pozbyła się posiadanych magazynów, natomiast już w roku 2001, gdy internetowa bańka pękła z hukiem, Egghead.com zbankrutował na mocy rozdziału 11. amerykańskiego prawa o upadłości. Również centralizacja operacji może prowadzić do obniżenia kosztów działalności. Firma składająca się z wielu oddziałów wydatkuje znaczne środki związane z opłacaniem czynszów, istnieniem kosztów stałych, wynagrodzeniami pracowników oraz kosztami utrzymania całego majątku. Przedsiębiorstwo wykorzystujące w swej działalności internet może mieć jedną siedzibę i być dostępne z każdego miejsca na świecie.



Ryzyko i zagrożenia Każde przedsiębiorstwo jest narażone na pewne ryzyko, związane np. z istnieniem konkurencji, kradzieżami, kaprysami klientów czy klęskami żywiołowymi. Ta lista nie ma końca. Istnieją jednak pewne charakterystyczne zagrożenia, niemal wyłącznie dotyczące firm prowadzących działalność w internecie. Są to między innymi:



 Rozdział 14. • Komercyjne witryny internetowe



•



321



crackerzy,



• przyciągnięcie niewystarczającej liczby klientów, • awarie sprzętu komputerowego, • awarie sieci elektrycznych, komunikacyjnych i komputerowych, • uzależnienie od firm kurierskich, • silna konkurencja, • błędy w oprogramowaniu, • zmiany polityki rządowej, • ograniczenie pojemności systemów.



Crackerzy Najczęściej opisywanym zagrożeniem dla firm internetowych są złośliwi użytkownicy komputerów, zwani crackerami. Każde przedsiębiorstwo jest narażone na działalność przestępców, natomiast zaawansowane technologicznie przedsięwzięcia internetowe przyciągają uwagę crackerów, mających różne intencje i umiejętności. Crackerzy mogą przypuścić atak na witrynę dla zabawy, źle pojętej sławy, w celu zniszczenia strony, dokonania kradzieży pieniędzy czy uzyskania darmowych towarów i usług. Do najważniejszych środków zabezpieczenia witryny należą: • tworzenie zapasowych kopii ważnych informacji, • prowadzenie polityki zatrudnienia przyciągającej ludzi uczciwych i zapewniającej ich lojalność wobec pracodawcy, bowiem najgroźniejsze są ataki na firmę prowadzone „z wewnątrz", • stosowanie odpowiednich środków bezpieczeństwa wobec oprogramowania — na przykład zakup stabilnego i pewnego oprogramowania komputerów i jego uaktualnianie, • szkolenie personelu w zakresie rozpoznawania zagrożeń, • prowadzenie ciągłej kontroli systemu w celu wykrycia ewentualnych włamań lub prób włamania. Większość włamań do systemów komputerowych była możliwa z powodu rażących zaniedbań w zakresie bezpieczeństwa, tj. stosowania łatwych do odgadnięcia haseł, błędów w konfiguracji czy używania przestarzałego oprogramowania. Stosowanie wyżej wymienionych środków ostrożności ustrzeże przed atakami amatorów, a w najgorszym wypadku zapobiegnie utracie danych.



Przyciągnięcie niewystarczającej liczby klientów Choć ataki crackerów stanowią poważne zagrożenie, upadek większości przedsięwzięć w zakresie e-commerce jest spowodowany czynnikami czysto ekonomicznymi. Budowa i wypromowanie dużego serwisu internetowego wymaga ogromnych nakładów. Firmy często godzą się na ponoszenie dużych strat w początkowym okresie działalności, licząc na to, że po osiągnięciu pewnej pozycji na rynku liczba klientów i wielkość przychodów zaczną się zwiększać. Pęknięcie internetowej bańki doprowadziło do upadku wielu spółek, ponieważ jednocześnie wyschło źródło kapitału finansującego przynoszące wciąż straty sklepy internetowe. Jednym z głośniejszych



 322



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



niepowodzeń był upadek europejskiego serwisu boo.com, którego sześciomiesięczna działalność kosztowała 120 milionów dolarów i zakończyła się przejęciem przez inną firmę. Nie znaczy to bynajmniej, że Boo nie prowadził sprzedaży. Przyczyną bankructwa była przewaga wydatków nad przychodami.



Awarie sprzętu komputerowego Oczywiste jest, że każda awaria krytycznej części któregokolwiek z komputerów wywiera negatywny wpływ na funkcjonowanie firmy prowadzącej działalność w internecie. Prowadzenie dużej, kluczowej dla całego przedsięwzięcia witryny internetowej skłania jej właścicieli do instalowania wielu dublujących się systemów, dzięki czemu awaria jednego z nich nie spowoduje przerwania pracy całego serwisu. Mając na uwadze straty, jakie mogą być spowodowane unieruchomieniem witryny na czas potrzebny do dokonania ewentualnych napraw, należy przeanalizować opłacalność zakupu i instalacji kilku działających równolegle systemów. Komputery, na których działa serwer Apache, PHP i MySQL, stosunkowo łatwo jest skonfigurować, a dzięki użyciu replikacji serwera MySQL, również synchronizować, lecz jednocześnie znacznie zwiększają one koszty sprzętu, infrastruktury sieciowej i utrzymywania witryn internetowych.



Awarie sieci elektrycznych, komunikacyjnych i komputerowych oraz systemu wysyłkowego Firmy prowadzące działalność w internecie są uzależnione od dostawców usług internetowych. Jeśli witryna jest z jakichś powodów niedostępna w sieci, nie pozostaje nic innego, jak czekać na naprawę usterki i przywrócenie połączenia. To samo dotyczy przerw w dostawie prądu oraz zaprzestania współpracy z firmą wysyłkową, spowodowanego np. strajkiem pracowników. Dysponując odpowiednio dużym budżetem, można rozważać możliwość korzystania z usług różnych dostawców. Rozwiązanie takie jest droższe, jednak gdy jeden z nich zawiedzie, jego zadania zostaną przejęte przez innych. Negatywnych skutków krótkotrwałych przerw w dostawie energii elektrycznej można uniknąć, stosując odpowiednie urządzenia.



Silna konkurencja Otwierając niewielki sklepik na rogu ulicy bardzo łatwo jest zidentyfikować ewentualne zagrożenia ze strony konkurencji. Konkurentami są przede wszystkim ci sklepikarze, którzy w tej samej okolicy handlują podobnymi produktami, nowe sklepy powstają natomiast dosyć rzadko. W przypadku handlu w internecie sprawa jest jednak bardziej skomplikowana. Zależnie od wysokości kosztów wysyłki, konkurenci mogą działać niemal w każdym kraju świata, w innych warunkach gospodarczych związanych ze zmianami kursów walutowych i kosztów pracy. W internecie konkurencja jest niezmiernie silna i ulegająca nieustannym zmianom. W niektórych branżach działalności internetowej nowi konkurenci mogą pojawiać się niemal codziennie. Nie ma co prawda możliwości wyeliminowania konkurencji, jednak dzięki ciągłemu rozwojowi firma internetowa pozostaje konkurencyjna i skutecznie rywalizuje z innymi przedsiębiorstwami z tej samej branży.



 Rozdział 14. • Komercyjne witryny internetowe



323



Błędy w oprogramowaniu Przedsięwzięcie bazujące na oprogramowaniu jest niezwykle podatne na ewentualne błędy w nim występujące. Prawdopodobieństwo wystąpienia błędów programowych można zmniejszyć, używając stabilnego oprogramowania, dokonując gruntownych testów całego systemu w przypadku dokonywania w nim zmian, stosując jasno określone procedury testowe oraz unikając dokonywania jakichkolwiek modyfikacji we właściwym systemie bez uzyskania pozytywnych wyników testów przeprowadzonych na systemie rezerwowym. Negatywne skutki wystąpienia błędów programowych można zniwelować poprzez: regularne wykonywanie kopii bezpieczeństwa wszystkich danych, unikanie w miarę możliwości zmian konfiguracji programu w przypadku wprowadzania w nim modyfikacji oraz monitorowanie pracy systemu pod kątem ewentualnego wystąpienia błędów.



Zmiany polityki rządowej W wielu krajach prawodawstwo dotyczące komercyjnej działalności w internecie jest niespójne, niedostatecznie opracowane bądź nie przystaje do rzeczywistych warunków. Niestety, to jeszcze nie wszystko. Niektóre formy działalności mogą być ograniczane lub zabronione w przyszłych regulacjach prawnych, a ponadto obciążone dodatkowymi podatkami. Nie sposób uniknąć tych zagrożeń. Jedynym wyjściem w tej sytuacji jest śledzenie zmian prawnych i dostosowywanie do nich własnej działalności gospodarczej. Można co najwyżej dołączyć do grupy lobbującej na rzecz danego rozwiązania.



Ograniczenie pojemności systemów Ważną kwestią, którą należy mieć na uwadze projektując system, jest perspektywa jego rozwoju. Żywiąc nadzieję, że z biegiem czasu jego obciążenie będzie coraz większe, powinno się go projektować w taki sposób, by istniała możliwość sprawnego rozszerzania pojemności. Jednym ze sposobów zwiększania możliwości systemu jest po prostu zakup efektywniejszego sprzętu. Wydajność pracy komputerów jest jednak ograniczona. A więc, czy system został tak zaprojektowany, że w razie konieczności jego różne moduły można umieścić na oddzielnych maszynach, co zmniejszy obciążenie sprzętu? Czy baza danych jest w stanie jednocześnie obsłużyć większą liczbę zapytań pochodzących z różnych komputerów? Czy kod realizujący połączenie z bazą danych został napisany tak, by później można go było zmienić w sposób pozwalający na zapisywanie danych do nadrzędnego serwera replikacji i odczytywanie ich z różnych serwerów nadawców? Niewiele jest systemów, które bez problemów radzą sobie z nagłym wzrostem obciążenia. Jeśli jednak zostaną zaprojektowane z myślą o ich przyszłym rozwoju, to znalezienie i usunięcie wąskich gardeł związanych ze wzrostem liczby klientów będzie o wiele łatwiejsze.



Wybór strategii Niektórzy sądzą, że internet zmienia się zbyt szybko, by tworzyć dalekosiężne plany działalności. Naszym zdaniem jednak owa zmienność jest przyczyną tego, że planowanie jest wręcz niezbędne. Rezygnacja z wyznaczenia konkretnych celów i określenia strategii działania spowoduje, że nasze



 324



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



reakcje będą odpowiedzią na aktualne zmiany warunków zewnętrznych, nie będzie natomiast możliwości wcześniejszego podjęcia działań dostosowawczych do warunków, których zaistnienia dopiero się spodziewamy. Powyżej zostały wskazane zadania najczęściej stawiane przed witrynami komercyjnymi oraz uświadomione zagrożenia. Można więc mieć nadzieję, że wiedza ta skłoni Czytelnika do bardziej precyzyjnego określenia strategii działania. Będzie ona wymagać przede wszystkim określenia modelu działalności. W większości przypadków nie będzie się on różnił od tych już wdrożonych w życie, ale nie stoi to na przeszkodzie stworzeniu zupełnie nowej koncepcji działania. Czy lepiej jest dostosować już istniejące formy działalności do warunków internetu i naśladować konkurentów, czy też bardziej korzystne jest stworzenie zupełnie nowego rodzaju usługi i wystąpienie w roli pioniera na rynku?



W następnym rozdziale W następnym rozdziale przedstawimy szczegółowe kwestie dotyczące ochrony komercyjnych stron internetowych oraz związane z tym pojęcia, zagrożenia i techniki.



 Rozdział 15.



Bezpieczeństwo komercyjnych stron WWW W tym rozdziale zostaną przedstawione zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa handlu w internecie. Zastanowimy się, komu może zależeć na zdobyciu posiadanych przez nas informacji oraz jakie mogą być metody ich uzyskania. Przedstawimy również podstawowe sposoby zapobiegania tego typu działaniom oraz wykorzystywane w tym celu technologie, m.in. szyfrowanie, uwierzytelnianie oraz śledzenie. W tym rozdziale zostaną poruszone następujące zagadnienia: • waga posiadanych informacji, • zagrożenia bezpieczeństwa, • opracowanie polityki bezpieczeństwa, •



użyteczność, wydajność, koszty i bezpieczeństwo,



•



zasady uwierzytelniania,



•



mechanizm uwierzytelniania na witrynie,



• podstawy szyfrowania, •



szyfrowanie z kluczem prywatnym,



•



szyfrowanie z kluczem publicznym,



•



podpisy cyfrowe,



• certyfikaty cyfrowe, • bezpieczne serwery WWW, •



monitorowanie i zapisywanie zdarzeń,



• zapory sieciowe, •



tworzenie kopii zapasowych,



• bezpieczeństwo fizyczne.



 326



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Jakq wagę majq posiadane przez nas informacje? Gdy rozważamy kwestie bezpieczeństwa, pierwszą czynnością, jaką powinniśmy wykonać, jest ocena ważności informacji, które mają być chronione. Musimy przy tym brać pod uwagę znaczenie tych informacji zarówno dla ich posiadacza, jak i dla potencjalnego crackera. Najwygodniej przyjąć założenie, że wszystkie strony komercyjne powinny być przez cały czas jak najlepiej chronione, jednak każdy zastosowany w tym celu środek bezpieczeństwa oznacza dodatkowe koszty. Przed podjęciem decyzji dotyczących czasu i nakładów, jakie mają być przeznaczone na stworzenie odpowiednich zabezpieczeń, trzeba najpierw ocenić wartość samych informacji. Wartości danych przechowywanych na komputerze miłośnika informatyki, przedsiębiorstwa, banku i organizacji wojskowej istotnie się od siebie różnią. Odpowiednio różnią się też środki, jakie potencjalny cracker jest gotów wykorzystać, aby te informacje zdobyć. Należy więc zadać sobie pytanie: jak bardzo atrakcyjne dla złośliwego internauty mogą być informacje przechowywane na naszym komputerze? Użytkownicy wykorzystujący komputery w domu nie będą przywiązywali zbyt wielkiej wagi do zasad ochrony informacji ani tym bardziej nie będą ich wdrażać na swoich maszynach. Zważywszy, że posiadane przez nich informacje nie przedstawiają większej wartości dla nikogo oprócz nich samych, do ataków wymierzonych przeciwko nim dochodzi niezmiernie rzadko, a włamywacz nie wysila się zbytnio ani też zapewne nie posiada wystarczających umiejętności, by wykraść dane. Jednak wszyscy użytkownicy komputerów pracujących w sieci powinni zastosować pewne środki ostrożności, ponieważ nawet komputer posiadający informacje niemające żadnego znaczenia może być wykorzystany do przeprowadzenia za jego pośrednictwem ataku na inne systemy lub jako maszyna rozpowszechniająca wirusy i robaki internetowe. Systemy organizacji wojskowych są łakomym kąskiem zarówno dla pojedynczych crackerów, jak i dla rządów innych państw. W tym drugim przypadku można spodziewać się, że do przeprowadzenia ataku zostaną wykorzystane wszystkie najnowsze zdobycze techniki, tak więc zawczasu należy wyszkolić personel organizacji i wykorzystać wszystkie dostępne zasoby w celu zapobieżenia wrogim działaniom w przyszłości. Komercyjne strony internetowe przyciągają mniejszą uwagę potencjalnych włamywaczy niż systemy wojskowe, na pewno jednak są o wiele bardziej narażone na ataki niż komputery domowe. Dlatego ilość zasobów poświęcana na opracowanie mechanizmów bezpieczeństwa powinna być odpowiednia do skali zagrożenia.



Zagrożenia bezpieczeństwa Jakie jest ryzyko prowadzenia witryny komercyjnej? Jakie zagrożenia się z tym wiążą? Niektóre z potencjalnych zagrożeń zostały już przedstawione w rozdziale 14. Znaczna część z nich miała związek właśnie z bezpieczeństwem. Zależnie od rodzaju strony WWW, wśród zagrożeń związanych z jej bezpieczeństwem można wymienić: • ujawnienie informacji poufnych, • utrata lub zniszczenie danych, • modyfikacje danych,



 Rozdział 15. • Bezpieczeństwo komercyjnych stron WWW



•



blokada usługi,



•



błędy w oprogramowaniu,



•



zaprzeczenie korzystania z usługi.



327



Poniżej zostanie pokrótce omówione każde z tych zagrożeń.



Ujawnienie informacji poufnych Dane przechowywane w komputerze lub przesyłane pomiędzy jednym a drugim komputerem mogą być poufne. Taki charakter mają informacje przeznaczone tylko dla niektórych osób, np. katalogi cen hurtowych, a także dane dostarczane przez klienta, takie jak używane przez niego hasło dostępu, dane osobiste czy numer karty kredytowej. Pozostaje mieć nadzieję, że dane takie nie będą przechowywane na serwerze WWW, gdyż nie takie jest jego przeznaczenie. Jeśli chcemy przechowywać w komputerze listę płac czy plan podboju świata, lepiej wykorzystać do tego celu maszynę niebędącą serwerem WWW. Z natury rzeczy serwer internetowy jest maszyną ogólnie dostępną, a więc powinno się na nim przechowywać tylko informacje przeznaczone dla wszystkich lub te dane, które dopiero co zostały przesłane przez użytkowników. Aby zminimalizować ryzyko ujawnienia poufnych informacji, należy ograniczyć sposoby uzyskiwania do nich dostępu oraz określić grupę osób uprawnionych do ich przeglądania. Wiąże się z tym zaprojektowanie systemu w stosowny sposób, właściwe skonfigurowanie serwera, napisanie odpowiedniego oprogramowania, przetestowanie wszystkich składników systemu, usunięcie niepotrzebnych usług serwera W W W oraz wykorzystanie mechanizmu uwierzytelniania. Należy z dużą uwagą projektować, konfigurować, implementować i testować system, dzięki czemu możliwe będzie zmniejszenie ryzyka włamania i, co równie ważne, ograniczenie prawdopodobieństwa wystąpienia błędu, który mógłby doprowadzić do ujawnienia przechowywanych informacji. Należy usunąć niepotrzebne usługi serwera W W W , aby zmniejszyć liczbę potencjalnych słabych punktów systemu. Każda z udostępnianych usług może mieć swoje słabe miejsca, dlatego też należy regularnie uaktualniać oprogramowanie w celu ich eliminacji. Poważne niebezpieczeństwo stanowią zwłaszcza usługi, które w ogóle nie są używane. Jeśli nie przewiduje się wykonywania polecenia rep, to po co w ogóle tę usługę instalować 1 ? W przypadku instalowania systemu Linux lub Windows NT jako systemu serwera sieciowego zostanie do niego dołączony cały zestaw usług, z których większość nie będzie wykorzystywana. Należy j e zatem usunąć. Uwierzytelnianie oznacza konieczność potwierdzenia przez użytkownika swojej tożsamości. Mając dane na temat tożsamości użytkownika zgłaszającego żądanie, system może zadecydować o udzieleniu mu, lub odmowie, dostępu do zasobów. Opracowano wiele metod uwierzytelniania, w praktyce jednak wykorzystuje się tylko dwie z nich: hasło dostępu lub podpis cyfrowy. Więcej informacji na ten temat znajduje się w jednym z kolejnych podrozdziałów. Nawet niezamierzone ujawnienie poufnych danych może być bardzo kosztowne — zarówno pod względem finansowym, jak i utraty dobrej opinii. Przykładem jest firma CD Universe, do której pod koniec 1999 roku zgłosił się cracker o pseudonimie Maxus, twierdząc, że posiada numery 300 tysięcy kart kredytowych, wykradzione ze strony internetowej firmy. W zamian za niewykorzystanie tych danych szantażysta zażądał 100 tysięcy dolarów okupu. Kierownictwo firmy nie ugięło 1



Nawet jeśli usługa rep jest używana, to lepszym rozwiązaniem będzie jej usunięcie i zainstalowanie w jej miejsce bezpieczniejszej usługi sep.



 328



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



się pod tym żądaniem. W konsekwencji firma znalazła się na pierwszych stronach gazet, gdyż cracker zaczął udostępniać wykradzione numery kart innym osobom, które nie zawahały się wykorzystać ich do zrobienia zakupów na cudzy koszt. Ryzyko ujawnienia danych istnieje również w przypadku przesyłania ich w sieci. Protokół TCP/IP posiada wiele cech, dzięki którym stał się standardem łączącym różne rodzaje sieci w jeden wielki twór — internet, jednak bezpieczeństwo nie jest jego mocną stroną. Działanie TCP/IP opiera się na dzieleniu przesyłanych danych na części zwane pakietami, które następnie są przekazywane od jednego komputera do drugiego do momentu, gdy dotrą do miejsca przeznaczenia. Oznacza to, że dane przechodzą przez wiele różnych komputerów (rysunek 15.1). Każdy z nich mógłby posłużyć do podejrzenia przesyłanych za jego pośrednictwem informacji. Rysunek 15.1. Transmisja danych w internecie polega na przesyłaniu ich za pośrednictwem wielu różnych komputerów, których zabezpieczenia mogą być niewystarczające



Internet



W celu prześledzenia drogi, jaką przebywają dane wysłane z określonej maszyny, można użyć polecenia traceroute systemu Unix. Komenda ta spowoduje wypisanie adresów wszystkich komputerów, przez które będą przechodzić pakiety danych, zanim dotrą do komputera docelowego. Jeśli maszyna docelowa znajduje się w tym samym kraju, pakiety te przejdą przez około 10 komputerów pośredniczących. W przypadku gdy komputer docelowy jest zlokalizowany poza granicami kraju, przesyłanie danych może odbywać się za pośrednictwem nawet 20 maszyn. Jeśli firma posiada rozległą i skomplikowaną sieć komputerową, to wysłane z niej dane mogą przejść przez 5 innych maszyn, zanim w ogóle zostaną wysłane na zewnątrz budynku przedsiębiorstwa. W celu zabezpieczenia poufnych informacji można je zaszyfrować przed wysłaniem i odszyfrować na komputerze docelowym. Wiele serwerów WWW wykorzystuje w tym celu protokół SSL opracowany przez firmę Netscape. Jest to niezbyt kosztowna i wymagająca niewielkiego nakładu pracy metoda ochrony przesyłanych informacji, jednak wykonywanie przez serwer dodatkowych operacji, polegających na szyfrowaniu danych wychodzących i rozszyfrowywaniu danych przychodzących, powoduje, że liczba użytkowników, jaka w tym czasie może zostać obsłużona, gwałtownie się zmniejsza.



Utrata lub zniszczenie danych Znacznie poważniejsze następstwa mogą wyniknąć z utraty danych niż z ich ujawnienia. Po spędzeniu długich miesięcy na tworzeniu witryny internetowej, a następnie gromadzeniu informacji o klientach i złożonych przez nich zamówieniach utrata tych danych może być bardzo kosztowna — zarówno w wymiarze finansowym, jak i ze względu na zmarnowany czas i nadszarpniętą reputację. Jeśli nie istnieją żadne kopie utraconych danych, konieczne będzie utworzenie nowej witryny od podstaw i rozpoczęcie działalności właściwie od zera. Na pewno zniechęciłoby to również klientów oraz zachęciło użytkowników twierdzących, że zamówili towary, których potem nie otrzymali.



 Rozdział 15. • Bezpieczeństwo komercyjnych stron WWW



329



Nie można wykluczyć, że crackerzy włamią się do systemu i sformatują twardy dysk. Być może jakiś beztroski administrator czy programista przypadkiem usunie jakieś dane. Jest niemal pewne, że pewnego dnia zepsuje się dysk twardy — talerze dysków obracają się przecież tysiące razy na minutę i od czasu do czasu ulegają awariom. Parafrazując prawo Murphy'ego, uszkodzeniu ulegnie dysk zawierający najważniejsze dane, których kopia zapasowa została wykonana dawno temu. W celu zapobieżenia tego typu sytuacjom można zastosować szereg środków ostrożności. Przede wszystkim należy zabezpieczyć serwery przed atakiem ze strony crackerów. Liczba pracowników mających dostęp do systemu powinna być jak najmniejsza, a wszyscy powinni również posiadać fachową wiedzę i doświadczenie. Ważne, by wykorzystywane dyski charakteryzowały się wysoką jakością; zalecane jest też stosowanie macierzy RAID (ang. Redundant Array of Inexpensive Disks), dzięki której kilka dysków funkcjonuje jak jeden szybszy i bardziej niezawodny nośnik danych. Tak naprawdę istnieje tylko jeden niezawodny sposób ochrony przed utratą danych: tworzenie kopii zapasowych. Nie jest to żadne wielkie przedsięwzięcie, wręcz odwrotnie — czynność nużąca, nudna i, pozostaje mieć nadzieję, bezużyteczna, ale o ogromnym znaczeniu. Należy dbać o regularne wykonywanie kopii zapasowych, wcześniej jednak konieczne jest przetestowanie używanych do tego celu narzędzi, by upewnić się, że zapasowe dane będzie można łatwo odzyskać. Zapasowe kopie danych nie powinny być przechowywane w komputerach. Chociaż prawdopodobieństwo tego, że siedziba firmy doszczętnie spłonie czy też dosięgnie jej inny żywioł, jest bardzo małe, to przechowywanie kopii zapasowych w innym budynku jest tanim, ale niezwykle skutecznym środkiem zabezpieczającym.



Modyfikacje danych Całkowita utrata danych pociąga za sobą trudne do przewidzenia konsekwencje, jednak modyfikacje istniejących danych mogą stanowić jeszcze większe zagrożenie. Co może się stać, gdy ktoś niepowołany uzyska dostęp do systemu i dokona zmian w plikach? Usunięcie dużej ilości danych zostanie zapewne szybko zauważone i dzięki kopiom zapasowym będzie możliwe ich odzyskanie. Ile jednak czasu minie, zanim ktokolwiek zorientuje się, że dane uległy modyfikacji? Modyfikacje plików mogą dotyczyć plików z danymi lub plików wykonywalnych. Motywem działania crackera może być chęć zostawienia własnego znaku na stronie internetowej lub zdobycie informacji w celu dokonania oszustwa. Zastąpienie któregoś z plików wykonywalnych jego odpowiednio zmodyfikowaną wersją może umożliwić włamywaczowi nieograniczony dostęp do systemu w przyszłości bądź też stanowić furtkę do uzyskania w systemie znacznie szerszych uprawnień. Jedną z metod zabezpieczenia się przed modyfikacją danych przesyłanych w sieci jest obliczanie ich sumy kontrolnej. Co prawda nie uniemożliwi to dokonania zmian przez kogoś nieuprawnionego, jednak osoba, dla której dane te są przeznaczone, może łatwo sprawdzić, czy uległy one modyfikacji, wyliczając nową sumę kontrolną i porównując ją z sumą kontrolną danych oryginalnych. Zaszyfrowanie danych również utrudni dokonanie w nich jakichkolwiek zmian, gdyż znacznie trudniej będzie je niepostrzeżenie zmodyfikować. W celu ochrony plików przechowywanych na serwerze przed ewentualnymi zmianami ich zawartości należy wykorzystać możliwość nadawania uprawnień, udostępnianą przez system operacyjny, i zabezpieczyć sam system przed dostępem z zewnątrz. Nadając odpowiednie prawa dostępu, można zezwolić użytkownikowi na korzystanie z zasobów systemu, ograniczając mu jednocześnie możliwość dokonywania w nim zmian czy też modyfikacji plików należących do innych użytkowników. Brak możliwości określania praw dostępu jest jedną z przyczyn, dla których Windows 95, Windows 98 i ME nie nadają się do wykorzystania jako systemy operacyjne serwerów.



 330



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Wykrycie dokonanych zmian jest bardzo trudne. Jeśli w którymś momencie dojdziemy do wniosku, że zabezpieczenia systemu zostały złamane, to skąd wiadomo, czy zmianom nie uległy ważne pliki? Przecież niektóre pliki, jak choćby te wykorzystywane przez bazy danych do przechowywania zawartości tabel, zmieniają się niemal co chwila. Inne z kolei pozostają niezmienione przez cały okres od momentu ich zapisania na dysku, chyba że celowo zostały uaktualnione. Zarówno dane, jak i programy mogą zostać podstępnie zmienione, o ile jednak programy można zainstalować na nowo, o tyle w przypadku plików z danymi nigdy nie ma pewności, która wersja jest „czysta". Narzędzia służące do analizy integralności plików, takie jak Tripwire, zapisują informacje na temat ważnych plików zaraz po ich instalacji. Informacje te mogą być później wykorzystane do sprawdzenia, czy pliki te nie uległy zmianie. Komercyjną lub darmową wersję tego programu można pobrać ze strony http://www.tripwire.com.



Blokada usługi Jednym z zagrożeń, przed którym najtrudniej ustrzec witrynę internetową, jest blokada usługi, zwana po angielsku Denial of Service (DoS). Do blokady tej dochodzi wtedy, gdy czyjeś działania powodują powstanie utrudnień lub całkowicie uniemożliwiają uzyskanie dostępu do usługi — albo też opóźniają dostęp do usług, w których czas ma podstawowe znaczenie. Na początku 2000 roku wiele znanych witryn internetowych zostało zaatakowanych przy użyciu tzw. blokady rozproszonej (ang. Distributed Denial of Service — DDoS). Ucierpiały wówczas między innymi serwisy Yahoo!, eBay, Amazon, E-Trade i Buy.com. Wszystkie te witryny dysponują łączami o ogromnej przepustowości, jednak mimo to ich systemy mogą zostać zablokowane w wyniku DoS. Trudno wskazać konkretne korzyści, jakie potencjalny cracker mógłby osiągnąć z powodu zablokowania popularnego serwisu internetowego, niemniej właściciel zablokowanej witryny traci zarówno pieniądze, czas, jak i dobrą opinię. Niektóre witryny są szczególnie obciążone w określonych porach. Witryny umożliwiające rezerwowanie biletów przeżywają istne oblężenie tuż przed większymi zawodami sportowymi. Jednym ze sposobów, w jaki crackerzy próbowali w roku 2004 wykorzystać możliwość przeprowadzenia ataku DDoS, było wymuszenie pieniędzy od właścicieli tego rodzaju witryn pod groźbą przeprowadzenia takiego ataku właśnie w okresie największego natężenia wizyt klientów. Jednym z powodów, dla których tak trudno ustrzec się przed atakami tego typu, jest fakt, że mogą one być przeprowadzone na wiele różnych sposobów. Polegają np. na zainstalowaniu na atakowanym serwerze WWW programu, którego wykonanie będzie czasochłonne dla procesora, na wykorzystaniu tzw. odwrotnego spammingu (ang. reverse spamming) czy użyciu zautomatyzowanych programów. Odwrotny spamming polega na wysyłaniu ogromnych ilości listów elektronicznych, w których jako nadawca zostaje wymieniony właśnie serwis mający być obiektem ataku. Witryna zostanie wówczas zalana odpowiedziami niezadowolonych internautów, do których te listy trafiły. Zadaniem programów zautomatyzowanych jest zainicjowanie ataku DDoS na wskazaną witrynę z różnych maszyn jednocześnie. Nie trzeba zbyt wielkich umiejętności, by znaleźć słabe punkty większej liczby maszyn pracujących w Internecie, a następnie zainstalować na nich odpowiedni program. Cały proces będzie przebiegał automatycznie, wystarczy więc, że napastnik zainstaluje taki program tylko na jednym komputerze, co zwykle nie trwa nawet pięciu sekund. Po dokooptowaniu odpowiedniej liczby komputerów wystarczy wydać im polecenie, by zbombardowały wybrany serwis internetowy gradem żądań dostępu. Przeciwdziałanie atakom DoS jest niezwykle trudne. Można w tym celu sprawdzić, jakie porty są najczęściej wykorzystywane w trakcie tych ataków, a następnie je zablokować. Router może



 Rozdział 15. • Bezpieczeństwo komercyjnych stron WWW



331



zawierać mechanizmy, które ograniczą liczbę żądań wykorzystujących określony protokół, np. ICMP, do procentowo określonej wielkości. Generalnie znalezienie komputerów, z których atak jest przeprowadzany, jest znacznie łatwiejsze niż ochrona własnych maszyn przed blokadą. Gdyby każdy administrator poświęcał odpowiednio wiele uwagi monitorowaniu zarządzanej przez siebie sieci, blokady DDoS nie sprawiłyby aż tylu problemów. Ponieważ istnieje mnóstwo metod przeprowadzenia ataku, najlepszym rozwiązaniem wydaje się ciągłe monitorowanie ruchu w sieci, a w razie zauważenia jakichś nieprawidłowości natychmiastowe podjęcie odpowiednich działań.



Błędy w oprogramowaniu Nie można wykluczyć, że zakupione, otrzymane czy samodzielnie napisane oprogramowanie zawiera poważne błędy. Wziąwszy pod uwagę krótki czas, w jakim zazwyczaj są realizowane projekty internetowe, wystąpienie takich błędów jest bardzo prawdopodobne. Każde przedsięwzięcie opierające się na oprogramowaniu jest niezwykle podatne na jego usterki. Błędy w oprogramowaniu mogą być przyczyną wielu trudnych do przewidzenia zdarzeń, takich jak niedostępność usługi, zmniejszenie poziomu bezpieczeństwa systemu czy obniżenie jakości świadczonych usług. Do najczęstszych przyczyn błędów w oprogramowaniu należą: nieprawidłowa dokumentacja projektu, błędne założenia przyjmowane w trakcie jego realizacji oraz nieodpowiednie metody testowania. Wadliwa dokumentacja Im bardziej uboga lub niejednoznaczna jest dokumentacja projektu, tym większe prawdopodobieństwo, że końcowy produkt zawiera błędy. Może się wydawać zbyteczne wyszczególnianie, że przy braku akceptacji karty kredytowej klienta zamówiony towar nie powinien być wysyłany, jednak twórcy co najmniej jednej poważnej witryny komercyjnej popełnili taki błąd. Im programiści mają mniej doświadczenia w zakresie tworzenia oprogramowania danego typu, tym bardziej szczegółowa powinna być dokumentacja projektu. Założenia p r z y j m o w a n e w trakcie realizacji projektu Projektanci i programiści tworzący system muszą przyjmować szereg różnych założeń. Można mieć nadzieję, że zostaną one wyszczególnione w dokumentacji i okażą się trafne. Czasem jednak przyjęte założenia okazują się błędne. Niektórzy mogą na przykład z góry przyjąć, że dane wejściowe są prawidłowe, nie zawierają znaków zastrzeżonych, a ich rozmiar nie przekracza określonej wielkości. Inne założenia mogą dotyczyć np. możliwości wystąpienia dwóch żądań dostępu w tym samym czasie czy też przyjęcia, że złożone zadanie jest zawsze dłużej wykonywane niż proste polecenie. Te ostatnie założenia okazują się zazwyczaj prawidłowe. Cracker może jednak wykorzystać na przykład przepełnienie bufora spowodowane określeniem maksymalnej wielkości danych wejściowych, a użytkownik może zostać zaskoczony komunikatami o błędach i w końcu zrezygnować z usługi tylko dlatego, że projektanci zignorowali istnienie nazwisk zawierających znak apostrofu. Tego typu błędy można wykryć i usunąć dzięki gruntownym testom i szczegółowemu przejrzeniu kodu źródłowego.



 332



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Jak uczy doświadczenie, najczęstszą przyczyną włamań do systemów było przepełnienie bufora lub błędy wynikające z wdrażania całego projektu w pośpiechu.



Nieodpowiednie metody testowania Rzadko istnieje możliwość przetestowania zachowania systemu w każdych warunkach, na każdym sprzęcie, pod każdym systemem operacyjnym i ze wszystkimi możliwymi ustawieniami. Stwierdzenie to jest prawdziwe szczególnie w przypadku systemów pracujących w internecie. Konieczne jest opracowanie dobrego planu testów, umożliwiających sprawdzenie działania wszystkich funkcji programu na najczęściej wykorzystywanych typach maszyn. Dobrze opracowany zbiór testów powinien zapewnić sprawdzenie każdego wiersza kodu co najmniej raz. Najlepszym rozwiązaniem jest oczywiście zautomatyzowanie testów, dzięki czemu przeprowadzenie ich na różnych maszynach nie będzie zbyt pracochłonne. Największym problemem jest sama procedura testowania — żmudna i monotonna. Niektórzy uwielbiają poznawać działanie nowych rzeczy, niewielu jednak chciałoby tę samą rzecz testować raz po raz w krótkim czasie. Ważne jest, by testy były przeprowadzane z udziałem osób niezwiązanych z tworzeniem systemu. Jednym z głównych celów testu jest przecież sprawdzenie poprawności przyjętych założeń, a osoba nieznająca systemu ma większe szanse na obnażenie jego błędów. Poza tym twórcy systemu raczej nie dążą do ujawnienia niedoróbek we własnej pracy.



Zaprzeczenie korzystania z usługi Ostatnim zagrożeniem, jakie zostanie omówione, jest sytuacja, w której osoba uczestnicząca w transakcji zaprzecza, że wzięła w niej udział. Przykładem takiego działania może być postępowanie klienta, który zamawia towar w sklepie internetowym, jednak po obciążeniu jego karty kredytowej odpowiednią sumą zaprzecza, jakoby składał zamówienie. Może też dojść do sytuacji, w której dana osoba wysyła zamówienie listem elektronicznym, po czym stwierdza, że to ktoś nieuprawniony przesłał list, korzystając z jej skrzynki pocztowej. Najlepszym rozwiązaniem byłoby, gdyby obie strony transakcji nie miały możliwości zaprzeczenia, że wzięły w niej udział lub też mogły udowodnić swoje racje, na przykład w sądzie. W praktyce jednak rzadko istnieje taka możliwość. Uwierzytelnianie daje do pewnego stopnia pewność co do tożsamości osoby biorącej udział w transakcji. Jeszcze większe zaufanie można mieć w przypadku korzystania z cyfrowych certyfikatów autentyczności. Istotną kwestią jest również zablokowanie możliwości dokonywania jakichkolwiek zmian w wiadomościach wymienianych przez obie strony. Nic nie da posiłkowanie się treścią wiadomości wysłanej przez jakąś firmę, jeśli nie można udowodnić, że jest to wiadomość oryginalna, a jej treść nie została zmieniona. Również w tym przypadku wykorzystanie podpisu cyfrowego czy zaszyfrowanie wiadomości znacznie utrudnia dokonanie w niej jakichś zmian. W przypadku transakcji dokonywanych między podmiotami współpracującymi ze sobą przez dłuższy czas wykorzystanie podpisów cyfrowych oraz technik szyfrowania znacznie zmniejsza ryzyko wyparcia się przez którąś ze stron udziału w transakcji. Jednak gdy dochodzi do transakcji jednorazowej, jak choćby dokonania zakupu w sklepie internetowym przez klienta z zagranicy używającego karty kredytowej, środki te wydają się niezbyt skuteczne.



 Rozdział 15. • Bezpieczeństwo komercyjnych stron WWW



333



Firmy prowadzące działalność w internecie zapewne bez oporów wydadzą kilkaset dolarów na uzyskanie certyfikatu autentyczności od odpowiedniej organizacji, np. VeriSign (http://www. verisign.com) czy Thawte (http://www.thawte.com), aby przekonać klientów o swej rzetelności. Czy ta sama firma będzie skłonna odprawić z kwitkiem klienta, który takiego certyfikatu nie posiada? W przypadku transakcji o niewielkiej wartości sklepy internetowe pogodzą się raczej z ryzykiem oszustwa lub zaprzeczania udziału w transakcji, niż odmówią obsłużenia klienta.



Użyteczność, wydajność, koszty i bezpieczeństwo Korzystanie z internetu z natury wiąże się z ryzykiem. Jest on przecież tak zbudowany, że każdy anonimowy użytkownik może zażądać dostępu do usług oferowanych przez nasz serwer. Znakomita większość tych żądań dotyczy tylko wyświetlenia określonej strony internetowej, jednak włączenie komputera do sieci umożliwia nawiązywanie z nim również połączeń innego rodzaju. Najwygodniej byłoby założyć, że jedynym dobrym rozwiązaniem jest przedsięwzięcie wszystkich dostępnych środków ostrożności. Jednakże nie o to przecież chodzi — dążąc do zapewnienia komputerom pełnego bezpieczeństwa, należałoby je wszystkie odłączyć od sieci, wyłączyć i zamknąć w szafie na klucz. W celu udostępnienia pewnych usług należy zrezygnować z niektórych zabezpieczeń. Konieczne jest znalezienie kompromisu między bezpieczeństwem, użytecznością, kosztami i wydajnością. Zaostrzenie środków bezpieczeństwa, na przykład przez ograniczenie zakresu dostępnych usług czy zmuszanie użytkowników do przeprowadzenia procesu uwierzytelniania, obniża poziom użyteczności, może również prowadzić do spadku wydajności pracy systemu. Oprogramowanie zabezpieczające — dokonujące np. szyfrowania danych, wykrywające włamania, wyszukujące wirusy czy przeprowadzające kilkuetapowy proces logowania — wymaga zasobów systemowych. O wiele więcej mocy obliczeniowej potrzeba do przeprowadzenia sesji z wykorzystaniem protokołu SSL niż do dokonania tego bez szyfrowania. Spadki wydajności można zniwelować kupując droższe, wydajniejsze komputery lub maszyny przeznaczone specjalnie do szyfrowania. Wydajność, użyteczność, koszty i bezpieczeństwo można postrzegać jako rywalizujące ze sobą elementy. Trzeba rozważyć wszystkie możliwości i wypracować sensowny kompromis między nimi. Biorąc pod uwagę wartość przechowywanych informacji, wielkość budżetu, oczekiwaną liczbę użytkowników oraz ich wymagania, trzeba znaleźć najlepsze rozwiązanie w tym zakresie.



Opracowanie polityki bezpieczeństwa Polityka bezpieczeństwa, sformułowana w odpowiednim dokumencie, powinna opisywać następujące zagadnienia: • ogólne zasady bezpieczeństwa wewnątrz organizacji, • elementy objęte ochroną (oprogramowanie, sprzęt, dane), • osoby odpowiedzialne za ochronę tych elementów, • standardy bezpieczeństwa oraz miary służące do oceny realizacji tych standardów. Można powiedzieć, że tworzenie polityki bezpieczeństwa jest podobne do określania wymagań wobec oprogramowania danego typu. Opracowane zasady powinny przedstawiać cele i wymagania dotyczące bezpieczeństwa, a nie szczegółowe rozwiązania danych kwestii. Dzięki temu nie będzie konieczne ich częste uaktualnianie.



 334



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Oprócz tego należy opracować drugi dokument, w którym zostaną opisane środki zastosowane w celu zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa. Wymienione w nim środki mogą się różnić w ramach poszczególnych części organizacji. Będzie to więc swego rodzaju przewodnik po przedsięwziętych środkach ochrony, zapewniających wymagany poziom bezpieczeństwa.



Zasady uwierzytelniania Uwierzytelnianie to operacja, w której użytkownik musi udowodnić, że jest w istocie tym, za kogo się podaje. Istnieje wiele sposobów jej wykonania, jednak — tak jak w przypadku niemal wszystkich środków bezpieczeństwa — im bardziej jest on niezawodny, tym bardziej kłopotliwy w użyciu. Techniki uwierzytelniania mogą uwzględniać hasła dostępu, podpisy cyfrowe, metody biometryczne (np. sprawdzanie odcisku palca) oraz metody sprzętowe (np. karty identyfikacyjne). W internecie powszechnie używa się tylko dwu z nich: hasła dostępu i podpisy cyfrowe. Wykorzystanie metod biometrycznych i sprzętowych wymaga zastosowania odpowiednich urządzeń, przez co krąg osób uprawnionych znacznie by się zmniejszył. Środki takie mogą być zaakceptowane, a nawet pożądane, w przypadku dostępu do wewnętrznych sieci komputerowych jakichś organizacji, jednak znacznie ograniczałyby korzyści z udostępnienia tak zabezpieczonych zasobów w Internecie. Wykorzystanie haseł dostępu jest łatwe do zaimplementowania, proste w użyciu i nie wymaga dodatkowego sprzętu. Hasło takie zapewnia pewien poziom bezpieczeństwa, może jednak być niewystarczające w przypadku systemów mających kluczowe znaczenie. Metoda hasła dostępu opiera się na bardzo prostej zasadzie. Tylko użytkownik i system znają to hasło. Jeśli użytkownik przedstawia się systemowi, musi podać odpowiednie hasło — dopiero wtedy system może uznać, że zgłaszająca się osoba jest tą, za którą się podaje. Metoda ta spełnia swoje zadanie, dopóki nikt nieuprawniony nie pozna hasła dostępu użytkownika. Generalnie jednak wykorzystanie samych haseł dostępu ma wiele słabych punktów i nie zapewnia zbyt wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Znaczna część haseł jest stosunkowo łatwa do odgadnięcia. Wybierając własne hasło dostępu, mniej więcej połowa użytkowników ułoży takie, które będzie można bez trudu odgadnąć. Najczęściej wybierane są słowa mające jakieś konkretne znaczenie albo po prostu identyfikatory użytkowników, używane do logowania się do systemu. Można oczywiście wymusić, by nowe hasło dostępu posiadało na przykład cyfry czy znaki interpunkcyjne, jednak część użytkowników będzie miała problemy z jego zapamiętaniem. Innym rozwiązaniem jest zapoznawanie użytkowników z zasadami wyboru haseł dostępu, lecz nawet w tym przypadku średnio co czwarty z nich wskaże łatwe do odgadnięcia. Można by również zastosować mechanizm, dzięki któremu następowałoby sprawdzenie na podstawie słownika, czy hasło to nie jest wyrazem o konkretnym znaczeniu, lub odrzucenie tych haseł, które nie zawierałyby cyfr, znaków interpunkcyjnych czy kombinacji małych i dużych liter. Jak już wspomniano, stosowanie takich obostrzeń spowodowałoby jednak, że część użytkowników szybko zapominałaby swoje hasła, zwłaszcza jeśli w różnych systemach musieliby oni posługiwać się różnymi hasłami. Należy również liczyć się z tym, że w obliczu trudności z zapamiętaniem zbyt skomplikowanego hasła użytkownik może na przykład przykleić sobie na monitorze karteczkę z wypisanym identyfikatorem i hasłem dostępu, co oczywiście stanowi rażący dowód złamania zasad bezpieczeństwa. Konieczne jest uświadamianie użytkownikom, że nie należy nigdzie zapisywać hasła dostępu ani na przykład podawać go przez telefon osobie, która właśnie zadzwoniła i twierdzi, że musi się dostać do systemu.



 Rozdział 15. • Bezpieczeństwo komercyjnych stron WWW



335



Hasła dostępu mogą również zostać przechwycone dzięki użyciu innych metod. Uruchamiając program rejestrujący wszystkie naciśnięcia klawiszy lub analizujący dane przesyłane w sieci, crackerzy mogą bez trudu — co zresztą czynią — poznać zarówno identyfikator użytkownika, jak i jego hasło dostępu. W tym przypadku jednym ze środków zaradczych jest szyfrowanie danych w sieci. Mimo wielu niewątpliwych wad hasła dostępu są stosunkowo łatwą i efektywną metodą uwierzytelniania. Wprawdzie taki poziom zabezpieczeń byłby zdecydowanie za niski w systemach obronnych kraju, idealnie jednak spełnia swe zadanie, gdy użytkownik chce na przykład sprawdzić, w którym miejscu znajduje się przeznaczona dla niego przesyłka z zamówionym towarem. Mechanizmy uwierzytelniania wbudowane są w większość przeglądarek internetowych i serwerów WWW. Serwery mogą również żądać podania identyfikatora i hasła dostępu od użytkowników chcących pobrać pliki z określonych katalogów. W razie konieczności podania identyfikatora i hasła dostępu przeglądarka wyświetli okno dialogowe, podobne do przedstawionego na rysunku 15.2. Rysunek 15.2. Przeglądarka „zapyta" użytkownika o identyfikator i hasło, jeśli będzie on chciał uzyskać dostęp do zastrzeżonego katalogu na serwerze



Osfrzerenie: ter serv.«r laća ysłarea Twojej nazwy mytt:ov*n*« i Hasła w niezabezpieczony soosoó (podstavsov.« t i w i y r e N e t w M ! bezofecznego połączenia). s uzyttonrtfca: Hasto:



.w



U tnij i.«,|



Zarówno Apache, jak i serwer IIS firmy Microsoft umożliwiają taki sposób ochrony części lub całego serwisu internetowego. Ten sam efekt można uzyskać na różne sposoby poprzez wykorzystanie PHP i MySQL, przy czym użycie w tym celu serwera baz danych MySQL znacznie przyspiesza uwierzytelnianie w porównaniu z mechanizmami wbudowanymi. Wykorzystanie PHP pozwala na uelastycznienie mechanizmu uwierzytelniania i nadaje mu bardziej atrakcyjną formę pod względem wizualnym. Przykłady realizacji uwierzytelniania zostaną zaprezentowane w rozdziale 17.



Podstawy szyfrowania Algorytm szyfrujący to działanie matematyczne przekształcające informację w pozornie losowy ciąg danych. Dane, które mają być zaszyfrowane, są często określane jako otwarty tekst (ang. plain text), choć oczywiście nie ma znaczenia, w jakiej formie informacje są zapisane — czy rzeczywiście jest to tekst, czy inny rodzaj danych. Zgodnie z tą terminologią informacje zaszyfrowane określane są jako tekst zaszyfrowany (ang. ciphertext), mimo że bardzo rzadko choćby przypominają zwykły tekst. Rysunek 15.3 przedstawia proces szyfrowania w formie prostego schematu. Otwarty tekst zostaje dostarczony do modułu szyfrującego, którym może być na przykład urządzenie mechaniczne, takie jak wykorzystywana w czasie II wojny światowej Enigma; najczęściej jednak jest to program komputerowy. Moduł szyfrujący zamienia dane wejściowe w tekst zaszyfrowany.



 336



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Rysunek 15.3. Moduł szyfrujący pobiera otwarty tekst i przekształca go w tekst zaszyfrowany



f



Otwarty



Algorytm



tekst



szyfrujący



Tekst zaszyfrowany



Do utworzenia zastrzeżonego katalogu, do którego dostęp można uzyskać dopiero po wypełnieniu okna dialogowego pokazanego na rysunku 15.2, użyto podstawowego mechanizmu uwierzytelniania serwera Apache (sposób ten zostanie przedstawiony w następnym rozdziale). Podane hasło zostanie najpierw zaszyfrowane, a dopiero potem zapisane. W naszym przypadku hasłem dostępu jest hasło, które po zaszyfrowaniu będzie miało postać p7rF0I9v9ndydEsEE4aKu. Jak widać, tekst zaszyfrowany w ogóle nie przypomina tekstu otwartego. Przedstawiona metoda działa tylko w jedną stronę, tzn. tekstu zaszyfrowanego nie można z powrotem odszyfrować. Większość haseł jest szyfrowana właśnie za pomocą takich algorytmów. W celu sprawdzenia, czy podane przez użytkownika hasło dostępu jest prawidłowe, nie trzeba wcale odszyfrowywać hasła przechowywanego na serwerze — wystarczy tylko zaszyfrować podane hasło i porównać wynik z zaszyfrowanym tekstem hasła oryginalnego. Większość metod szyfrowania, choć nie wszystkie, pozwala na wykonanie działania odwrotnego. Proces odwrotny do szyfrowania jest nazywany deszyfracją. Schemat działania takiej dwukierunkowej metody szyfrowania jest przedstawiony na rysunku 15.4 .



Otwarty tekst



Rysunek 15.4. Algorytm szyfrujący pobiera otwarty tekst i przekształca go w tekst zaszyfrowany. Algorytm deszyfrujący pobiera tekst zaszyfrowany i zamienia go ponownie w tekst otwarty Kryptografia liczy już sobie 4000 lat, ale jej gwałtowny rozkwit rozpoczął się dopiero podczas II wojny światowej. Rozwój tej nauki przypomina etapy ekspansji sieci komputerowych — początkowo była ona stosowana tylko w kręgach wojskowych i finansowych; w latach siedemdziesiątych coraz powszechniej wykorzystywały ją firmy, a w latach dziewięćdziesiątych stała się już wszechobecna. W ciągu ostatnich kilku lat szyfrowanie danych z czynności znanej tylko z filmów wojennych i szpiegowskich zamieniło się w zjawisko, którym zajmują się poważne gazety. Zwykli ludzie używają jej zaś za każdym razem, gdy kupują coś przez internet. Dotychczas opracowano wiele algorytmów szyfrujących. W niektórych z nich, jak w DES, stosuje się metody klucza sekretnego lub prywatnego; inne, jak RSA, są oparte na koncepcji klucza publicznego i oddzielnego klucza prywatnego.



Szyfrowanie z kluczem prywatnym Założeniem szyfrowania z kluczem prywatnym (które czasem nazywane jest także szyfrowaniem z kluczem tajnym) jest udostępnienie zaufanym użytkownikom klucza szyfrowania. Klucz ten musi zostać utajniony. Jeśli dostanie się on w ręce osób niepowołanych, będą one mogły czytać wszelkie wiadomości zaszyfrowane przy użyciu klucza użytkownika. Jak wynika z rysunku 15.4, zarówno nadawca (który szyfruje wiadomość), jak i odbiorca (który dokonuje deszyfracji) muszą mieć ten sam klucz.



 Rozdział 15. • Bezpieczeństwo komercyjnych stron WWW



337



Najbardziej rozpowszechnionym algorytmem szyfrowania z kluczem prywatnym jest algorytm DES (ang. Data Encryption Standard). Został on opracowany przez firmę IBM w latach siedemdziesiątych i stał się amerykańskim standardem szyfrowania informacji handlowych i komunikatów rządowych, które nie miały klauzuli poufności. Wraz ze wzrostem wydajności komputerów coraz częściej rezygnowano z DES na rzecz bezpieczniejszych algorytmów. Około roku 1998 został ostatecznie uznany za przestarzały. Inne często wykorzystywane algorytmy szyfrowania z kluczem prywatnym to między innym RC2, RC4, RC5, potrójny DES i IDEA. Potrójny algorytm DES uznawano za dość bezpieczny. Jest to właściwie ten sam algorytm DES, tyle że zastosowany trzykrotnie i przy użyciu do trzech różnych kluczy. Zasada działania potrójnego DES polega na tym, że otwarty tekst jest szyfrowany pierwszym kluczem, deszyfrowany przy użyciu drugiego klucza i ponownie szyfrowany za pomocą trzeciego. Paradoksalnie, potrójny DES jest tylko dwukrotnie trudniejszy do złamania niż DES. W celu wykorzystania algorytmu trzykrotnie bezpieczniejszego należałoby zaimplementować pięciokrotny DES. Największą wadą szyfrowania z kluczem prywatnym jest to, że chcąc przesłać zaszyfrowaną wiadomość należy najpierw w bezpieczny sposób udostępnić adresatowi klucz szyfrowania. Ale jeśli znany jest bezpieczny sposób dostarczenia klucza, to dlaczego nie przekazać w ten sam sposób całej wiadomości? Na szczęście, rok 1976, kiedy to Diffie i Hellman po raz pierwszy opublikowali schemat klucza publicznego, okazał się przełomowy.



Szyfrowanie z kluczem publicznym Metoda szyfrowania z kluczem publicznym polega na wykorzystaniu dwóch różnych kluczy: publicznego i prywatnego. Jak pokazano na rysunku 15.5, klucz publiczny jest używany do szyfrowania wiadomości, natomiast klucz prywatny służy do deszyfracji.



Rysunek 15.5. W szyfrowaniu kluczem publicznym wykorzystuje się dwa oddzielne klucze: do szyfrowania i do deszyfracji Zaletą tej metody jest fakt, że — j a k sama nazwa wskazuje — klucz publiczny może być udostępniany otoczeniu. Każdy, kto go otrzymał, może przysłać właścicielowi tego klucza zaszyfrowaną wiadomość. Jeśli nikt poza adresatem nie posiada klucza prywatnego, wówczas jest on jedyną osobą, która może dokonać deszyfracji wiadomości. Najpopularniejszym algorytmem szyfrowania z kluczem publicznym jest opublikowany w roku 1978 algorytm RS A, opracowany przez trójkę naukowców z instytutu MIT: Rivesta, Shamira i Adelmana. Jeszcze do niedawna był on zastrzeżony, jednak patent wygasł we wrześniu 2000 roku. Możliwość powszechnego udostępniania klucza publicznego jest ogromną zaletą, jednak metody szyfrowania z kluczem prywatnym są również często wykorzystywane. Nierzadko stosuje się też



 338



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



metodę hybrydową. Klucz publiczny jest używany do zaszyfrowania klucza sekretnego, który zostanie następnie wykorzystany przez adresata wiadomości do deszyfracji jej dalszej części. Ta dodatkowa komplikacja nie budzi większych sprzeciwów, choćby dlatego, że metody szyfrowania z kluczem sekretnym są około 1000 razy szybsze niż szyfrowanie z kluczem publicznym.



Podpis cyfrowy Koncepcja podpisów cyfrowych jest podobna do koncepcji szyfrowania z kluczem publicznym, zakłada się w niej jednak odwrócenie roli klucza prywatnego i klucza publicznego. Nadawca może przy użyciu klucza prywatnego zaszyfrować i cyfrowo podpisać wiadomość. Odbiorca wiadomości może ją rozszyfrować za pomocą klucza publicznego nadawcy. Jeśli nadawca jest jedyną osobą będącą w posiadaniu klucza prywatnego, odbiorca może być pewien, że otrzymał wiadomość właśnie od niego i że jej treść nie została zmieniona. Podpisy cyfrowe są niezmiernie użyteczne. Odbiorca może być pewien, że wiadomość dotarła do niego w oryginalnej postaci, a zawarty w niej podpis cyfrowy jednoznacznie wskazuje, kto ją wysłał. Tak więc nadawca nie może zaprzeczyć temu, że to on wysłał określoną wiadomość. Należy zwrócić uwagę, że chociaż wiadomość jest przesyłana w formie zaszyfrowanej, to jednak każdy, kto posiada klucz publiczny, może poznać jej treść. Chociaż w metodzie tej wykorzystuje się te same techniki i klucze, to jej celem jest raczej jednoznaczna identyfikacja nadawcy i zablokowanie możliwości dokonywania zmian w treści wiadomości, a nie uniemożliwienie jej odczytania. Ponieważ szyfrowanie z kluczem publicznym jest dosyć powolne, szczególnie w przypadku bardziej obszernych wiadomości, często wykorzystuje się inny algorytm — tzw. funkcją mieszającą. Funkcja mieszająca wylicza wartość liczbową charakterystyczną dla wysyłanej wiadomości. Nie jest ważne, jaką dokładnie wartość zwraca funkcja mieszająca. Istotne jest natomiast to, że dla wielu wiadomości mających tę samą treść funkcja zwróci zawsze tę samą wartość, wartość ta będzie mała, a wykonanie samego algorytmu nie wymaga zbyt dużej mocy obliczeniowej. Najpopularniejszymi funkcjami mieszającymi są MD5 i SHA. Funkcja mieszająca wylicza wartość liczbową uzależnioną od treści wiadomości. Mając do dyspozycji tę wartość oraz treść wiadomości, można sprawdzić, czy otrzymane informacje nie zostały w żaden sposób zmienione — oczywiście przy założeniu, że modyfikacji nie uległa wartość wyliczona przez funkcję mieszającą. Tak więc podpis cyfrowy jest tworzony następująco: najpierw zostaje wyznaczona wartość funkcji mieszającej dla określonej wiadomości, a następnie tylko ta wartość zostaje zaszyfrowana przy użyciu niezbyt wydajnego algorytmu szyfrowania z kluczem publicznym. Wygenerowany w ten sposób podpis może następnie zostać wysłany wraz z samą wiadomością bez żadnych dodatkowych zabezpieczeń. Po otrzymaniu wiadomości z podpisem cyfrowym można sprawdzić autentyczność jej treści. Należy w tym celu dokonać deszyfracji podpisu przy użyciu klucza publicznego nadawcy, a następnie wyliczyć wartość funkcji mieszającej w taki sam sposób, w jaki dokonał tego autor wiadomości. Jeśli wartość otrzymana w wyniku deszyfracji podpisu będzie taka sama jak wartość wyznaczona przez funkcję mieszającą, można mieć pewność, że otrzymana wiadomość rzeczywiście została wysłana przez nadawcę, a jej treść nie uległa zmianie.



 Rozdział 15. • Bezpieczeństwo komercyjnych stron WWW



339



Certyfikaty cyfrowe Ważną kwestią jest możliwość upewnienia się, że otrzymana wiadomość nie uległa po drodze modyfikacji i że została wysłana przez określonego nadawcę lub z konkretnego komputera. Jednak w przypadku kontaktów handlowych równie istotną rolę odgrywa możliwość powiązania użytkownika czy komputera z określoną jednostką, w tym z konkretnym przedsiębiorstwem. Certyfikat cyfrowy łączy w sobie koncepcję klucza publicznego oraz szczegółowe dane na temat konkretnej organizacji, co jest przedstawione w formie cyfrowej. Posiadacz takiego certyfikatu ma dostęp zarówno do klucza publicznego organizacji, służącego do szyfrowania wysyłanych do niej wiadomości, jak i do szczegółowych informacji na jej temat, co do których ma pewność, że są prawdziwe. Największa wada tej metody polega na tym, że jest ona wiarygodna o tyle, o ile wiarygodna jest organizacja będąca właścicielką tego certyfikatu. Każdy może przecież wytworzyć sobie certyfikat, twierdząc, że jest określoną osobą czy organizacją. W kontaktach handlowych najlepiej jest więc zapewnić sobie pośrednictwo trzeciego, godnego zaufania podmiotu, który zweryfikuje tożsamość właściciela i dane zapisane w certyfikacie organizacji. Podmioty te nazywane są centrami certyfikacji (ang. Certifying Authorities). Przyznają one certyfikaty cyfrowe osobom i firmom, których tożsamość może być sprawdzana, np. przez kontrahentów. Dwa najbardziej znane to VeriSign (http://www.verisign.com) oraz Thawte (http://www.thawte.com), jednak oprócz nich istnieje jeszcze wiele innych takich organizacji. VeriSign jest właścicielem Thawte i praktycznie prawie niczym się one między sobą nie różnią. Usługi niektórych mniej znanych centrów certyfikacji, jak choćby Network Solutions (http://www.networksolutions.com) czy GoDaddy (http://www.godaddy.com/), są natomiast znacznie tańsze. Centra certyfikacji podpisują certyfikat na dowód potwierdzenia tożsamości jego właściciela. Trzeba jednak pamiętać, że certyfikat nie jest na przykład dowodem wypłacalności jego posiadacza ani nie gwarantuje, że organizacja, na którą jest wystawiony, prowadzi działalność zgodną z prawem. Jeśli jednak jakaś firma zostanie oszukana przez organizację legitymującą się certyfikatem cyfrowym, to będąc w posiadaniu jej adresu zapisanego w certyfikacie, może zaskarżyć niesolidnego partnera do sądu. Dzięki certyfikatom buduje się sieć zaufania. Jeśli zaufaliśmy centrum certyfikacji, to możemy również uznać za wiarygodne podmioty, które zostały sprawdzone przez to centrum. Można także obdarzyć zaufaniem organizacje, które znalazły uznanie tych podmiotów. Najczęstszym powodem wykorzystania certyfikatów cyfrowych jest zapewnienie sobie zaufania potencjalnych klientów przez komercyjne witryny internetowe. Posiadając certyfikat wystawiony przez znane centrum certyfikacji, można być pewnym, że przeglądarka internetowa otworzy połączenie SSL z naszą witryną bez wyświetlania żadnych ostrzeżeń. Serwery internetowe, które umożliwiają przeprowadzanie połączeń z wykorzystaniem protokołu SSL, są często określane jako bezpieczne serwery WWW.



Bezpieczne serwery WWW W celu zapewnienia bezpiecznych połączeń z przeglądarkami internetowymi przy użyciu protokołu SSL można wykorzystać serwer Apache, Microsoft IIS albo wiele innych serwerów internetowych. Decydując się na Apache, zapewniamy sobie jednocześnie możliwość wykorzystania systemu operacyjnego z rodziny Unix, który jest na pewno stabilny, lecz nieco trudniejszy w instalacji i obsłudze niż IIS. Można oczywiście również zainstalować Apache w systemie Windows.



 340



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



W celu wykorzystania SSL na serwerze IIS wystarczy zainstalować ten serwer, wygenerować parę kluczy, a następnie zainstalować sam certyfikat. Apache wymaga do tego zainstalowania modułu OpenSSL oraz włączenia w trakcie instalacji serwera modułuModSSL. Można zastosować jeszcze inną metodę: nabyć komercyjną wersję serwera Apache. Od paru lat firma RedHat sprzedaje taki produkt o handlowej nazwie Stronghold, który aktualnie jest rozprowadzany jako komponent produktów Red Hat Enterprise Linux. Dzięki jego zakupowi uzyskuje się oprogramowanie stabilne i łatwe w instalacji, któremu towarzyszy także wsparcie techniczne ze strony producenta. Instrukcje dotyczące instalacji na dwóch najbardziej popularnych serwerach, Apache i IIS, są zawarte w dodatku A. Protokołu SSL można używać zaraz po wygenerowaniu własnego certyfikatu cyfrowego, wówczas jednak użytkownicy odwiedzający witrynę będą informowani, że jest to tylko prywatny certyfikat. Aby uniknąć takiej sytuacji i z powodzeniem używać SSL, należy uzyskać odpowiedni certyfikat z centrum certyfikacji. Proces, jaki trzeba przejść w celu jego uzyskania, zależy od procedur obowiązujących w wybranym centrum certyfikacji. Zazwyczaj jednak sprowadzają się one do wykazania, że nasza firma została zarejestrowana zgodnie z obowiązującym prawem, ma konkretną siedzibę i posiada własną domenę internetową. Kolejnym krokiem jest wygenerowanie Certificate Signing Reąuest (w skrócie CSR). Proces ten może przebiegać odmiennie w różnych centrach certyfikacji — odpowiednie instrukcje znajdują się na stronie internetowej wybranego centrum. Stronghold i IIS wykorzystują do jego przeprowadzenia szereg okien dialogowych, w których wpisuje się odpowiednie dane, natomiast w przypadku serwera Apache należy wpisywać odpowiednie polecenia z klawiatury. Sama istota tej operacji jest jednak taka sama niezależnie od typu serwera WWW, a jej końcowy rezultat stanowi zaszyfrowany CSR, podobny do przedstawionego poniżej: BEGIN NEW CERTIFICATE REQUEST MIIBPzCB6gIBADCBhDELMAkGAlUEBhMCVVMxEDAOBgNVBAgTBOdlb3JnaWExEDAO BgNVBAcTBOFObGFudGExFzAVBgNVBAoTDkVxdWlmYXggU2VjdXJ1MRQwEgYDVQQL EwtEZXZ1bG9wbWVudDEiMCAGAlUEAxMZd3d3LmtuZC51cXVpZmF4c2VjdXJ 1 LmNv bTBcMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA0sAMEgCQQD6zwLE8c+oKjcgaJo4rKngla2NN4sX tbcVm3My3B19tORElwwQcQOmgYtOdNGqrcQdBOD19r8CQlCfNvXBu53RAgMBAAGg ADANBgkqhkiG9wOBAQQFAANBANWHtlsqpRMWXNx59ullnSQCtj01cNBsTtASJh8i itEuZHZpsp23agsU2wiYKlB69mxkSvGGjvDdd4WpUzF0XMw= END NEW CERTIFICATE REOUEST



Zaopatrzeni w CSR, odpowiednią gotówkę i dokumenty zaświadczające o istnieniu naszej firmy oraz po wykazaniu, że wykorzystywana przez nas domena internetowa ma tę samą nazwę, która figuruje w dokumentach, możemy zwrócić się do centrum certyfikacji o wydanie stosownego certyfikatu. Po otrzymaniu certyfikatu należy zapisać go na serwerze WWW i wskazać ścieżkę dostępu do niego. Właściwy certyfikat ma postać pliku tekstowego, którego zawartość jest bardzo podobna do CSR ukazanego powyżej.



Monitorowanie i zapisywanie zdarzeń System operacyjny pozwala na zapisywanie wszelkich zdarzeń, do których w nim dochodzi. Do zdarzeń systemowych istotnych z punktu widzenia bezpieczeństwa należą: błędy sieci, otwieranie plików konfiguracyjnych czy rejestrów systemowych oraz wykonywanie programów takich, jak np. su (używany w celu przejścia do innego użytkownika — najczęściej użytkownika root — w systemach Unix).



 Rozdział 15. • Bezpieczeństwo komercyjnych stron WWW



341



Dzienniki zdarzeń systemowych pozwalają wykryć operacje powodujące błędy lub zagrażające bezpieczeństwu systemu. Dzięki nim można również sprawdzić, jak do takich sytuacji doszło. Z dziennikami systemowymi wiążą się jednak dwa poważne problemy: ich rozmiar i prawdziwość zapisanych w nich informacji. Jeśli w dzienniku systemowym zapisuje się wszystkie zdarzenia mogące budzić jakiekolwiek wątpliwości, to szybko urasta on do gigantycznych rozmiarów, a analiza zapisanych w nim informacji jest niezwykle trudna. W przypadku naprawdę obszernych dzienników zdarzeń trzeba wykorzystać odpowiednie narzędzia lub napisać własny skrypt, którego zadaniem jest przeszukanie dziennika w poszukiwaniu „interesujących" nas zdarzeń. Proces ten może być realizowany na bieżąco lub regularnie, co jakiś czas. Dzienniki zdarzeń systemowych są częstym obiektem ataków. Jeśli osoba nieuprawniona zdobędzie w jakiś sposób uprawnienia użytkownika root lub administratora, wówczas może bez trudu dokonać odpowiednich zmian w pliku dziennika w celu zatarcia śladów swej działalności. Systemy Unix umożliwiają przechowywanie dzienników zdarzeń na oddzielnych komputerach — w takim przypadku cracker byłby zmuszony do uzyskania dostępu do co najmniej dwóch maszyn. Podobną możliwość zapewnia Windows, skorzystanie z niej jest jednak znacznie trudniejsze niż w systemach Unix. Administrator systemu może przeprowadzać regularne kontrole dziennika zdarzeń, można jednak przeprowadzać takie kontrole na własną rękę w celu sprawdzenia postępowania administratora.



Zapory sieciowe Zadaniem zapór sieciowych jest odseparowanie sieci lokalnej od sieci światowej. Tak jak systemy przeciwpożarowe w budynkach i samochodach mają zapobiec rozprzestrzenianiu się ognia na inne ich części, tak zapory sieciowe przeznaczone są do zapobieżenia niepożądanym działaniom z zewnątrz. Zapora sieciowa (ang.firewall) służy do ochrony sieci komputerowej przed atakami z zewnątrz. Jej działanie polega na analizie ruchu w sieci i blokowaniu przesyłu tych danych, które nie spełniają określonych zasad. Ogranicza ona tym samym działalność ludzi i maszyn spoza chronionej sieci. Niekiedy firewall wykorzystywana jest również do ograniczenia działań osób pracujących wewnątrz chronionej sieci komputerowej. Dzięki zaporom można zablokować niektóre protokoły sieciowe, połączenie z niektórymi komputerami w tej sieci czy wymusić na użytkownikach korzystanie z serwerów proxy w celu zmniejszenia kosztów związanych z utrzymaniem określonej przepustowości łączy. Firewall może mieć postać urządzenia elektronicznego, jak np. routera z określonymi zasadami filtrowania danych, bądź też programu komputerowego. W obu przypadkach zapory wymagają interfejsów do dwóch sieci oraz określenia zasad filtrowania. Monitorują one wszelkie dane przepływające z jednej sieci do drugiej. Jeżeli dane te spełniają określone kryteria, zostają przesłane dalej, natomiast w przeciwnym wypadku są zatrzymane lub odrzucone. Pakiety danych mogą być analizowane pod względem ich typów, adresu komputera źródłowego, adresu maszyny docelowej czy numeru portu. Część pakietów może zostać po prostu odrzucona, natomiast niektóre z nich mogą spowodować wszczęcie alarmu lub zapisanie odpowiedniej informacji w dzienniku zdarzeń systemowych.



 342



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Tworzenie kopii zapasowych Nie można lekceważyć konieczności wykonywania kopii zapasowych na wypadek jakiejkolwiek sytuacji kryzysowej. Sprzęt i budynki można ubezpieczyć lub wymienić, strony internetowe można umieścić na dowolnym komputerze, lecz jeśli specjalnie napisane oprogramowanie internetowe zostanie utracone, żadna firma ubezpieczeniowa nam go nie zwróci. Należy tworzyć kopie zapasowe wszystkich komponentów witryny WWW — zarówno stron statycznych, skryptów, jak i baz danych — regularnie, co określony czas. Częstotliwość wykonywania tej operacji zależy od rodzaju stron. Jeśli cały serwis składa się tylko ze stron statycznych, wystarczy wykonywać kopie zapasowe tylko w przypadku zmiany ich zawartości. Jednak strony, o których mowa w tej książce, ulegają modyfikacjom bardzo często, szczególnie gdy służą do przyjmowania zamówień w internecie. Większość stron internetowych będzie wymagała przechowywania na serwerach obsługujących macierze dyskowe RAID umożliwiających odzwierciedlanie dysków. Dzięki temu można uniknąć negatywnych skutków uszkodzenia któregoś z nich. Co zrobić jednak w sytuacji, gdy coś złego stanie się z całą macierzą dyskową, komputerem czy budynkiem? Co pewien czas, w zależności od częstotliwości i rozmiaru dokonywanych zmian danych, należy tworzyć oddzielne kopie zapasowe. Powinny one być przechowywane na oddzielnych nośnikach w bezpiecznym miejscu na wypadek pożaru, kradzieży czy innych zdarzeń losowych. Dzięki kopiom bezpieczeństwa możliwe jest odzyskanie utraconych danych. W następnym punkcie zostanie przedstawiona metoda tworzenia kopii zapasowych witryn utworzonych przy wykorzystaniu PHP i MySQL.



Tworzenie kopii zapasowych zwykłych plików Utworzenie kopii zapasowych plików HTML, PHP, obrazów czy innych plików nienależących do baz danych może zostać przeprowadzone w większości systemów za pomocą odpowiednich programów. Najbardziej znanym śpośród darmowych narzędzi tego typu jest program AMANDA, czyli Advanced Maryland Automated Network Disk Archiver, opracowany na Uniwersytecie Maryland. Dostępne sąjego wersje przeznaczone na wiele dystrybucji systemów Unix; może być on również wykorzystany na platformach z systemem Windows za pośrednictwem narzędzia SAMBA. Więcej informacji na temat tego narzędzia można znaleźć pod adresem http://www.amanda.org.



Tworzenie kopii zapasowych i odzyskiwanie baz danych MySQL Tworzenie kopii zapasowej działającej bazy danych jest bardziej skomplikowane niż tworzenie zapasowych kopii zwykłych plików. Należy przecież unikać sytuacji kopiowania danych z tabeli, która właśnie ulegałaby zmianie. Instrukcje dotyczące tworzenia kopii zapasowych i odzyskiwania bazy danych MySQL znajdują się w rozdziale 12.



 Rozdział 15. • Bezpieczeństwo komercyjnych stron WWW



343



Bezpieczeństwo fizyczne Dotychczas przedstawione zagrożenia, jak na przykład błędy w oprogramowaniu, nie miały charakteru fizycznego. Nie należy jednak lekceważyć fizycznego bezpieczeństwa systemu. Bardzo ważne jest zainstalowanie klimatyzacji oraz zabezpieczenie przed pożarem, przed skutkami działań ludzi (zarówno niezdar, jak i przestępców), przed przerwami w zasilaniu i uszkodzeniami sieci. Cały system powinien znajdować się w zamkniętym pomieszczeniu o odpowiedniej wielkości. Pracownicy, którzy nie mają z systemem do czynienia, nie powinni mieć do niego dostępu. Osoby nieuprawnione mogłyby umyślnie lub celowo wyłączyć komputery z sieci elektrycznej lub ominąć zabezpieczenia systemowe za pomocą dysku startowego. Zalanie sprzętu elektronicznego wodą może wyrządzić takie same szkody jak ogień. Dawniej w celu zmniejszenia rozmiarów strat używano więc gaśnic halonowych. Obecnie produkcja halonu jest zabroniona na mocy podpisanego w Montrealu międzynarodowego protokołu w sprawie substancji naruszających warstwę ozonową (Montreal Protocol On Substances That Deplete The Ozone Layer). W najnowszych systemach i urządzeniach przeciwpożarowych wykorzystuje się więc inne, mniej szkodliwe środki, takie jak argon czy dwutlenek węgla. Więcej informacji na ten temat można znaleźć na stronie http://www.epa.gov/Ozone/snap/fire/qa.html. Tymczasowe przerwy w dostawie energii elektrycznej mogą się zdarzyć zawsze i wszędzie. Na terenach, na których panuje surowy klimat czy położonych w rejonach uskoków tektonicznych, takie sytuacje są stosunkowo częste. Jeśli nie można sobie pozwolić na nagłe przerwy w zasilaniu, należy skorzystać z urządzeń podtrzymujących moc (UPS). Jedno takie urządzenie jest w stanie podtrzymać pracę komputera przez około 60 minut, a jego cena wynosi około 200 dolarów. W przypadku dłuższych przerw w dostawie prądu lub posiadania większej ilości sprzętu konieczny jest zakup droższych urządzeń. W sytuacjach takich najlepszym rozwiązaniem jest użycie generatora prądu, zapewniającego nieprzerwaną pracę komputerów i klimatyzacji. Nie sposób również przewidzieć awarii sieci trwającej minuty czy godziny. Jeśli sieć ma kluczowe znaczenie, można zdecydować się na korzystanie z oferty kilku niezależnych dostawców usług internetowych. Na pewno posiadanie dwóch łączy będzie się wiązało z większymi kosztami, ale w przypadku awarii konsekwencje ograniczą się tylko do zmniejszenia przepustowości, natomiast połączenie z internetem zostanie utrzymane. Ze względu na przedstawione wyżej sytuacje można podjąć decyzję o przeniesieniu całego systemu do odpowiednio w tym celu wyposażonego pomieszczenia. Co prawda, koszty nabycia urządzeń UPS, wykupienia kilku łączy internetowych i instalacji systemu przeciwpożarowego mogą okazać się nie do udźwignięcia dla małej firmy, jednak wynajęcie pomieszczenia w budynku mającym odpowiednią infrastrukturę, przeznaczoną specjalnie do prowadzenia tego typu działalności, powinno być znacznie tańsze.



W następnym rozdziale W rozdziale 16. będziemy kontynuować opis zagadnień dotyczących bezpieczeństwa aplikacji internetowych. Przedstawimy typy potencjalnych wrogów oraz metody obrony przed ich działaniami, sposoby zabezpieczania serwerów, sieci i kodów źródłowych, a także plany działań w przypadku wystąpienia awarii.



 ','-,<



i.



 Rozdział 16.



Bezpieczeństwo aplikacji internetowych W tym rozdziale będziemy kontynuować rozważania na temat bezpieczeństwa aplikacji, tym razem jednak w szerszym kontekście zapewnienia bezpieczeństwa całej aplikacji internetowej. Tak naprawdę przed nieprawidłowym użyciem (przypadkowym lub celowym) trzeba zabezpieczyć każdy element aplikacji dostępnej w internecie. W tym celu wypracowuje się strategie tworzenia aplikacji, które pomogą zapewnić jej bezpieczeństwo. W tym rozdziale zostaną poruszone następujące zagadnienia: •



strategie zapewniania bezpieczeństwa,



• rozpoznawanie zagrożeń, •



identyfikacja użytkowników,



• zabezpieczanie kodu źródłowego, • zabezpieczanie serwera WWW oraz PHP, •



bezpieczeństwo serwera bazodanowego,



• ochrona sieci, • planowanie działań na wypadek awarii.



Strategie zapewniania bezpieczeństwa Jedna z najważniejszych cech internetu, jaką jest jego otwartość i dostępność wszystkich komputerów między sobą, jest jednocześnie źródłem największych problemów, z którymi musi się zmierzyć każdy twórca aplikacji internetowych. Ze względu na tak wielką liczbę istniejących komputerów pewne jest, że użytkownicy co najmniej niektórych z nich będą mieli złe zamiary. Świadomość czyhających niebezpieczeństw może odstraszać przed udostępnianiem w globalnej sieci aplikacji internetowej przetwarzającej dane wrażliwe, jak na przykład numery kart kredytowych, informacje o kontach bankowych czy informacje zdrowotne. Jednak z drugiej strony trzeba zapewnić sobie odpowiednie warunki prowadzenia działalności gospodarczej, dlatego autorzy niniejszej książki nie mogą ograniczać się tylko do tematu zabezpieczania komercyjnych elementów aplikacji WWW, lecz poruszyć także temat planowania strategii bezpieczeństwa i postępowania w sytuacjach kryzysowych. Kluczowym zagadnieniem jest znalezienie odpowiedniej równowagi między wymogami bezpieczeństwa oraz wyzwaniami rynkowymi i prawidłowym działaniem aplikacji.



 346



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Planowanie z wyprzedzeniem Bezpieczeństwo nie jest dodatkową funkcją. Gdy tworzy się aplikację internetową i podejmuje decyzję dotyczącą zbioru zawartych w niej funkcji, bezpieczeństwo nie jest czymś, co czasem dodaje się do tego zbioru i przypisuje konkretnemu programiście do zaimplementowania w ciągu paru dni. Bezpieczeństwo musi zawsze być w centrum procesu projektowania aplikacji, a jego zapewnienie jest zadaniem, które nigdy się nie kończy — również po wdrożeniu aplikacji i spadku intensywności prac programistycznych, a nawet po ich całkowitym zakończeniu. Od samego początku projektowania aplikacji trzeba wymyślać i identyfikować wszelkie sposoby, jakich mogą użyć złośliwi użytkownicy, by złamać aplikację. Dzięki temu łatwiej jest zaprojektować kod w taki sposób, by obniżyć prawdopodobieństwo złamania zabezpieczeń. Nie trzeba będzie również przemodelowywać całej aplikacji w późniejszym czasie, co byłoby nieuniknione, gdyby zagadnienie bezpieczeństwa zeszło w pierwszych etapach prac na dalszy plan (i w konsekwencji większość potencjalnych problemów zostałaby zlekceważona).



Równowaga między bezpieczeństwem i użytecznością W trakcie projektowania systemów jednym z najbardziej istotnych zagadnień są hasła użytkowników. Użytkownicy często wybierają hasła, których złamanie za pomocą odpowiedniego oprogramowania nie jest szczególnie trudne — zwłaszcza gdy są to słowa dostępne w słownikach. Potrzebny jest więc mechanizm, który zmniejszy ryzyko odgadnięcia haseł użytkowników i zalogowania się do systemu przez osoby do tego nieuprawnione. Jednym z możliwych rozwiązań jest nałożenie na użytkowników wymogu, by każdy z nich przechodził przez cztery etapy logowania i na każdym podawał inne hasło. Można także zobowiązać użytkowników do zmiany wszystkich czterech haseł co najmniej raz w miesiącu i odrzucać nowe hasła, jeżeli były już używane w przeszłości. W ten sposób system stałby się o wiele bezpieczniejszy, a potencjalni crackerzy musieliby poświęcić bardzo dużo czasu, aby złamać mechanizm logowania i dostać się do systemu. Niestety, tak skonstruowany system stałby się aż tak bezpieczny, że praktycznie nikt nie chciałby go używać. Użytkownicy prędzej czy później doszliby do wniosku, że stopień skomplikowania systemu jest zbyt duży. W ten sposób dochodzimy do reguły, według której o bezpieczeństwo trzeba dbać tak jak o użyteczność. Prosty w użyciu system z tylko symbolicznymi zabezpieczeniami może zdobyć sobie sympatię użytkowników, lecz z drugiej strony będzie również zdecydowanie bardziej narażony na problemy z bezpieczeństwem oraz wynikające z nich przymusowe przerwy w działaniu. I odwrotnie: system z najbardziej wymyślnymi zabezpieczeniami, które będą niezrozumiałe dla zwykłych śmiertelników, nie zyska sobie zbyt wielu użytkowników, co także negatywnie odbije się na prowadzonej działalności biznesowej. Projektanci aplikacji internetowych muszą szukać sposobów na zapewnienie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa, a jednocześnie zagwarantować oczekiwany poziom użyteczności. Podobnie jak ma to miejsce w przypadku innych zagadnień mających związek z interfejsem użytkownika, również tu nie można wskazać uniwersalnych i prostych reguł postępowania. Dlatego w dużej mierze polegać trzeba na osobistym wyczuciu, wynikach testów użyteczności i badaniach grup fokusowych, na podstawie których można rozpoznać sposób reakcji użytkowników na prototypy i rozwiązania projektowe.



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



347



Monitorowanie bezpieczeństwa Nawet po zakończeniu implementacji aplikacji i udostępnieniu jej użytkownikom na serwerach produkcyjnych praca projektanta się nie kończy. Częścią procesu zapewnienia bezpieczeństwa jest monitorowanie pracy systemu, sprawdzanie zawartości dzienników zdarzeń i innych plików oraz analiza wydajności systemu oraz sposobów pracy z nim. Jedynie na podstawie bieżącej analizy pracy systemu (albo przez regularne uruchamianie programów wykonujących tego typu czynności analityczne) można stwierdzić, czy zachodzą jakiekolwiek zagrożenia dla bezpieczeństwa systemu, oraz identyfikować obszary, w których być może powinno się pomyśleć o zaimplementowaniu bezpieczniejszych rozwiązań. Bezpieczeństwo jest niestety nieustanną walką, której — przynajmniej w przenośni — nigdy nie można wygrać. Ceną za bieżące prawidłowe działanie systemu jest konieczność jego ciągłego monitorowania i natychmiastowego reagowania na wszelkie zidentyfikowane problemy.



Ogólne podejście do bezpieczeństwa Aby uzyskać wymagany poziom bezpieczeństwa przy rozsądnym nakładzie pracy i czasu, opisane zostaną dwie fazy podejścia do zapewnienia bezpieczeństwa. Pierwsza faza idzie wiąże się z zagadnieniami poruszanymi dotychczas i obejmuje planowanie zabezpieczeń aplikacji i projektowanie jej funkcji w taki sposób, który zagwarantuje jej bezpieczeństwo. Formalnie można by to nazwać fazą od ogółu do szczegółu. Druga faza podejścia do zagadnień bezpieczeństwa to faza od szczegółu do ogółu. W tej fazie bierze się pod uwagę wszystkie komponenty, z jakich składa się aplikacja, takie jak serwer bazy danych, sam serwer czy sieć, w której serwer się znajduje. Trzeba zapewnić zarówno bezpieczeństwo korzystania z poszczególnych komponentów, jak również zagwarantować, że komponenty te zostaną zainstalowane i skonfigurowane w sposób zgodny z wymaganiami bezpieczeństwa. Wiele produktów jest instalowanych domyślnie z ustawieniami konfiguracyjnymi, przy których bardzo łatwo się do nich włamać, dlatego koniecznie trzeba się zapoznać ze wszystkimi znajdującymi się w nich lukami i sposobami ich eliminowania.



Rozpoznawanie zagrożeń W rozdziale 15. przedstawiono szereg zagrożeń bezpieczeństwa komercyjnych stron WWW. W tym rozdziale skupimy się na kilku wybranych zagrożeniach, a także pokażemy, jak należy zmienić praktyki programistyczne pod kątem tych zagrożeń.



Dostęp do danych poufnych i ich modyfikowanie Jednym z zadań projektantów i programistów aplikacji internetowych jest zapewnienie, że wszystkie dane powierzone przez użytkownika pozostaną bezpieczne, podobnie jak bezpieczne pozostają dane powierzane przez inne instytucje. Jeżeli dane te są udostępniane użytkownikom aplikacji internetowej, należy je udostępniać w taki sposób, że dany użytkownik będzie oglądał wyłącznie te dane, do których posiada uprawnienia, a jednocześnie nie będzie miał dostępu do analogicznych danych innych użytkowników.



 348



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Jeżeli implementowany jest system do składania zleceń giełdowych online albo wykonywania transakcji walutowych, osoby trzecie mające dostęp do konta danego użytkownika mogłyby odczytać jego numer identyfikacji podatkowej (NIP), dane dotyczące aktywów posiadanych przez użytkownika i ich ilości, a w skrajnych przypadkach nawet dane jego rachunku bankowego. Nawet udostępnienie listy imion i nazwisk oraz adresów użytkowników jest pogwałceniem zasad bezpieczeństwa. Użytkownicy bardzo sobie cenią własną prywatność, a lista ich imion i nazwisk wraz z adresami oraz dodatkowymi danymi marketingowymi (na przykład że wszystkie dziesięć tysięcy osób znajdujących się na liście dokonały zakupów w sieciowym sklepie z wyrobami tytoniowymi) jest bardzo łakomym kąskiem dla firm handlowych i marketingowych, które nie przejmują się regułami. Oczywiście ze znacznie niebezpieczniejszą sytuacją mamy do czynienia, gdy niepowołana osoba znajdzie sposób na manipulowanie takimi danymi. W efekcie takich działań może zwiększyć się zawartość konta jakiegoś klienta banku oferującego swe usługi w sieci albo, w wyniku zmiany adresu przesyłki zamówionej przez jakiegoś klienta, zakupiony towar może trafić do niepowołanej osoby (która najprawdopodobniej sama wcześniej zmieniła adres wysyłki).



Utrata lub zniszczenie danych Zdarzeniem równie dramatycznym jak udostępnienie poufnych danych osobom niepowołanym jest utrata części danych. Jeżeli komuś uda się usunąć tabele z bazy danych, konsekwencje tego zdarzenia dla prowadzonej działalności biznesowej mogą być tragiczne i nieodwracalne. Jeśli bank wyświetla w sieci informacje o stanie konta i nagle w jakiś sposób wszystkie informacje na temat danego konta zostaną utracone, reputacja banku natychmiast legnie w gruzach. Co gorsza, jeżeli usunięta zostanie cała tabela z danymi użytkowników, rekonstrukcja baz danych i odtworzenie stanu posiadania poszczególnych klientów będzie trwać bardzo długo. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że przyczyną utraty lub zniszczenia danych nie musi być wcale nieprawidłowe lub bezprawne użycie systemu. Jeżeli na przykład spłonie budynek, w którym znajdują się serwery systemu, a wraz z nim wszystkie dyski twarde, będzie to oznaczać utratę wszystkich danych. Pozostanie wówczas mieć nadzieję, że wcześniej utworzono odpowiednie kopie bezpieczeństwa i opracowano plany przywrócenia systemu po awarii.



Zablokowanie usługi Wcześniej wspomniano już o atakach polegających na zablokowaniu usługi (ang. Denial of Service — DoS) oraz ich bardziej zaawansowanych odmianach, tak zwanych blokadach rozproszonych (ang. Distributed Denial ofService — DDoS), jako o atakach mających katastrofalny wpływ na dostępność aplikacji w sieci. Bezczynność serwerów przez długie godziny albo i dłużej może pogrążyć całą korzystającą z nich firmę. Wystarczy przypomnieć sobie, ile jest witryn, z których korzysta się na co dzień i wyobrazić sobie, co by się stało, gdyby w jakimś momencie stały się one niedostępne — to najlepiej zobrazuje skalę problemu. Jak wspominano wcześniej, źródłem DoS również mogą być przyczyny inne niż bezprawne użycie systemu. Nawet jeżeli tworzone są pełne kopie bezpieczeństwa i są one przechowywane w lokalizacjach innych niż serwery produkcyjne, a pewnego dnia budynek z serwerami systemu spali się, zatonie w lawinie błotnej bądź ulegnie zniszczeniu przez przybyszy z innej planety, to jeżeli wcześniej nie opracowało się szczegółowych planów przywrócenia działania systemu, klienci i tak będą przez dłuższy czas odcięci od usług.



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



349



Wstrzykiwanie kodu Jednym z ataków, którym najczęściej padają aplikacje internetowe, jest tak zwane wstrzykiwanie kodu. Najbardziej znaną odmianą tego ataku jest tak zwany Cross Site Scripting (w skrócie XSS, aby odróżnić go od skrótu CSS oznaczającego kaskadowe arkusze Stylów). W przypadku tego typu ataków szczególnie niebezpieczne jest to, że ich skutkiem nie jest natychmiastowa utrata części danych, lecz wykonanie jakiegoś fragmentu kodu źródłowego. Wykonanie wstrzykniętego kodu może doprowadzić do wypływu części informacji albo przekierowaniu użytkowników pod inny adres, najczęściej bez ich wiedzy. Atak Cross Site Scripting działa według następującej zasady: 1. Złośliwy użytkownik wpisuje tekst, który oprócz zwykłej informacji (na przykład treści wpisu na forum internetowym) zawiera także fragment skryptu wykonywalnego na kliencie, na przykład:  this.document = "przekierowanie.gdzie.indziej?cookie=" + this.cookie; 



2. Złośliwy użytkownik zatwierdza formularz systemowy i czeka. 3. Następny użytkownik systemu, który przegląda stronę z tekstem wpisanym przez złośliwego użytkownika, bezwiednie wykona skrypt wpisany przez tego ostatniego. W przykładzie przedstawionym przed chwilą nieświadomy użytkownik zostanie przekierowany pod inny adres wraz z plikiem cookie z witryny początkowej. Przedstawiony przykład był trywialny, lecz Cross Site Scripting daje szerokie możliwości, przez które następstwa przeprowadzonych ataków mogą być nieobliczalne w skutkach.



Złamanie zabezpieczeń dostępu do serwera Efekty złamania zabezpieczeń dostępu do serwera mogą być podobne jak następstwa większości z wymienionych wcześniej zagrożeń, jednak trzeba zdawać sobie sprawę, że czasami celem crackerów jest uzyskanie dostępu do systemu — najczęściej w roli superużytkownika (jako administrator w systemach Windows lub root w systemach z rodziny Unix). Po uzyskaniu takiego dostępu ma się praktycznie nieograniczone możliwości korzystania z komputera i wykonywania dowolnych programów, wyłączenia komputera czy instalowania oprogramowania, które przez właścicieli komputera zdecydowanie nie jest pożądane. Na tego typu ataki trzeba być szczególnie wyczulonym, ponieważ pierwszą czynnością, jaką wykonują napastnicy po włamaniu się do serwera, jest zatarcie śladów i ukrycie wszelkich oznak ich działania.



Identyfikacja użytkowników Wszystkich użytkowników naruszających bezpieczeństwo systemu bez namysłu traktuje się jak użytkowników złych lub złośliwych, których celem jest wyłącznie wyrządzenie komuś szkody. Trzeba jednak pamiętać również o innych użytkownikach, którzy mogli wykonywać dane działania nieświadomie i dlatego zaliczanie ich od razu do grona szkodników może być nieuzasadnione.



 350



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Crackerzy Najbardziej znaną grupą użytkowników są tak zwani crackerzy. Nie należy ich mylić z hakerami, ponieważ prawdziwi hakerzy są zwykle programistami o krystalicznej uczciwości i z przyjaznymi intencjami, dlatego wrzucanie ich do jednego worka z crackerami może być dla nich krzywdzące. Dążeniem crackerów jest — abstrahując od kierujących nimi motywów — znalezienie luk w zabezpieczeniach systemu i wykorzystanie ich do własnych celów. Motywami crackerów wykradających dane finansowe i numery kart kredytowych może być pazerność; crackerzy opłacani przez nieuczciwe firmy mogą dla nich wykradać informacje z systemów firm konkurencyjnych; jeszcze inni są po prostu utalentowanymi ludźmi lubiącymi ryzyko, dlatego szukają coraz to nowych systemów, do których można by się włamać. Crackerzy są poważnym zagrożeniem dla każdego systemu dostępnego w sieci, jednak nie znaczy to, że należy skupiać na nich całą swoją uwagę.



Nieświadomi użytkownicy zainfekowanych komputerów Oprócz crackerów trzeba mieć świadomość, że istnieje również wiele innych osób, na które należy uważać. Ze względu na liczne luki w zabezpieczeniach współczesnego oprogramowania stosunkowo wysoki odsetek komputerów jest zainfekowanych programami, które wykonują różnego rodzaju zadania. Tego typu złośliwe oprogramowanie może znajdować się nawet na komputerach pracowników korzystających z wewnętrznej sieci firmowej i oprogramowanie to może przypuszczać ataki na firmowe serwery bez wiedzy użytkowników zainfekowanych komputerów.



Rozczarowani pracownicy Kolejną grupą osób, o której nie należy zapominać, są pracownicy. Z takiego albo innego powodu niektórzy z nich mogą dążyć do wyrządzenia szkody swojej firmie. Niezależnie od motywacji, pracownicy tacy mogą przeobrazić się w domorosłych crackerów albo zacząć korzystać z narzędzi pochodzących z zewnątrz, aby zaatakować serwery z wewnętrznej sieci firmy. Jeżeli systemy zostaną szczelnie zabezpieczone przed atakami z zewnątrz, natomiast zabezpieczenia wewnętrzne praktycznie nie będą istnieć, będzie to oznaczać, że systemy nadal są niezabezpieczone. Jest to jeden z najważniejszych argumentów za tworzeniem tak zwanych stref zdemilitaryzowanych (ang. demilitarized zones — DMZ), o których więcej powiemy w dalszej części tego rozdziału.



Złodzieje sprzętu komputerowego Grupą osób, o której rzadko się myśli w kategoriach ludzi zagrażających bezpieczeństwu systemów informatycznych, są złodzieje sprzętu komputerowego. Złodziej taki może dostać się do serwerowni i wymontować wybrane urządzenia, po czym wynieść je poza budynek. Bez trudu można się przekonać, jak łatwo jest wejść do wielu pomieszczeń biurowych i pokręcić się po nich, nie zwracając niczyjej uwagi. Po wejściu do odpowiedniego pomieszczenia i w odpowiednim czasie można znaleźć się sam na sam z błyszczącym, nowiutkim serwerem zawierającym dyski pełne poufnych danych.



Autorzy systemów Jakkolwiek zaskakująco może to zabrzmieć, jednym z najmniej pewnych punktów w zabezpieczeniach systemów są sami programiści i napisany przez nich kod. Jeżeli programista nie podejdzie z należytą uwagą do bezpieczeństwa, napisze dziurawy kod i nie przyłoży się do jego odpowiedniego przetestowania i zweryfikowania jego bezpieczeństwa, automatycznie udostępni złośliwym użytkownikom możliwość złamania zabezpieczeń systemu.



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



351



Każdy, kto bierze się za pisanie kodu źródłowego, musi czynić to zgodnie ze sztuką. Internet jest szczególnie bezlitosny dla tych, którzy są beztroscy i leniwi. Najtrudniejszą rzeczą jest jednak w tym przypadku przekonanie o tym fakcie własnego szefa albo osoby odpowiedzialnej za budżet projektu. Jednak kilka minut poglądowej prezentacji negatywnych następstw będących wynikiem zaniedbań w projektowaniu zabezpieczeń systemu powinno wystarczyć, by przekonać decydentów, że w świecie, w którym reputacja jest wartością bezcenną, warto czasem ponieść nieco większe koszty.



Zabezpieczanie kodu źródłowego W ramach opisu kolejnego aspektu przyjętego podejścia do zapewnienia bezpieczeństwa, sprowadzającego się do traktowania każdego komponentu systemu indywidualnie i zapewnienia mu odpowiedniego poziomu zabezpieczeń, zajmiemy się teraz zabezpieczaniem kodu źródłowego. Wprawdzie nie można opisać wszystkich technik, jakich można użyć w celu zabezpieczenia się przed wszystkimi potencjalnymi zagrożeniami (temu tematowi poświęcono już wiele grubych tomów), można natomiast podać kilka ogólnych wskazówek, aby nadać wykonywanym działaniom odpowiedni kierunek. W przypadku niektórych konkretnych technologii charakterystycznych dla PHP, z których będziemy korzystać w dalszych rozdziałach, wiążące się z nimi zagrożenia będą prezentowane wraz z opisem tych technologii.



Filtrowanie danych pochodzących od użytkowników Jedną z najważniejszych technik zabezpieczania aplikacji internetowych jest filtrowanie pochodzących od użytkowników.



danych



Twórcy aplikacji muszą filtrować wszystkie dane wejściowe pochodzące ze źródeł zewnętrznych. Nie oznacza to wcale, że systemy należy projektować z myślą, iż wszyscy jego użytkownicy będą mieli złe intencje. Wręcz odwrotnie: użytkowników powinno się zachęcać do korzystania z aplikacji, trzeba jedynie jak najlepiej przygotować się na wszelkiego rodzaju ataki i błędne korzystanie z systemu. Jeżeli filtrowanie będzie wykonywane efektywnie, znacząco powinna zmniejszyć się liczba zagrożeń z zewnątrz, a możliwości pracy samego systemu powinny zdecydowanie wzrosnąć. Nawet jeżeli można zaufać wszystkim użytkownikom systemu, to nigdy nie ma się pewności, że na ich komputerach nie znajduje się oprogramowanie typu spyware lub podobne, które będzie samodzielne wysyłać żądania na serwer lub zmieniać treść żądań wysyłanych przez użytkownika. Ze względu na to, jak ważnym elementem jest filtrowanie danych wejściowych pochodzących od użytkowników, warto przyjrzeć się bliżej sposobom filtrowania. Podwójne sprawdzanie oczekiwanych wartości Czasami trzeba użytkownikowi zaprezentować zbiór wartości, spośród których powinno się dokonać wyboru. Dotyczy to na przykład sposobu wysyłki towaru (pocztą, przesyłką ekspresową czy kurierską), wyboru województwa i tak dalej. Wyobraźmy sobie, że w systemie znajduje się następujący formularz wejściowy:     



 352



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



 Mężczyzną
 Kobietą
 Nie twój irteres
  
  



Formularz przedstawiono na rysunku 16.1. W celu obsłużenia danych pochodzących z formularza można założyć, że za każdym razem, gdy w skrypcie formularz.php odczytywana jest wartość $_P0ST['piec'], powinien zostać zwrócony ciąg znaków 'Mężczyzna', 'Kobieta' lub 'Inny'. Byłoby to jednak założenie bardzo ryzykowne. Rysunek 16.1. Najprostszy formularz z pytaniem o płeć



. Plik



7 »



EJ



Edyga



y g Ulutj.on?



localhost Widofc



Uiu&ionf



• Narz*d:ia



jfc3i!ViX;



Pomoc



[ h ] Kim Jłstłs?



Mężczyzną Kobietą N i c t w ó j interes



jj" Lokalny intranet



Jak wspomniano już wcześniej, działanie sieci WWW opiera się na protokole HTTP — prostym protokole tekstowym. Zatwierdzenie naszego prostego formularza spowoduje wysłanie do serwera komunikatu tekstowego o strukturze podobnej do przedstawionej poniżej: POST /piec.php HTTP/1.1 Host: www.domenakomputera.com User-Agent: Mozi1 la/4.0 (compatible: MSIE 8.0: Windows NT 5.1: Trident/4.0) Content-Type: application/x-www-form-urlencoded Content-Length: 14 plec=Mężczyzną



Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, by ktoś połączył się z naszym serwerem i wysłał do niego dowolną inną wartość w ramach formularza. Można by spreparować na przykład żądanie następującej treści: POST /piec.php HTTP/1.1 Host: www.domenakomputera.com User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible: MSIE 8.0: Windows NT 5.1: Trident/4.0) Content-Type: application/x-www-form-urlencoded Content-Length: 18 plec=Lubię+ciastka



Załóżmy teraz, że napisany został następujący kod obsługi formularza:  Użytkownik jest: ".$_P0ST['piec'].". 
": ? >



Bez trudu mogłoby w takiej sytuacji dojść do zamieszania. Znacznie lepszym rozwiązaniem jest sprawdzanie za każdym razem, czy otrzymana wartość należy do zbioru wartości dozwolonych, w następujący sposób:



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych






353



(S_POST['plec']) { 'Mężczyzną': 'Kobietą': 'Inny':



echo "
Gratulacje! Jesteś: ".S_P0ST['plec'].".
": break; default: echo "
 OSTRZEŻENIE: Nieprawidłowe oznaczenie płci użytkownika.
": break:



} Ilość wymaganego kodu jest w tym przypadku nieco większa, lecz przynajmniej zyskuje się dzięki temu pewność, że do formularza przekazywane są prawidłowe wartości. Fakt ten zdecydowanie zyskuje na znaczeniu, gdy przetwarzane są na przykład dane finansowe, znacznie bardziej poufne niż płeć użytkownika. Według ogólnej zasady nigdy nie należy oczekiwać, że wartość pochodząca z formularza zawsze będzie należeć do zbioru wartości oczekiwanych — zawsze trzeba j ą najpierw zweryfikować. Filtrowanie nawet najprostszych wartości Elementy formularzy HTML nie mają przypisanych typów i przekazują do serwera zwykłe ciągi znaków (które mogą reprezentować daty, godziny czy liczby). Dlatego jeżeli w formularzu znajduje się pole liczbowe, nie oznacza to wcale, że można założyć albo ufać, iż właśnie wartość liczbowa została wpisana w takim polu. Nawet w rozwiązaniach, w których szczególnie rozbudowane skrypty działające po stronie klienta mają zagwarantować, że wartość wpisana w polu będzie odpowiedniego typu, to i tak nie ma się gwarancji, że któryś z użytkowników nie prześle wartości bezpośrednio do serwera, jak w poprzednim punkcie. Prosty sposób zapewnienia, że dana wartość jest odpowiedniego typu, polega na zrzutowaniu lub przekształceniu jej do pożądanego typu, a następnie jej użyciu, na przykład: Sliczbajiocy = (int)S_POST['liczba_nocy']: if (Sliczbajiocy == 0) { echo "BŁĄD: Nieprawidłowa liczba nocy!": exit:



} Jeżeli użytkownik ma za zadanie wpisać datę w jakimś formacie narodowym, na przykład w formacie mm/dd/yy używanym w Stanach Zjednoczonych, można wówczas napisać kod, który przy użyciu funkcji PHP o nazwie checkdate zapewni, że mamy do czynienia z prawidłową datą. Funkcja checkdate przyjmuje wartości miesiąc, dzień i rok (rok w formacie czterocyfrowym) i wskazuje, czy po połączeniu tych wartości uzyskuje się prawidłową datę: // split jest binarnie bezpieczna dzięki mbstring (rozdział 5.) Snmddrr = split($_POST['data_wyjazdu']. '/'): if (count(Smmddrr) != 3) { echo "BŁĄD: Podano nieprawidłową datę!"; exit;



} // obsługa lat takich jak 02 albo 95



 354



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



if ((int)Smmddrr[2] < 100) { if ((int)Smmddrr[2] > 50) Smnddrr[2] = (irt)Smmddrr[2]+1900; else if ((int)Smmddrr[2] >= 0) Smmddrr[2] = (int)Smmddrr[2] + 2000: // albo wartość < 0. co wychwyci funkcja sprawdzdate } if (!checkdate(Smmddrr[0]. Smmddrrfl], $mmddrr[2])) { echo "BŁĄD: Podano nieprawidłową datę!": exit: } Dzięki filtrowaniu i sprawdzeniu danych wejściowych nie tylko spełnia się wymóg weryfikacji poprawności tych danych, co zresztą powinno czynić się zawsze (czyli na przykład sprawdzać, czy data wylotu podana w momencie zakupu biletu na samolot rzeczywiście jest prawidłową datą), ale jednocześnie zwiększa ogólne bezpieczeństwo całego systemu.



Sprawdzanie obecności kodu SQL w ciągach znaków Kolejnym przypadkiem, w którym bezwzględnie trzeba przetwarzać ciągi znaków, aby zabezpieczyć system, jest zapobieganie atakom polegającym na wstrzykiwaniu kodu SQL. O tego typu atakach wspomniano już wcześniej, w rozdziale opisującym korzystanie z serwera bazodanowego M y S Q L w języku PHP. W tego rodzaju atakach złośliwy użytkownik próbuje wykorzystać luki w zabezpieczeniach w kodzie źródłowym oraz w uprawnieniach użytkownika, aby wykonać własny kod SQL, który zdecydowanie wykonywany być nie powinien. Jeżeli zastosowane zabezpieczenia nie będą prawidłowe, użytkownik może przedstawić się jako: kotek: DELETE FROM użytkownicy: A to może być przyczyną ogromnych problemów. Aby uniknąć ataku polegającego na wstrzykiwaniu kodu SQL, można zastosować jeden z dwóch podstawowych sposobów działania: •



Filtrować i unieważniać wszystkie ciąg znaków wysyłane do serwerów bazodanowych w ramach zapytań SQL. Służą do tego f u n k c j e mysqli_escape_string, mysqli: :real_escape_string orazmysqli_rea1_escape_string.



•



Upewniać się, że wszystkie dane wejściowe są zgodne z oczekiwaniami. Jeżeli nazwy użytkowników nie mogą przekraczać 50 znaków długości i powinny zawierać wyłącznie litery i liczby, z miejsca można założyć, że znajdujący się na końcu nazwy użytkownika fragment ciągu ": DELETE FROM użytkownicy" należy usunąć. Jeżeli napisany zostanie kod PHP, który j e s z c z e przed wysłaniem danych wejściowych do serwera bazodanowego zagwarantuje, że dane wejściowe są zgodne z oczekiwaniami, pozwoli na wyświetlenie użytkownikowi o wiele bardziej konkretnego komunikatu o błędzie niż ten, który zostałby zwrócony przez bazę danych (o ile dane wejściowe byłyby w bazie sprawdzane). Tym samym znacznie zmniejszone zostanie ryzyko naruszenia bezpieczeństwa.



Rozszerzenie mysąli posiada dodatkowe zabezpieczenie, które polega na tym, że metody mysql i_ >->-query oraz mysql i: :query mogą jednorazowo wykonać tylko jedno zapytanie, dzięki czemu łatwiej jest zapobiegać wykonaniu dodatkowych, potencjalnie niebezpiecznych instrukcji lub zapytań. Aby wykonać od razu więcej niż jedno zapytanie, trzeba użyć metody mysqli_multi_query albo mysqli::multi_query.



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



355



Unieważnianie danych wynikowych Niemal równie ważne jak filtrowanie danych wejściowych jest tak zwane unieważnianie danych wynikowych. Po wczytaniu do systemu danych pochodzących od użytkownika koniecznie trzeba zapewnić, że nie spowodują one żadnych szkód ani nie doprowadzą do nieprzewidzianych konsekwencji. W tym celu wykorzystuje się kilka funkcji, dzięki którym przeglądarka klienta potraktuje dane wynikowe po prostu jako tekst wynikowy i nie pomyli takich danych z żadnymi innymi. W niektórych aplikacjach pobiera się dane pochodzące od użytkownika i wyświetla się je z powrotem na stronie. Doskonałym przykładem są strony, na których użytkownicy mogą komentować opublikowane artykuły. W takich przypadkach trzeba zapewnić, że żaden złośliwy użytkownik nie wstrzyknie we wpisywanym tekście dodatkowych znaczników języka HTML. Jednym z najprostszych sposobów postępowania jest użycie funkcji htmlspecialchars lub html "-•entities. Obydwie funkcje analizują zawartość przekazanego do nich ciągu znaków i wybrane sekwencje przekształcają w tak zwane elementy H T M L (ang. HTML entities). Krótko mówiąc, element HTML to specjalna sekwencja znaków rozpoczynająca się znakiem ampersanda (&), oznaczająca znak specjalny, którego nie można w prosty sposób przedstawić w kodzie HTML. Po znaku ampersanda występuje nazwa elementu oraz znak średnika (;), który kończy całą sekwencję. Opcjonalnie element może być kodem ASCII wskazanym przy użyciu znaku # i liczby dziesiętnej; na przykład sekwencja #&47; reprezentuje znak ukośnika (/). Ponieważ wszystkie elementy znaczników języka H T M L są ograniczane znakami < i >, trudno byłoby je zawrzeć w wynikowym ciągu znaków przeznaczonym do wyświetlenia w przeglądarce (ponieważ domyślnie przeglądarka przyjmie, że wskazują one znaczniki języka HTML). Aby obejść problem używa się elementów H T M L Sit: oraz >. Analogicznie, aby w wynikowym kodzie HTML zawrzeć znak ampersanda, należy użyć elementu &. Apostrof i cudzysłów są reprezentowane odpowiednio przez elementy ': oraz ":. Elementy są przekształcane w odpowiednie znaki wynikowe przez klienta HTML (przeglądarkę internetową) i nie są wówczas traktowane jak znaczniki. Różnica między funkcjami htmlspecialchars i html entities polega na tym, że pierwsza z nich domyślnie zastępuje jedynie znaki &, < i >, a dodatkowe przełączniki pozwalają na zastąpienie również apostrofów i cudzysłowów. Druga funkcja natomiast zastępuje wszystkie znaki, które mogą być reprezentowane przez nazwany element HTML. Przykładami takich znaków są znak praw autorskich ®, reprezentowany przez element Scopy: oraz symbol waluty Euro €, reprezentowany przez element &euro:. Funkcja html entities nie przekształca natomiast znaków w elementy liczbowe. Obydwie funkcje przyjmują drugi parametr, który wskazuje, czy należy przekształcać w elementy znaki apostrofów i cudzysłowów. Obie przyjmują również trzeci parametr wyznaczający zestaw znaków, w jakim zakodowano ciąg wejściowy przekazany do funkcji (co jest dla nas bardzo ważne, ponieważ funkcja powinna prawidłowo działać na ciągach znaków UTF-8). Drugi parametr może przyjmować następujące wartości: •



ENT_COMPAT — Cudzysłowy są przekształcane w element ", natomiast apostrofy pozostają w oryginalnej postaci.



•



ENT_QUOTES — Apostrofy i cudzysłowy są przekształcane odpowiednio w elementy ': oraz ".



•



ENT_N0QU0TES (wartość domyślna) — Funkcja nie przekształca w elementy H T M L ani apostrofów, ani cudzysłowów.



 356



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Rozważmy następujący fragment kodu: Sciag_wejsciowy = "
Czy użytkownik dał \"15000?\".
 ":



Tak skonstruowany ciąg znaków zostanie przetworzony przez poniższy skrypt PHP (na ciągu wynikowym wykonywana jest funkcja n!2br, aby zapewnić czytelność ciągu wynikowego): 



Ciąg wynikowy będzie mieć wówczas następującą postać: 
Czy użytkownik dał "15000?",<:/p>:
 
 <:script type="text/javascript">:
 // złośliwy kod JavaScript
 &11:/script>:&11:p align"center">:Czy u¿:ytkownik da³ "15000?".&łt:/p>:
 
 <:script type="text/javascript">:
 // z³:ośliwy kod JavaScript
 <:/script>



Natomiast w przeglądarce pojawi się następujący tekst: 
Czy użytkownik dał "15000?".
 
Czy użytkownik dał "15000?".
 



W sytuacjach, gdy użytkownicy powinni mieć możliwość wpisywania znaczników HTML (na przykład w biuletynach elektronicznych, w których użytkownicy zwykle mogą formatować czcionkę, kolor i styl znaków), konieczne będzie zaimplementowanie własnego mechanizmu przetwarzania ciągów znaków, który znajdzie dozwolone znaczniki i pozostawi je w ciągach wynikowych.



Organizacja kodu źródłowego Niektórzy stanowczo twierdzą, że każdy plik, który nie ma być bezpośrednio dostępny dla użytkownika korzystającego z internetu, powinien znajdować się w innym katalogu niż główny katalog dokumentów witryny internetowej. Na przykład jeżeli głównym katalogiem dokumentów biuletynu elektronicznego jest katalog /home/httpd/biuletyn/www, wszystkie pliki dołączane oraz wszystkie pozostałe pliki wchodzące w skład witryny powinny znajdować się na przykład w katalogu /home/httpd/biuletyn/kod. W konsekwencji gdy do kodu źródłowego trzeba dołączyć odpowiednie pliki, instrukcja powinna mieć następującą postać: require_once('../kod/obiekt_uzytkownik.php'):



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



357



Tak daleko posunięta ostrożność jest podyktowana negatywnymi skutkami sytuacji, gdy złośliwy użytkownik wywoła plik, który nie ma rozszerzenia .php ani .html. Wiele serwerów WWW domyślnie przesyła wówczas do strumienia wyjściowego zawartość wywołanego pliku. Jeżeli więc plik obiekt uzytkownik.php będzie się znajdował gdzieś w katalogu dokumentów dostępnych publicznie i użytkownik go wywoła, w przeglądarce może pojawić się treść kod źródłowego zawartego w tym pliku. Użytkownik zobaczy więc implementację i będzie mógł wykorzystać ją we własnych rozwiązaniach, nie mówiąc już o złośliwym wykorzystaniu ewentualnych luk znajdujących się w kodzie źródłowym. W celu zabezpieczenia się przed takimi sytuacjami serwer WWW należy skonfigurować w taki sposób, aby przetwarzane były wyłącznie wywołania plików .html i .php, natomiast w odpowiedzi na wywołania plików z innymi rozszerzeniami zwracany był błąd. Analogicznie, wszystkie inne pliki takie jak pliki z hasłami, pliki tekstowe i konfiguracyjne albo katalogi specjalne, najlepiej jest przechowywać poza katalogiem z dokumentami udostępnianymi publicznie. Nawet jeżeli wydaje się, że serwer WWW jest skonfigurowany prawidłowo, być może zapomniano o czymś w trakcie konfigurowania albo w przyszłości serwer może zostać zastąpiony nową wersją, z konfiguracją nieprawidłową, a więc zwiększy się wówczas poziom zagrożenia. Jeżeli w pliku php. ini włączona jest opcja a 11 ow url fopen, teoretycznie możliwe będzie dołączanie plików znajdujących się na serwerach zdalnych. Jest to kolejne potencjalne zagrożenie dla aplikacji i dlatego trzeba zrobić wszystko, aby uniknąć konieczności dołączania plików znajdujących się na innych komputerach — zwłaszcza tych, nad którymi nie ma się pełnej kontroli. Dodatkowo nigdy nie należy uzależniać tego, jaki plik zostanie dołączony, od zawartości danych pochodzących od użytkowników, ponieważ dane wejściowe mogą zostać odpowiednio spreparowane i zagrozić w ten sposób bezpieczeństwu systemu.



Zawartość kodu źródłowego W wielu prezentowanych dotychczas fragmentach kodu źródłowego odpowiedzialnych za dostęp do bazy danych znajdowała się nazwa bazy danych, nazwa użytkownika oraz jego hasło zapisane zwykłym tekstem, na przykład: tpolaczenie = @new mysqli("localhost", "jan", "hasło". "baza_danych"):



Wprawdzie jest to rozwiązanie wygodne, lecz nie do końca bezpieczne — zwłaszcza jeśli jakiś cracker zdoła dostać się do pliku .php, od razu uzyska również dane uwierzytelniające do bazy danych wraz z wszystkimi prawami, jakie posiada użytkownik jan. Lepszym rozwiązaniem jest umieszczenie nazwy użytkownika i hasła w oddzielnym pliku, który będzie się znajdował poza katalogiem z dokumentami witryny i będzie dołączany do skryptu w następujący sposób: 






 358



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



includeC../kod/pol aczenie_bd.php'): Spolaczenie = @new mysqli($serwer_bd, $nazwa_uzytkownika_bd, $haslo_bd. $nazwa_bd); // dalsza część kodu ?>



W podobny sposób najlepiej jest używać danych o podobnym poziomie poufności, które zawsze dobrze jest dodatkowo zabezpieczyć.



Zagadnienia dotyczące systemu plików PHP został zaprojektowany z myślą o umożliwieniu korzystania z lokalnego systemu plików. Z tego wynikają co najmniej dwa zagadnienia: • Czy wszystkie pliki zapisywane na dysku mają być widoczne dla innych użytkowników? • Jeżeli inni użytkownicy mają mieć możliwość zapisywania plików na dysku, to czy będą wówczas mieli dostęp również do plików, których nie powinni widzieć, takich jak /etc/passwtf! Trzeba uważać, aby nie zapisywać plików ze zbyt szerokimi uprawnieniami odczytu ani nie umieszczać ich w lokalizacjach, do których dostęp mają inni użytkownicy albo systemy operacyjne obsługujące wielu użytkowników, takich jak systemy z rodziny Unix. Dodatkowo trzeba zachować szczególną ostrożność, jeżeli to użytkownik ma wskazywać nazwę pliku, który chce uzyskać. Jeżeli w głównym katalogu dokumentów (C:\Program Files\Apache Software Foundation\Apache2.2\htdocs\) znajdują się pliki, które udostępniono użytkownikom, wówczas wystarczy, by któryś z użytkowników wywołał plik o nazwie podanej poniżej, aby narazić cały system na problemy: . A . A . Aphp\php.ini



W ten sposób nieuprawniony użytkownik zyskałby komplet informacji o instalacji PHP oraz ewentualnych lukach w zabezpieczeniach, które mógłby wykorzystać. Również tego problemu łatwo można uniknąć: jeżeli użytkownicy mają podawać nazwy plików, które chcą uzyskać, trzeba podawane nazwy restrykcyjnie filtrować w taki sposób, aby uniknąć wszelkich problemów. W sytuacji z przykładu wystarczy eliminować wszelkie wystąpienia sekwencji ..1, a także uniemożliwiać wywołania plików wskazanych przez podanie ścieżki bezwzględnej, na przykład c:\mysql\my.ini.



Stabilność kodu i błędy O zagadnieniu tym pokrótce wspomniano już wcześniej: aplikacja internetowa nigdy nie będzie działać odpowiednio wydajnie i nigdy nie będzie odpowiednio zabezpieczona, jeżeli jej kod źródłowy nie zostanie gruntownie przetestowany, przejrzany albo będzie na tyle skomplikowany, że będzie zawierał błędy trudne do wykrycia. Nie należy traktować tego jako oskarżenie, a jedynie przypomnienie, że każdy kod źródłowy jest równie zawodny jak piszący go programista. Gdy użytkownik łączy się z witryną, wpisuje słowo w oknie wyszukiwania (na przykład „defenestracja"), i klika przycisk Szukaj, szybko straci zaufanie do witryny i poziomu jej zabezpieczeń, jeżeli w odpowiedzi w przeglądarce pojawi się komunikat: AJAJAJ!!! To się nigdy nie powinno zdarzyć. BŁĄD!!! BŁĄD!!! BŁĄD!!!



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



359



Jeżeli stabilność aplikacji będzie brana pod uwagę od początku procesu tworzenia aplikacji, znacznie łatwiej będzie zmniejszyć prawdopodobieństwo wystąpienia problemów mających swój początek w błędach ludzkich. Najskuteczniejsze sposoby to: • Przeprowadzenie pełnej fazy projektowania aplikacji, wraz z tworzeniem jej prototypów. Im więcej osób będzie mogło wypowiedzieć się na temat planowanych działań, tym łatwiej będzie wychwycić potencjalne problemy jeszcze przed ich wystąpieniem. Jest to zresztą doskonały moment na przeprowadzenie testów użyteczności docelowego interfejsu użytkownika. • Przydzielenie do projektu zasobów testowych. W wielu projektach oszczędza się właśnie na testowaniu, przydzielając na przykład jednego testera na 50 programistów. Programiści nigdy nie są dobrymi testerami! Programiści zapewnią, że ich kod będzie działać prawidłowo na odpowiednich danych wejściowych, lecz znajdowanie innych problemów przychodzi im już z dużo większym trudem. W największych firmach programistycznych testerów jest mniej więcej tyle samo co programistów. Stosunkowo wysokie jest ryzyko, że szef naszej firmy nie będzie chciał opłacać armii testerów, jednak przeprowadzenie odpowiedniego procesu testowania jest kluczowe dla powodzenia aplikacji. • Zobowiązanie programistów do stosowania się do wybranej metodyki testowania. Trudno się spodziewać, że w ten sposób znalezione zostaną wszystkie błędy, które mógłby znaleźć doświadczony tester, lecz na pewno zapobiegnie się w ten sposób zjawisku regresji — czyli sytuacji, w której problem lub błąd naprawiony już wcześniej pojawia się w systemie ponownie w wyniku zmian w innej części kodu. Programiści powinni mieć zakaz dołączania do projektu własnego kodu źródłowego, jeżeli wcześniej z powodzeniem nie wykonali kompletu testów jednostkowych. • Monitorowanie działania aplikacji po jej wdrożeniu w środowisku produkcyjnym. Dzięki regularnemu przeglądaniu dzienników zdarzeń aplikacji oraz komentarzy użytkowników lub klientów można będzie zidentyfikować poważniejsze błędy i problemy oraz ewentualne luki w zabezpieczeniach systemu. Zidentyfikowane problemy i błędy będzie można od razu wyeliminować, zanim doprowadzą do poważniejszych konsekwencji.



Apostrofy wykonywania poleceń systemu operacyjnego i polecenie exec Wcześniej wspomniano o mechanizmie tak zwanych apostrofów wykonywania poleceń, polegającym na wykonywaniu poleceń powłoki. Ma on postać operatora języka, za pośrednictwem którego w wierszu poleceń powłoki (na przykład sh w systemach z rodziny Unix albo cmd.exe w Windows), można wykonać wskazane polecenie zawarte między apostrofami odwrotnymi ("), odmiennymi od zwykłych apostrofów ('). Klawisz z apostrofem odwrotnym znajduje się zwykle w lewym górnym rogu klawiatury o układzie angielskojęzycznym, natomiast na klawiaturach o innych układach językowych znalezienie klawisza może być już trudniejsze. Apostrofy wykonywania poleceń zwracają ciąg znaków z tekstowym wynikiem wykonania wskazanego programu. Jeżeli w pliku tekstowym znajduje się lista nazwisk wraz z ich numerami telefonów, można użyć polecenia grep, aby znaleźć w pliku listę nazwisk zawierających słowo „Kowalski". Polecenie grep jest poleceniem systemów z rodziny Unix i przyjmuje ciąg znaków stanowiący wzorzec do znalezienia oraz listę plików, w których ten wzorzec ma zostać odnaleziony, po czym zwraca te wiersze z plików, w których wzorzec rzeczywiście został znaleziony. grep [ a r g u m e n t y ] w z o r z e c l i s t a _ p l i k ó w ...



 360



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Istnieją odmiany programu grep dla systemu Windows; zresztą sam Windows udostępnia program 0 nazwie Jindstr.exe, który działa w podobny sposób. Aby znaleźć osoby o nazwisku „Kowalski", można by wykonać skrypt o następującej treści: \n":



} ?>



Jeżeli kiedykolwiek użytkownikom udostępniona zostanie możliwość wykonywania poleceń przy użyciu apostrofów odwrotnych, trzeba liczyć się z ryzykiem wystąpienia różnego rodzaju problemów bezpieczeństwa, zaś dane pochodzące od użytkowników trzeba będzie bardzo szczegółowo filtrować, aby zapewnić bezpieczeństwo systemu. Minimalnym wymogiem jest zastosowanie względem danych wejściowych funkcji escapeshellcmd. Dla pewności jednak dobrze jest jeszcze bardziej ograniczyć zakres akceptowanych danych wejściowych. Co gorsza, zazwyczaj serwer WWW i PHP działa w kontekście o jak najbardziej ograniczonych uprawnieniach (więcej na ten temat powiemy w następnych punktach rozdziału), które jednak być może trzeba będzie poszerzyć, aby zyskać możliwość wykonywania niektórych poleceń. To z kolei osłabi bezpieczeństwo całego systemu. Dlatego używanie apostrofów odwrotnych w środowisku produkcyjnym powinno być rozważane z wyjątkową ostrożnością. Polecenie exec i funkcje systemowe działają bardzo podobnie do operatora wykonywania poleceń powłoki, a różnią się jedynie tym, że wskazane polecenie wykonują w sposób bezpośredni, a nie z poziomu powłoki. Ponadto w przeciwieństwie do apostrofów odwrotnych nie zawsze zwracają pełen zbiór danych wynikowych. Wykorzystanie polecenia exec i funkcji systemowych również naraża na szereg zagrożeń bezpieczeństwa i powinno się wobec nich stosować te same środki ostrożności.



Zabezpieczanie serwera WWW oraz PHP Obok bezpieczeństwa kodu źródłowego ważnym zagadnieniem jest bezpieczeństwo instalacji 1 konfiguracji serwera WWW oraz samego języka PHP. W wielu przypadkach oprogramowanie instalowane na komputerach i serwerach zawiera domyślne pliki konfiguracyjne i zestawy funkcji, których celem jest raczej pokazanie szerokich możliwości danego narzędzia. Producenci oprogramowania wychodzą z założenia, że użytkownik wyłączy te elementy, które nie są mu potrzebne bądź też zbytnio zagrażają bezpieczeństwu jego środowiska. Niestety, wciąż wielu użytkowników w ogóle nie myśli o odpowiednim dostosowaniu konfiguracji lub czyni to w nieprzemyślany sposób. W ramach przyjętego przez nas idealistycznego podejścia do bezpieczeństwa trzeba się upewnić, że używane serwery WWW oraz PHP są prawidłowo skonfigurowane. Nie ma możliwości, by



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



361



szczegółowo opisać metody zabezpieczania każdego serwera WWW i każdego rozszerzenia języka PHP, dlatego opis zostanie ograniczony do przedstawienia najważniejszych zagadnień, które trzeba wziąć pod uwagę, oraz kierunku poszukiwań dodatkowych wskazówek i sugestii.



Regularne uaktualnianie oprogramowania Jednym z najprostszych sposobów zapewnienia bezpieczeństwa systemu jest korzystanie zawsze z najnowszych i najbardziej bezpiecznych wersji oprogramowania. W przypadku PHP, serwera Apache HTTP Server oraz serwera Internet Information Services (IIS) firmy Microsoft sprowadza się to do regularnego odwiedzania odpowiedniej witryny internetowej (http://www.php.net, http://httpd.apache.org lub http://www.microsoft.com/iis) i sprawdzania porad z zakresu bezpieczeństwa, nowych wydań oprogramowania, a także przeglądania listy nowych funkcji i sprawdzania, czy któreś z nich mają charakter poprawek zabezpieczeń.



Instalowanie nowych wersji oprogramowania Konfigurowanie i instalowanie niektórych programów może być zadaniem czasochłonnym i wymagać wykonania znacznej liczby czynności. Dotyczy to zwłaszcza oprogramowania dla systemów Unix, które trzeba instalować z kodów źródłowych, a to z kolei wymaga często uprzedniego zainstalowania dodatkowych składników, a następnie wykonania dość znacznej liczby instrukcji z różnorodnymi opcjami w wierszu poleceń, aby ostatecznie uzyskać dostęp do wszystkich pożądanych modułów i rozszerzeń. Bardzo ważne jest, aby przygotować sobie prosty „skrypt instalacyjny", który będzie realizowany w trakcie instalacji każdej nowej wersji używanego oprogramowania. W ten sposób będzie się mieć większą pewność, że nie zapomniało się o niczym istotnym, a czego brak mógłby sprawić problemy w późniejszym czasie. Liczba czynności wymaganych w trakcie instalacji jest zwykle na tyle długa, że z dużą dozą prawdopodobieństwa można założyć, iż przy jednej z kolejnych instalacji któraś z wymaganych czynności nie zostanie wykonana.



Wdrażanie nowych wersji Instalacje nigdy nie powinny być od razu udostępniane na serwerze produkcyjnym. Najlepiej jest zawsze korzystać z serwera testowego, na którym instalowane będzie oprogramowanie i sam udostępniany system oraz przeprowadzane będą testy działania całego środowiska. Jest to szczególnie istotne zwłaszcza dla języka takiego jak PHP, w którym w kolejnych wersjach języka zmieniają się niektóre ustawienia domyślne. Dlatego tak istotne jest, by za każdym razem gruntownie przetestować nową wersję środowiska i sprawdzać jej działanie tak długo, aż zyska się pewność, że nowa wersja oprogramowania nie wpłynie negatywnie na działanie systemu udostępnianego w internecie. Warto zaznaczyć, że przytoczone zasady nie wymagają wcale wydawania znacznych kwot na nowy komputer, na którym będzie można przetestować nowe oprogramowanie i jego ustawienia konfiguracyjne. Na rynku dostępnych jest wiele programów, które pozwalają na uruchamianie systemu operacyjnego z poziomu systemu aktualnie używanego. Do programów takich należą między innymi VMWare firmy VMWare, Inc. oraz VirtualPC firmy Microsoft. Po upewnieniu się, że aplikacja internetowa działa prawidłowo z nową wersją oprogramowania, można w końcu wdrożyć środowisko na serwerze produkcyjnym. W tym momencie trzeba bezwzględnie korzystać z procesu zautomatyzowanego lub przynajmniej opierać się za każdym razem na procedurze zawartej w skrypcie bądź spisanej na kartce papieru (lub na dysku), aby



 362



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



zyskać pewność, że w odpowiedniej kolejności wykonane zostaną wszystkie kroki wymagane do zreplikowania prawidłowego środowiska. Dodatkowo na serwerze produkcyjnym trzeba jeszcze wykonać dodatkowe testy działania aplikacji, aby upewnić się, że rzeczywiście wszystko działa tak, jak należy (rysunek 16.2). Rysunek 16.2. Proces uaktualniania oprogramowania na sewerze



Kompilacja 1. Kompilacja serwera 2. Kompilacja PHP 3. Zdefiniowanie u s t a w i e ń w plikach konfiguracyjnych 4. S k o n f i g u r o w a n i e dokumentów



* *



Testowanie 1. S p r a w d z e n i e prawidłowości podstawowych operacji 2. Wykonanie zestawów testów 3. W y k o n a n i e t e s t ó w jednostkowych 4. W y k o n a n i e t e s t ó w wydajności



Wdrożenie 1. Skopiowanie oprogramowania na s e r w e r 2. Weryfikacja poprawności podstawowych operacji 3. Wykonanie zestawów testów 4. Wykonanie t e s t ó w jednostkowych 5. Wykonanie dodatkowych testów ad-hoc



Analiza ustawień w pliku php.ini Jeżeli dotąd nie poświęcono zbyt wiele czasu na przejrzenie zawartości pliku php.ini, teraz właśnie jest najlepszy moment na otwarcie go w edytorze tekstu i przeanalizowanie jego zawartości. Większość pozycji znajdujących się w pliku konfiguracyjnym jest opatrzona odpowiednim komentarzem opisującym działanie poszczególnych ustawień. Same ustawienia są ponadto zorganizowane względem obszaru funkcjonalnego lub rozszerzenia. Na przykład nazwy wszystkich opcji konfiguracji mbstring rozpoczynają się właśnie słowem mbstring, natomiast ustawienia sesji (o których więcej powiemy w rozdziale 23.), rozpoczynają się słowem session. W pliku php.ini znajduje się wiele ustawień dotyczących modułów, których nigdy nie będzie się używać, lecz jeśli moduły te są wyłączone, to ich ustawieniami w ogóle nie trzeba się przejmować — zostaną one zignorowane. Natomiast w przypadku modułów, które będą używane na co dzień, koniecznie trzeba przejrzeć ich dokumentację dostępną w podręczniku PHP (pod adresem http://www.php.net/manual) i sprawdzić, jakie opcje konfiguracyjne są dostępne i jakie są dostępne dla nich wartości. Również w tym przypadku zdecydowanie zaleca się regularne tworzenie kopii bezpieczeństwa pliku php.ini albo przynajmniej zapisywanie dokonywanych w nim zmian, aby w momencie zainstalowania nowej wersji języka mieć pewność, że bez trudu można przywrócić ustawienia obowiązujące dotychczas. Jedyną poważniejszą bolączką związaną z ustawieniami konfiguracyjnymi może być fakt, że oprogramowanie napisane w starszych wersjach języka może wymagać włączenia opcji register globałs i (lub) register_long_arrays. W takim przypadku trzeba podjąć decyzję, czy korzystanie z takiego oprogramowania jest warte poniesienia dodatkowego ryzyka. Ryzyko można zmniejszyć, regularnie sprawdzając, czy dostępne są nowe łaty bezpieczeństwa oraz inne uaktualnienia oprogramowania.



Konfiguracja serwera WWW Gdy uzyska się już akceptowalną konfigurację modułu języka PHP, należy zająć się serwerem WWW. Na każdym serwerze W W W proces konfigurowania jego bezpieczeństwa przebiega inaczej. W tym punkcie skupimy się na dwóch najczęściej używanych serwerach: Apache HTTP Server oraz Microsoft IIS.



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



363



A p a c h e HTTP S e r v e r Serwer httpd zwykle jest domyślnie udostępniany z dość bezpiecznymi ustawieniami konfiguracyjnymi, jednak przed uruchomieniem go w środowisku produkcyjnym warto przynajmniej niektóre z tych ustawień jeszcze raz zweryfikować. Wszystkie opcje konfiguracyjne są przechowywane w pliku httpd.conf, który zwykle znajduje się w podkatalogu /conf głównego katalogu instalacyjnego serwera httpd (czyli /usr/local/apache/conf lub C:\Program Files\Apache Software Foundation\Apache2.2\conf). Bezwzględnie należy zapoznać się z treścią tych punktów dokumentacji online serwera, które dotyczą zabezpieczania serwera (dokumentacja jest dostępna pod adresem http://httpd. apache. org/docs-project). Dodatkowo za każdym razem należy wykonać następujące czynności: • Upewnić się, że httpd działa w kontekście użytkownika, który nie posiada uprawnień superużytkownika (czyli w kontekście użytkownika nobody lub httpd w systemie Unix). W pliku httpd.conf odpowiadają za to ustawienia User i Group. • Upewnić się, że pliki uprawnień znajdujące się w katalogu instalacyjnym serwera Apache są odpowiednio skonfigurowane. W systemie Unix trzeba w tym celu zagwarantować, że właścicielem wszystkich katalogów z wyjątkiem katalogu z dokumentami (którym domyślnie jest podkatalog htdocs/) jest użytkownik root i dla wszystkich ustawiono poziom uprawnień 755. • Upewnić się, że na serwerze ustawiono obsługę odpowiedniej liczby połączeń. W przypadku serwera w wersji 1.3 należy przypisać opcji MaxCl i ents taka liczbę połączeń, jaką serwer będzie w stanie obsłużyć jednocześnie (domyślna wartość 150 wydaje się rozsądna, lecz jeśli oczekiwane jest większe obciążenie serwera, warto tę wartość zwiększyć). W przypadku serwera Apache w wersjach 2.x, które zapewniająjuż wielowątkowość, należy odpowiednio zdefiniować wartość opcji ThreadsPerChild (domyślna wartość 50 jest zwykle wystarczająca). • Ukryć pliki, które powinny pozostać niewidoczne, przez dołączenie do pliku httpd.conf odpowiednich dyrektyw. Na przykład aby ukryć pliki z rozszerzeniem .inc, można w pliku konfiguracyjnym dodać następujący wpis:  Order al Iow. deny Deny from all 



Oczywiście, jak już wcześniej wspomniano, pliki konfiguracyjne powinno się umieścić poza katalogiem przeznaczonym na dokumenty wchodzące w skład danej witryny. M i c r o s o f t IIS Proces konfiguracji serwera IIS nie polega na edytowaniu plików konfiguracyjnych, jak w przypadku serwera Apache. Tym niemniej trzeba pamiętać o kilku czynnościach, które pozwolą utrzymać odpowiedni poziom bezpieczeństwa serwera IIS: • Unikać umieszczania witryn WWW na tym samym dysku, na którym znajduje się również system operacyjny. • Używać systemu plików NTFS i poświęcić nieco więcej czasu na usunięcie uprawnień do zapisu w newralgicznych lokalizacjach. • Usunąć wszystkie pliki, które domyślnie są instalowane przez IIS w katalogu dokumentów. Prawdopodobnie większości z tych plików (jeśli nie wszystkich) w ogóle nie będzie się



 364



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



używać. Większość takich niepotrzebnych danych jest instalowana w katalogu \inetpub i jeżeli nie będzie się korzystać z narzędzi konfiguracyjnych działających z poziomu wiersza poleceń (których nie powinno się używać, ponieważ zamiast nich należy korzystać z narzędzia iisadmin), dane takie można usunąć. • Unikać nadawania standardowych nazw. Większość programów działających automatycznie wyszukuje skrypty i programy w standardowych podkatalogach katalogu dokumentów, takich jak Scripts/, cgi-bin/, bin/i im podobnych. Tradycyjnie już zdecydowanie zaleca się lekturę dokumentacji serwera IIS i zapoznanie się z rekomendowanymi procedurami definiowania zabezpieczeń.



Aplikacje internetowe działajqce na serwerach komercyjnych Dla pewnej grupy użytkowników zapewnienie bezpieczeństwa na serwerze jest dość problematyczne. Dotyczy to osób, które udostępniają swe aplikacje na serwerach komercyjnych serwerach z PHP i MySQL. W takiej sytuacji zwykle nie ma się dostępu do pliku php.ini, a także nie można ustawić wszystkich opcji, które są wymagane. W skrajnych przypadkach dostawca może nawet zabronić tworzenia katalogów poza katalogiem przeznaczonym na dokumenty, czym pozbawia użytkowników szansy na umieszczenie plików dołączanych w bardziej bezpiecznym miejscu. Na szczęście większość firm udostępniających serwery w celach komercyjnych musi walczyć o rynek, a stosowanie rozwiązań potencjalnie niebezpiecznych nie jest najlepszą metodą przyciągania klientów. Przed dokonaniem ostatecznego wyboru dostawcy i udostępnieniu na oferowanej przez niego infrastrukturze własnego rozwiązania najlepiej jest wykonać następujące czynności: • Jeszcze przed wyborem dostawcy przeanalizować listę informacji udostępnianych przez każdego z nich. Wiarygodni dostawcy będą udostępniać w sieci kompletną dokumentację (niektórzy z nich publikują nawet doskonałe dynamiczne samouczki), opisującą sposób konfiguracji usług udostępnianych klientom. Dzięki temu można sprawdzić, jakich ograniczeń i jakiego zakresu wsparcia można się spodziewać. •



Skupić się na dostawcach, którzy udostępniają całe drzewa katalogów, a nie tylko katalog dokumentów. Niektórzy dostawcy informują po prostu, że prywatnym obszarem dostępnym dla klienta jest wyłącznie katalog dokumentów, inni z kolei publikują całą hierarchię katalogów, w której znajduje się także katalog public html/ przeznaczony na dokumenty i skrypty PHP. W takim przypadku można samodzielnie utworzyć katalog includes/ i zapewnić w ten sposób, że pliki dołączane nie będą widoczne dla użytkowników aplikacji.



•



Spróbować dowiedzieć się, jakie są ustawienia pliku php.ini dostawcy, prawdopodobnie większość dostawców nie publikuje informacji o ustawieniach ani nawet nie przesyła ich potencjalnym klientom, można jednak zapytać personel dostawcy, czy włączony jest tryb bezpieczny oraz które funkcje i klasy są wyłączone. Można także wywołać funkcję ini get i sprawdzić odpowiednie wartości. Dostawcy, którzy nie używają trybu bezpiecznego albo nie wyłączają żadnych funkcji będą mieli większe szanse na wybór niż ci, którzy oferują bardziej przemyślaną konfigurację.



•



Sprawdzić wersje poszczególnych oferowanych przez dostawcę komponentów oprogramowania. Czy są to wersje najnowsze? Jeżeli nie można wykonać funkcji phpinfo, można skorzystać na przykład z serwisu Netcraft (http://www.metcraft.com), który wskaże, jakie oprogramowanie działa na danym serwerze. I koniecznie trzeba się upewnić, że rzeczywiście dostępny jest PHP5!



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



•



365



Poszukać usługodawców, którzy oferują okres próbny, gwarancję zwrotu pieniędzy lub inne metody, dzięki którym będzie można przetestować działanie własnej aplikacji, zanim podejmie się ostateczną decyzję o związaniu się na dłużej z konkretnym usługodawcą.



Bezpieczeństwo serwera bazy danych Oprócz regularnego uaktualniania używanego oprogramowania dostępnych jest kilka sposobów, dzięki którym zwiększy się bezpieczeństwo baz danych. Również w tym przypadku zamieszczenie kompletnego opisu wszystkich dostępnych rozwiązań wymagałoby napisania oddzielnej książki dla każdego z dostępnych na rynku serwerów baz danych, z których potencjalnie mogą korzystać docelowe aplikacje internetowe. Dlatego ograniczymy się jedynie do wskazania ogólnych strategii postępowania, które zawsze powinno się brać pod uwagę.



Użytkownicy i system uprawnień Warto poświęcić trochę czasu, aby poznać bliżej system uwierzytelniania i uprawnień serwera bazodanowego używanego dla celów aplikacji. Zaskakująco duża liczba ataków skierowanych na bazy danych powodzi się właśnie dlatego, że ich właściciele nie zadali sobie trudu upewnienia się, że przedsięwzięte zostały wszystkie niezbędne środki ostrożności. Należy się upewnić, że dla wszystkich kont w bazie danych zdefiniowano hasła dostępu. Jedną z pierwszych czynności, jaką wykonuje się na serwerze bazodanowym, jest nadanie hasła superużytkownikowi (użytkownikowi root). Trzeba dodatkowo zapewnić, że hasła użytkowników nie zawierają zwykłych słów dostępnych w słownikach. Nawet hasła typu 44piesA są znacznie mniej bezpieczne niż hasło w postaci FI93! !x!2@. Jeżeli ktoś ma trudności z zapamiętaniem tego typu haseł, najlepiej jest użyć metody polegającej na skonstruowaniu hasła z pierwszych liter słów znanego zdania lub powiedzenia, z uwzględnieniem jakiegoś wzorca występowania wielkich i małych liter w tym zdaniu. Na przykład na podstawie pierwszego wersu inwokacji zawartej w Panu Tadeuszu Adama Mickiewicza, który brzmi „Litwo, ojczyzno moja, ty jesteś jak zdrowie", można utworzyć hasło LoMtJ jZ. Wiele serwerów baz danych (nie wyłączając starszych wersji serwera MySQL) jest instalowanych domyślnie z użytkownikiem anonimowym, którego zakres uprawnień jest zwykle większy, niż byśmy chcieli. W trakcie analizy i poznawania systemu uprawnień należy zwrócić uwagę, by wszelkie domyślne konta funkcjonowały zgodnie z wybranym dla nich przeznaczeniem, zaś konta niepotrzebne zostały usunięte. Wyłącznie superużytkownik powinien mieć dostęp do tabel z uprawnieniami oraz bazami administracyjnymi. Inne konta powinny mieć uprawnienia wyłącznie do odczytywania lub modyfikowania tych baz danych i tabel, które są dla nich przeznaczone. Aby przetestować system uprawnień, można spróbować wykonać czynności przedstawione poniżej i upewnić się, że w każdym z tych przypadków baza danych zwraca błąd: • Połączyć się z bazą danych bez podania nazwy użytkownika i hasła. • Połączyć się jako użytkownik root bez podawania hasła. • Podać nieprawidłowe hasło dla użytkownika root. • Połączyć się w kontekście wybranego użytkownika i odczytać zawartość tabeli, do której ten użytkownik nie powinien mieć dostępu.



 366



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



•



Połączyć się w kontekście wybranego użytkownika i uzyskać dostęp do systemowych baz danych lub tabel z uprawnieniami.



Dopóki nie wykona się wszystkich czynności wskazanych powyżej, dopóty nie będzie się mieć pewności, że system uwierzytelniania bazy danych jest rzeczywiście właściwie zabezpieczony.



Wysyłanie danych do serwera Jak j u ż nieraz wspomniano w tej książce (i napisane zostanie jeszcze wielokrotnie), nigdy nie należy przesyłać danych do serwera, jeżeli nie zostały one uprzednio przefiltrowane. Używanie udostępnianych przez rozszerzenia bazodanowe funkcji przeznaczonych do unieważniania ciągów znaków (takich jak mysqli_real_escape_string albo mssql_escape_string) zapewnia przynajmniej podstawowy poziom bezpieczeństwa. Jednak jak już wcześniej zaznaczano, nie należy się ograniczać wyłącznie do korzystania ze wspomnianych funkcji. Dodatkowo warto sprawdzać typ danych pochodzących z poszczególnych pól formularza na dane wejściowe. Jeżeli pole tekstowe jest przeznaczone do wpisywania nazwy użytkownika, warto się upewnić, że nie wpisano w nim kilobajtów danych ani znaków, które w nazwach użytkownika są zabronione. Dzięki wykonaniu takiej weryfikacji w kodzie źródłowym zyskuje się od razu możliwość bardziej precyzyjnego informowania o błędach, a także zmniejsza się ryzyko naruszenia bezpieczeństwa bazy danych. Analogicznie w przypadku danych dotyczących daty i czasu można sprawdzać ich poprawność przed wysłaniem do serwera. Oprócz tego na niektórych serwerach można używać instrukcji przygotowywanych, w których wszelkie potencjalnie niebezpieczne elementy zostaną automatycznie unieważnione, a odpowiednie części instrukcji będą zawarte w cudzysłowach. Aby upewnić się, że baza danych prawidłowo przetwarza dane, można wykonać następujące czynności: •



Spróbować wpisać dane typu ' ; DELETE FROM n1eużywana_tabela' i tym podobne.



•



W polach przeznaczonych na liczby lub daty spróbować wpisać nieprawidłowe dane, na przykład 1 55#$888ABC', i upewnić się, że zwrócony zostanie błąd.



•



Spróbować wpisać dane, których długość wykracza poza zdefiniowany dopuszczalny limit i sprawdzić, czy zwrócony zostanie błąd.



Łqczenie się z serwerem Istnieje co najmniej kilka sposobów kontroli połączeń z serwerem i zapewniania w ten sposób jego bezpieczeństwa. Jednym z najprostszych jest ograniczenie lokalizacji, z których mogą nadchodzić połączenia. W wielu systemach uprawnieniach obecnych w systemach zarządzania bazami danych oprócz definiowania nazw użytkownika i jego hasła dostępu można także wskazać komputery, z których dany użytkownik może się łączyć. Jeżeli serwer bazy danych oraz serwer W W W i moduł PHP działają na tym samym komputerze, dobrym rozwiązaniem jest dopuszczenie połączeń pochodzących wyłącznie z adresu ' 1 ocal host' albo z adresu IP tego komputera. Jeżeli serwer W W W pracuje tylko na jednym komputerze, najlepiej jest dopuścić w bazie danych połączenia pochodzące tylko z tego komputera. W wielu serwerach baz danych umożliwia się nawiązywanie połączeń za pośrednictwem połączeń szyfrowanych (zwykle przy użyciu protokołu Secure Sockets Layer, czyli SSL). Jeżeli kiedykolwiek wcześniej trzeba było łączyć się z serwerem bazodanowym za pośrednictwem otwartego



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



367



połączenia internetowego, zdecydowanie powinno się zacząć używać połączenia szyfrowanego, o ile jest ono dostępne. Jeżeli nie jest dostępne, można rozważyć wprowadzenie tak zwanego tunelowania — stosunkowo prostego rozwiązania, w którym bezpieczne połączenie jest ustanawiane z jednego komputera na drugi, a porty TCP/IP (na przykład port 80 dla protokołu HTTP lub port 25 dla protokołu SMTP) są kierowane tym bezpiecznym połączeniem do innego komputera, który traktuje przychodzące dane jako pochodzące ze źródła lokalnego. Trzeba się także upewnić, że liczba dopuszczalnych połączeń z serwerem baz danych została określona w taki sposób, że zawsze jest większa lub równa liczbie połączeń obsługiwanych przez serwer WWW i PHP. Wcześniej wspomniano, że na serwerze Apache w wersji 1.3.x domyślną maksymalną liczbą jednocześnie obsługiwanych połączeń jest 150. Z kolei w pliku my.ini domyślnie liczba połączeń jest ustawiona na 100, co automatycznie stanowi niezgodność w konfiguracji obydwóch komponentów. Aby usunąć tę niezgodność, należy w pliku my.ini wprowadzić następującą zmianę: nax_connections=151



Serwerowi MySQL przydzielono o jedno połączenie więcej, ponieważ MySQL zawsze zapisuje jedno połączenie przeznaczone dla użytkownika root. W ten sposób nawet jeżeli serwer jest skrajnie obciążony, superużytkownik może się do niego zalogować i wykonać odpowiednie czynności administracyjne.



Praca serwera Gdy serwer bazodanowy już działa, wciąż można wykonywać szereg czynności zwiększających jego bezpieczeństwo. Pierwsza i najważniejsza czynność to zapewnienie, że serwer nigdy nie powinien działać w kontekście superużytkownika (czyli jako root w systemie Unix albo administrator w Windows). Jeżeli bowiem kiedykolwiek zabezpieczenia serwera zostałyby w takiej sytuacji złamane, wówczas cały system stanąłby w obliczu niebezpieczeństwa. Tak naprawdę serwer MySQL nie pozwoli się uruchomić w kontekście superużytkownika, chyba że w momencie jego uruchamiania jawnie wskaże się takie wymaganie. Po odpowiednim skonfigurowaniu oprogramowania bazodanowego większość programów pozwoli na zmianę własności i uprawnień katalogów i plików baz danych, aby zapewnić ich niedostępność dla osób niepożądanych. Warto z tej możliwości skorzystać i zapewnić, że właścicielem plików baz danych rzeczywiście nie jest już superużytkownik (ponieważ w takim przypadku serwer bazodanowy przypadkiem w kontekście superużytkownika nie będzie miał możliwości zapisywania danych w tabelach baz danych). W trakcie konfigurowania systemu uprawnień i autoryzacji należy tworzyć użytkowników tylko z minimalnym zbiorem uprawnień. Zamiast tworzyć użytkowników, którzy będą dysponować szerokimi uprawnieniami, ponieważ „kiedyś mogą się one przydać", lepiej jest im nadać tylko zakres uprawnień rzeczywiście potrzebnych i rozszerzać je, dopiero gdy zajdzie taka potrzeba.



Zabezpieczanie sieci Istnieje co najmniej kilka sposobów zabezpieczenia sieci, w której działa aplikacja internetowa. Szczegółowy opis dostępnych rozwiązań wykracza poza zakres niniejszej książki, lecz techniki te są stosunkowo proste i nie służą tylko ochronie aplikacji internetowych.



 368



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Instalacja zapory sieciowej Podobnie, jak obowiązkowo należy filtrować dane wejściowe przeznaczone dla aplikacji internetowej napisanej w języku PHP, konieczne jest filtrowanie całości danych wchodzących do sieci — bez względu na to, czy dane są przeznaczone dla biur firmy, czy też dla centrum przetwarzania, w którym znajdują się serwery i aplikacje. Narzędziem przeznaczonym do filtrowania ruchu w sieci są zapory sieciowe. Zwykle jest to oprogramowanie działające na jednym z systemów operacyjnych, takich jak FreeBSD, Linux albo Microsoft Windows, bądź też zaporąjest dedykowane urządzenie, które można nabyć od sprzedawcy urządzeń sieciowych. Zadaniem zapory sieciowej jest identyfikowanie danych niepożądanych i blokowanie dostępu do tych obszarów sieci, które nie powinny mieć styczności z siecią zewnętrzną. Protokół TCP/IP, na którym bazuje sieć internet, korzysta z portów. Poszczególne porty są domyślnie dedykowane do obsługi konkretnego rodzaju ruchu sieciowego (na przykład protokół HTTP jest przekazywany domyślnie na porcie numer 80). Znaczna liczba portów jest przeznaczona wyłącznie do przekazywania danych sieci wewnętrznej i generalnie nie mają zastosowania w zakresie interakcji ze światem zewnętrznym. Jeżeli na wybranych portach wyłączone zostanie przyjmowanie lub wysyłanie danych z sieci, zmniejszy się w ten sposób ryzyko naruszenia zabezpieczeń komputerów i serwerów (a w konsekwencji również aplikacji internetowych).



Wykorzystanie strefy zdemilitaryzowanej Jak wspomniano już wcześniej w tym rozdziale, serwery i aplikacje WWW są narażone nie tylko na ataki ze strony klientów zewnętrznych, ale mogą paść również ofiarą ataków użytkowników sieci wewnętrznej. Tych drugich jest znacznie mniej, ale z drugiej strony mogą oni wyrządzić znacznie więcej szkód dzięki znajomości sposobu działania firmy, do której należy sieć. Jedną z metod obniżania ryzyka takiego ataku jest wykorzystanie tak zwanej strefy zdemilitaryzowanej (ang. demilitarizedzone — DMZ). Izoluje się w niej serwery, na których działa aplikacja internetowa (a także inne serwery, na przykład poczty korporacyjnej) od zewnętrznej sieci internetowej oraz wewnętrznych sieci korporacyjnych, co przedstawiono na rysunku 16.3. Rysunek 16.3. Konfiguracja strefy zdemilitaryzowanej (DMZ)



Strefa zdemilitaryzowana Serwer WWW



Serwer WWW



m



uL—^



Intranet



<



Serwer plików



t



> Intranet



Serwer baz danych



Strefy zdemilitaryzowane mają dwie niezwykle ważne zalety: • Zabezpieczają serwery i aplikacje internetowe przed atakami z sieci wewnętrznej, a także z sieci zewnętrznej.



1



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



369



• Zwiększają poziom zabezpieczeń sieci wewnętrznej dzięki zwiększeniu warstw zapór sieciowych oraz podwyższeniu poziomu zabezpieczeń między siecią korporacyjną i internetem. Projekt, instalacja i utrzymanie strefy zdemilitaryzowanej to czynności, które wykonuje się w porozumieniu z administratorem sieci we wszystkich lokalizacjach, w których znajdować się będą serwery przeznaczone dla aplikacji internetowej.



Przygotowanie na ataki DoS i DDoS Jednym z najniebezpieczniejszych współcześnie spotykanych ataków jest blokada usługi (ang. Denial of Service — DoS), o czym wspomniano już w rozdziale 15. Sieciowe ataki DoS i jeszcze groźniejsze rozproszone blokady usługi (ang. Distribułed Denial of Service — DDoS) polegają na wykorzystaniu komputerów, nad którymi przejęto kontrolę, robaków internetowych lub innych narzędzi do maksymalnego wykorzystania luk w zabezpieczeniach zainstalowanego oprogramowania, a nawet wewnętrznych luk obecnych w implementacji protokołów, takich jak TCP/IP, w celu zarzucenia serwerów ogromną liczbą żądań i zablokowania im w ten sposób możliwości zwracania odpowiedzi na żądania pochodzące od pełnoprawnych użytkowników. Niestety, przed tego typu atakami bardzo trudno jest się zabezpieczyć i adekwatnie na nie odpowiedzieć. Niektórzy producenci urządzeń sieciowych oferują rozwiązania, których zadaniem jest zmniejszenie ryzyka i ograniczenie ewentualnych szkód spowodowanych przez atak DoS. Na razie nie istniejąjednak żadne kompletne rozwiązania chroniące przed atakami DoS. Każdy administrator ma obowiązek przynajmniej wykonać analizy i rozpoznać naturę problemu, jakim są ataki DoS, a także zidentyfikować ryzyko, na jakie narażone są używane sieci i zainstalowane w nich oprogramowanie. Efekty tej pracy, a także wnioski z dyskusji z dostawcą usług internetowych (lub przedstawicielami innego podmiotu, który opiekuje się serwerami) pozwolą lepiej przygotować się na ewentualność wystąpienia takiego ataku. Nawet jeżeli atak DoS nie będzie skierowany w używane serwery, mogą one paść ofiarą ataku skierowanego gdzie indziej.



Bezpieczeństwo komputerów i systemów operacyjnych Ostatnim elementem, jaki bezwzględnie należy brać pod uwagę w trakcie zabezpieczania infrastruktury, są fizyczne komputery pełniące rolę serwerów, na których działa aplikacja internetowa. Odpowiednie bezpieczeństwo można zapewnić na kilka sposobów.



Uaktualnianie systemu operacyjnego Jednym z najprostszych sposobów utrzymania bezpieczeństwa komputera jest jak najczęstsze uaktualnianie systemu operacyjnego. Bezpośrednio po wybraniu konkretnego systemu operacyjnego, który będzie używany w środowisku produkcyjnym, powinno się wdrożyć w życie plan dokonywania uaktualnień i instalacji łat bezpieczeństwa w tym systemie. Dodatkowo należy wyznaczyć konkretną osobę, która cyklicznie będzie sprawdzać dostępne źródła w poszukiwaniu nowych ostrzeżeń, łat i uaktualnień. Źródła informacji na temat potencjalnych niebezpieczeństw zależą od używanego systemu operacyjnego. Zwykle informacje takie są dostępne u dystrybutora, u którego system został zakupiony,



 370



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



zwłaszcza jeśli jest nim Microsoft Windows, Red Hat, SuSE Linux albo Solaris Operating System firmy Sun. W przypadku innych systemów operacyjnych, takich jak FreeBSD, Ubuntu Linux czy OpenBSD, zwykle korzysta się z witryn internetowych społeczności rozwijających dany system — na nich właśnie powinny się także znajdować najnowsze, zalecane przez te społeczności uaktualnienia systemu. W przypadku wszystkich uaktualnień oprogramowania powinno się używać środowiska pośredniego, na którym będzie można przetestować poprawność działania aplikacji z nowymi łatami oraz prawidłowość instalacji przed wykonaniem niezbędnych czynności bezpośrednio na serwerach produkcyjnych. Dzięki obecności środowiska pośredniego będzie można się zidentyfikować ewentualny błąd w działaniu aplikacji, zanim zostałby on zreplikowany na serwerach produkcyjnych. Rozsądne stosowanie odpowiednich zasad utrzymywania i uaktualniania systemu operacyjnego oraz instalacji łat bezpieczeństwa na pewno się opłaci. Jeżeli na przykład producent systemu operacyjnego opublikuje łatę bezpieczeństwa przeznaczoną dla podsystemu FireWire używanego systemu operacyjnego, a na używanym serwerze żadne urządzenia FireWire nie są używane, wówczas przeprowadzanie całej procedury instalacji łaty będzie najprawdopodobniej stratą czasu.



Udostępnianie tylko niezbędnych usług Pewnym problemem występującym w serwerach wielu producentów jest fakt, że zawierają one w sobie znaczną liczbę programów, takich jak serwery pocztowe, serwery FTP, mechanizm współpracy z udziałami systemu plików Microsoft (za pośrednictwem protokołu SMB), i tym podobnych. Aby aplikacja internetowa działała prawidłowo, wystarczy najczęściej tylko obecność serwera WWW (na przykład IIS albo Apache HTTP Server), interpretera języka PHP i wszelkich wymaganych bibliotek i serwera bazodanowego. Jeżeli oprócz wymienionych żadne inne składniki oprogramowania nie są potrzebne, należy je całkowicie wyłączyć. W ten sposób nie trzeba się będzie dodatkowo martwić o ich odpowiednie zabezpieczenie. Użytkownicy systemów Microsoft Windows 2000 i XP bezwzględnie powinni przeanalizować listę usług aktualnie działających na używanym serwerze i wyłączyć te z nich, które nie są potrzebne. W razie wątpliwości warto poszukać dodatkowych informacji, ponieważ najprawdopodobniej ktoś zadał już w internecie pytanie, czy dana usługa rzeczywiście jest niezbędna, i otrzymał na to pytanie konkretną odpowiedź.



Fizyczne zabezpieczenie serwera Wcześniej wspomniano, że jednym z niebezpieczeństw jest wejście nieuprawnionej osoby do budynku, odłączenie fizycznego serwera i wyniesienie komputera na zewnątrz. Niestety, to nie jest żart. Nawet przeciętny serwer jest dość drogim urządzeniem, dlatego kradzież takiego komputera jest często dokonywana również z innych pobudek niż szpiegostwo przemysłowe czy kradzież praw autorskich. Niektórzy złoczyńcy po prostu kradną komputery, aby je potem sprzedać. Dlatego tak ważne jest, aby serwery, na których działają aplikacje internetowe, znajdowały się w bezpiecznym miejscu, do którego dostęp mają tylko uprawnione osoby, oraz wdrożone zostały odpowiednie procedury przydzielania i odbierania prawa dostępu poszczególnym osobom.



 Rozdział 16. • Bezpieczeństwo aplikacji internetowych



371



Planowanie działań na wypadek awarii Aby przekonać się o skali beztroski, wystarczy zapytać kilku losowo wybranych menedżerów IT o to, co się stanie z serwerami znajdującymi się pod ich opieką albo wręcz z całym ośrodkiem przetwarzania danych, jeżeli budynek, w którym sprzęt się znajduje, spłonie albo ulegnie zniszczeniu na przykład w wyniku trzęsienia ziemi. Znaczny odsetek respondentów w ogóle nie będzie na takie pytanie potrafiła odpowiedzieć. Planowanie działań na wypadek awarii (ang. disaster planning lub recovery planning) jest niezwykle istotnym, lecz niestety często lekceważonym elementem świadczenia usług informatycznych, bez względu na to, czy usługą tą jest udostępnianie aplikacji internetowej, czy też ma ona inny charakter (włączając w to świadczenie bieżącego wsparcia dla działalności biznesowej). Odpowiedni plan składa się zwykle ze zbioru dokumentów lub procedur, które wyznaczają sposób postępowania w sytuacji, gdy wystąpiło jedno z poniższych zdarzeń (zdarzeń takich może być znacznie więcej): • Część lub całe centrum przetwarzania danych uległo zniszczeniu w wyniku katastrofy. • Wszyscy członkowie zespołu programistycznego wyszli na obiad i wpadli pod autobus, w wyniku czego odnieśli poważne obrażenia (albo ponieśli śmierć). • Główna siedziba firmy spłonęła. • Cracker z zewnątrz lub złośliwy pracownik zniszczył wszystkie znajdujące się na serwerach dane używane przez aplikację internetową. Wiele osób z różnych powodów wzbrania się nawet przed poruszaniem tematu katastrof i ataków, lecz smutna prawda jest taka, że podobne zdarzenia się zdarzają, choć rzeczywiście niezbyt często. Zwykle jednak firmy nie mogą sobie pozwolić nawet na chwilę przestoju w świadczeniu usługi spowodowanego jednym z takich zdarzeń losowych, a taki przestój na pewno wystąpi, jeżeli firma nie będzie przygotowana na każdą ewentualność. Firma, która ma miliony złotych dziennego obrotu, od razu by zbankrutowała, gdyby używane przez nią aplikacje internetowe stały się niedostępne na ponad tydzień, a zadanie ponownego udostępnienia aplikacji zostałoby powierzone osobom, które nie mają odpowiedniego doświadczenia w instalacji używanych przez tę firmę systemów. Dzięki przygotowaniu się na potencjalne zdarzenia losowe, opracowanie konkretnego planu działania i wypróbowaniu przynajmniej niektórych elementów tego planu, nawet stosunkowo niewielka inwestycja może uchronić firmę przed katastrofalnymi następstwami rzeczywistego wystąpienia zdarzenia. Aby zwiększyć prawdopodobieństwo, że opracowanie plany działań na wypadek awarii będą skuteczne, warto wykonać następujące czynności: • Zapewnić, że codziennie tworzona jest kopia bezpieczeństwa wszystkich danych i kopia ta jest przenoszona w inne miejsce, dzięki czemu nawet w przypadku całkowitego zniszczenia centrum przetwarzania dane wciąż będą dostępne. • Opracować, wydrukować i umieścić w zewnętrznej lokalizacji skrypty opisujące sposób odtwarzania środowiska serwerowego oraz aplikacji internetowych. Testowo wykonać taki skrypt co najmniej jeden raz. • Utworzyć pełną kopię kodów źródłowych aplikacji internetowej i rozmieścić je w różnych miejscach.



 372



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



• W przypadku bardziej licznych zespołów projektowych zabronić podróżowania jednym środkiem transportu jednocześnie przez wszystkich członków zespołu (na przykład tym samym samochodem albo samolotem), tak aby w przypadku jakiegoś wypadku ograniczyć jego negatywne następstwa. •



Korzystać z automatycznych narzędzi, które będą sprawdzać działanie serwera oraz wyznaczyć operatora odpowiedzialnego za obsługę infrastruktury informatycznej poza zwykłymi godzinami pracy w przypadku wystąpienia jakiejś awarii.



• Zawrzeć odpowiednie umowy z dostawcą sprzętu, na mocy których dostawca udostępni nowy sprzęt niezwłocznie w przypadku zniszczenia centrum przetwarzania danych. Oczekiwanie na przykład 4 albo 6 tygodni na nowe serwery może być bowiem zabójcze dla firmy.



W następnym rozdziale W rozdziale 17. odejdziemy od teoretycznych zagadnień bezpieczeństwa i przedstawimy informacje dotyczące uwierzytelniania, czyli sposobu identyfikacji użytkowników. Zaprezentujemy kilka metod uwierzytelniania, w tym również wykorzystujące PHP i MySQL.



 Rozdział 17.



Uwierzytelnianie przy użyciu PHP i MySQL W rozdziale tym zostanie przedstawionych kilka sposobów wykorzystywania PHP i MySQL do przeprowadzania procesu uwierzytelniania. W tym rozdziale zostaną poruszone następujące zagadnienia: •



identyfikacja użytkowników,



•



implementacja kontroli dostępu,



•



podstawowa metoda uwierzytelniania,



•



wykorzystanie podstawowej metody uwierzytelniania w PHP,



•



wykorzystanie podstawowej metody uwierzytelniania na serwerze Apache,



•



wykorzystanie modułu mod_auth_mysql do celów uwierzytelniania,



•



implementacja własnej metody uwierzytelniania.



Identyfikacja użytkowników Internet jest środkiem łączności zapewniającym anonimowość, często jednak bardzo przydatna jest wiedza na temat osób odwiedzających daną stronę internetową. Na szczęście dla użytkowników, niewiele się można o nich dowiedzieć bez ich udziału. Serwer internetowy bez trudu jednak może zebrać wiele informacji na temat komputerów i sieci nawiązujących z nim połączenie. Przeglądarka internetowa zazwyczaj sama się zidentyfikuje, wysyłając do serwera informacje na temat swego typu, wersji i systemu operacyjnego, na którym pracuje. Istnieje również możliwość rozpoznania rozdzielczości ekranu użytkownika, używanej palety kolorów, a nawet rozmiaru okna przeglądarki z wykorzystaniem kodu JavaScript. Każdy komputer podłączony do internetu posiada własny, niepowtarzalny adres IP. Na j e g o podstawie można uzyskać część danych związanych z odwiedzającym. Dzięki nim można dowiedzieć się, kto jest właścicielem adresu IP, a niekiedy określić, w której części świata się on znajduje. Niektóre adresy mogą być bardziej przydatne od innych. Zazwyczaj osoby posiadające stałe połączenie z internetem mają również stały IP. Klientom dostawców internetowych, łączącym się za pomocą linii telefonicznej, za każdym razem zostaje przydzielony na czas połączenia jeden z adresów IP dostawcy. Kolejnym razem ten sam adres IP może być już przyporządkowany innej maszynie. Adresy IP nie są zatem aż tak przydatne do identyfikowania użytkowników, jakby się to mogło wydawać na pierwszy rzut oka.



 374



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Na szczęście dla użytkowników, żadna z informacji przesyłanych przez przeglądarkę internetową nie dotyczy ich bezpośrednio. Chcąc poznać na przykład dane osobiste użytkownika, należy go 0 to zapytać. Wiele witryn w różnorodny sposób zachęca odwiedzających do podania swych danych. Na przykład pod adresem http://www.nytimes.com można przejrzeć całą zawartość dziennika „The New York Times", ale dopiero po podaniu szczegółowych informacji na swój temat, takich jak imię 1 nazwisko, płeć czy wielkość dochodów. Zarejestrowani użytkownicy witryny http://www.slashdot. com, zawierającej wiadomości z dziedziny informatyki i listy dyskusyjne, mogą uczestniczyć w dyskusjach pod wybranym pseudonimem oraz dostosowywać interfejs według własnego uznania. Większość witryn komercyjnych zapisuje dane klienta składającego zamówienie po raz pierwszy. Dzięki temu w razie kolejnych zamówień użytkownik nie musi ponownie podawać informacji o sobie. Po otrzymaniu określonych informacji od odwiedzającego należy znaleźć sposób, by w razie następnej wizyty skojarzyć te dane z konkretnym użytkownikiem. Jeśli przyjmiemy, że tylko jedna osoba odwiedza witrynę z danego konta i z danego komputera oraz że każdy użytkownik korzysta tylko z jednej maszyny, to można zapisać na niej plik cookie identyfikujący jej właściciela. W przypadku części użytkowników założenie to okaże się jednak chybione — często zdarza się, że kilka osób korzysta z jednego komputera, a jedna używa kilku różnych maszyn. Od czasu do czasu trzeba więc ponownie zapytać użytkownika o jego dane, a ponadto konieczne jest wykazanie, że odwiedzający rzeczywiście jest tą osobą, za którą się podaje. Jak już wspominaliśmy w rozdziale 15., weryfikacja tożsamości użytkownika nosi nazwę uwierzytelniania. Metodą uwierzytelniania najczęściej wykorzystywaną na stronach WWW jest podanie przez odwiedzającego jego identyfikatora i hasła dostępu. Uwierzytelnianie zazwyczaj przeprowadza się w celu udzielenia lub odmowy udzielenia dostępu do określonych stron lub zasobów, jednak może być też opcjonalne lub służyć na przykład do personalizacji.



Implementacja kontroli dostępu Prosta kontrola dostępu nie sprawia większych trudności w implementacji. Wykonanie skryptu przedstawionego na listingu 17.1 spowoduje wyświetlenie jednego z trzech różnych wyników. Jeśli skrypt zostanie wywołany bez żadnych parametrów, to wyświetli się formularz, w którym użytkownik będzie musiał podać swój identyfikator i hasło dostępu. Został on przedstawiony na rysunku 17.1. Jeśli skrypt zostanie wywołany z nieprawidłowymi parametrami, wyświetlony zostanie komunikat o błędzie. Został on pokazany na rysunku 17.2. Listing 17.1. zastrzezone.php — kod źródłowy skryptu realizującego najprostszą metodę uwierzytelniania 



Zaloguj się 
Ta strona jest zastrzeżona.




 Rozdział 17. • Uwierzytelnianie przy użyciu PHP i MySGJL



Rysunek 17.1. W formularzu HTML użytkownik powinien podać swój identyfikator oraz hasło w celu uzyskania dostępu



hltp^/hiullKrtt/iD(dial.U/;Mtiiaon(.ph|< 1



EJ Płik



Edycja



Utub.one



Wmdowj M n n c t Cxpkna



*



localhost Widok



Ulubione



• Narzędzia



375



x



1



Pomoc



gJhttp:Mo


Zaloguj się T a strona jest zastrzeżona



Użytkownik:



Hasło



| Zaloguj



)



Goto,



Rysunek 17.2. Jeśli użytkownik wpisze błędne dane, zostanie wyświetlony odpowiedni komunikat. W przypadku poważnych witryn jego tekst jest oczywiście bardziej przyjazny



f



Lokalny intranet



f l Młfry/lotA»io»t/»oKto«l_ l?/ŁssUj£e/«n«.|sl»p I 1



GE] Plik



Edycja



1 -^g. Ulubione



Ulubione



^ IW.



• Narrędzia



•



z^r-r-



W i n d o m Sntefrwt t«pk»r«



localhost



Widok :Q



-



a



* x



Pomot



rtttp://locathoit^isj


1



|



Odejdź stąd! Nie jesteś uprawiiiony d o przeglądania tych z a s o b ó w



Gotw



f



Lokalny Intranet



/g



•



 
Użytkownik: 
 
Hasło:  
 
 0to ona! 
Na pewno jesteś szczęśliwy, że możesz zobaczyć tę stronę.
"; } else { // kombinacja: identyfikator i hasło jest nieprawidłowa echo "0dejdź stąd! 
Nie jesteś uprawniony do przeglądania tych zasobów.
":



}



Jeśli parametry podane przy wywołaniu skryptu okażą się prawidłowe, zostanie wyświetlona sekretna strona. W n a s z y m p r z y p a d k u w y g l ą d a ona j a k ta z r y s u n k u 17.3.



 376



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Rysunek 17.3. Po podaniu właściwych danych skrypt wyświetli zastrzeżoną stronę



Mtp^/twilhiHt/iiMiłłul 1 l/iMlrteionr.php • Plik



Edycja



Ulubione



E3 Widok



Wtmftmrs hilmtet Łxpłof<



localhostUlubiont



Narzędzia



Pomoc



[m] http:.'flofathostitołsbial IT-iaaraezone.php



Oto ona! K a p e w n o j e s t e ś s z c z ę ś l i w y , ż e m o ż e s z z o b a c z y ć t ę stronę



Gotoi



£



Lokalny intranet



-



% 100%



-



Listing 17.1 zawiera kod źródłowy skryptu realizującego operacje przedstawione na rysunkach 17.1, 17.2 oraz 17.3. Skrypt przedstawiony na listingu 17.1 realizuje prostą metodę uwierzytelniania, dzięki której zastrzeżona strona jest dostępna tylko dla uprawnionych użytkowników. Niestety, skrypt obarczony jest również wadami. Przykładowy skrypt: • akceptuje tylko jeden identyfikator użytkownika i jedno hasło dostępu zapisane bezpośrednio w kodzie źródłowym, • przechowuje hasło dostępu w formie otwartego tekstu, • chroni tylko jedną stronę internetową, • przesyła hasło dostępu w formie otwartego tekstu. Każdą z tych wad można wyeliminować, jednak kosztem różnego nakładu pracy i z różnym powodzeniem.



Przechowywanie haseł dostępu Przechowywanie identyfikatorów użytkowników i ich haseł dostępu wewnątrz skryptu nie jest najlepszym rozwiązaniem. Przede wszystkim trudniej wówczas dokonywać modyfikacji danych. Istnieje możliwość, choć nie jest to postępowanie zalecane, napisania skryptu, który sam będzie zmieniał swą zawartość. Oznaczałoby to, że plik z kodem skryptu jest przechowywany na serwerze i na nim wykonywany. W tym przypadku jednak również inni użytkownicy mieliby możliwość dokonywania w nim zmian. Zapisywanie danych w oddzielnym pliku na serwerze ułatwi napisanie odpowiedniego skryptu dodającego i usuwającego dane, a jednocześnie umożliwi zablokowanie osobom nieuprawnionym dostępu do pliku z danymi. Wykorzystanie skryptu czy oddzielnego pliku do przechowywania danych znacznie ogranicza liczbę informacji, jaka może być w nim zapisana bez widocznego wpływu na szybkość wykonania skryptu. Jeśli konieczne jest przechowywanie i użycie znacznej ilości identyfikatorów i haseł dostępu, należy rozważyć wykorzystanie zamiast zwykłego pliku odpowiedniej bazy danych. Przyjmuje się, że jeśli niezbędne jest przechowywanie i przeszukiwanie więcej niż stu pozycji, należy zastąpić plik jednorodny bazą danych.



 Rozdział 17. • Uwierzytelnianie przy użyciu PHP i MySGJL



377



U ż y c i e b a z y d a n y c h d o p r z e c h o w y w a n i a i d e n t y f i k a t o r ó w u ż y t k o w n i k ó w i ich haseł d o s t ę p u nie s k o m p l i k u j e z b y t n i o skryptu, z n a c z n i e n a t o m i a s t p r z y s p i e s z y w y k o n y w a n i e o p e r a c j i u w i e r z y telniania. Dzięki t e m u m o ż l i w e j e s t r ó w n i e ż n a p i s a n i e s k r y p t ó w p o z w a l a j ą c y c h na z a p i s y w a n i e d a n y c h o n o w y c h u ż y t k o w n i k a c h , u s u w a n i e u ż y t k o w n i k ó w oraz m o d y f i k a c j ę w c z e ś n i e j zapisanych haseł dostępu. Listing 17.2 przedstawia k o d ź r ó d ł o w y skryptu p r z e p r o w a d z a j ą c e g o uwierzytelnianie z w y k o r z y staniem b a z y d a n y c h . Listing 17.2. zastrz_baza.php — udoskonalony mechanizm uwierzytelniania wykorzystujący bazę danych MySQL 



Zaloguj się 
Ta strona jest zastrzeżona.
 
 
Użytkownik: 
 
Hasło: 
 
 
 


}



// wybierz właściwą bazę danych Swybrana - mysqli_select_db($mysql. "uwierz"): if(ISwybrana) { echo "Błąd wyboru bazy danych."; exit:



}



// znajdź pasujący wiersz Szapytanie = "select countC*) from uwierzytelnieni_uzytkownicy where użytkownik = '".Suzytkownik."' and hasło = shalC".Shaslo.'")"; Swynik = mysqli_query(Smysql, Szapytanie): ifCISwynik) { echo "Nie można wykonać zapytania.": exit;



}



Swiersz = mysqli_fetch_row( Swynik ); Sile = Swiersz[0]: if (Sile > 0) { // podana kombinacja: identyfikator i hasło jest prawidłowa echo "0to ona! 
Na pewno jesteś szczęśliwy, że możesz zobaczyć tę stronę.
": } else {



 378



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



7>



}



}



// kombinacja: identyfikator i hasło dostępu jest nieprawidłowa echo "0dejdź stąd! 
Nie jesteś uprawniony do przeglądania tych zasobów.
":



Użyta w powyższym skrypcie baza danych została utworzona po zalogowaniu się do serwera MySQL jako użytkownik root i wykonaniu poleceń przedstawionych na listingu 17.3. Listing 17.3. utworzbazeuw.sql — polecenia SQL, które utworzą bazę uwierz, tabelę o nazwie uwierz oraz wstawią do niej dwóch przykładowych użytkowników create database uwierz: use uwierz: create table uwierzytelnienijizytkownicy ( użytkownik varchar(20) not nuli. hasło varchar(40) not nuli, primary key (użytkownik)



): insert into uwierzytelnieni_uzytkownicy values ('użytkownik', 'hasło'): insert into uwierzytelnieni_uzytkownicy values ( 'testowy'. shal('hasło') ); grant select on uwierz.* to uwierzytel@localhost identified by 'uwierzytel': flush privileges;



Szyfrowanie haseł Niezależnie od tego, czy dane użytkowników będą przechowywane w pliku, czy w bazie danych, lepiej nie decydować się na ryzykowne zapisywanie haseł dostępu w formie otwartego tekstu. Jednokierunkowy algorytm mieszający zapewni większe bezpieczeństwo bez dodatkowego nakładu pracy. PHP udostępnia szereg jednokierunkowych funkcji mieszających. Najstarszym, ale też najmniej bezpiecznym rozwiązaniem jest algorytm Unix Crypt, realizowany przez funkcję cryptO. Algorytm Message Digest 5 (MD5) zaimplementowany w funkcji md5() jest silniejszy. Algorytmem jeszcze silniejszym jest Secure Hash Algorithm 1 (SHA-1). Funkcja PHP shal() jest silną mieszającą jednokierunkową funkcją szyfrującą. Jej prototyp jest następujący: string shal(string łańcuch [. bool łańcuch_binarny])



Mając dany łańcuch znaków łańcuch, funkcja zwróci pseudolosowy ciąg 40 znaków. Jeśli parametrowi łańcuch binarny przypisana zostanie wartość true, zamiast tego łańcucha znaków zwrócony zostanie d w u d z i e s t o z n a k o w y łańcuch danych binarnych. Na przykład jeśli łańcuch wejściowy ma postać "hasło", to efektem wykonania funkcji s h a l O jest ciąg znaków "ffl2bbd8c907af067070211d87bdf098bel7375b". Nie ma możliwości przekształcenia ciągu wyni-



 Rozdział 17. • Uwierzytelnianie przy użyciu PHP i MySGJL



379



kowego z powrotem do postaci "hasło", nawet przy wykorzystaniu funkcji shal(); na pierwszy rzut oka mogłoby się więc wydawać, że nie jest ona zbyt użyteczna. Właściwością, która decyduje jednak o j e j wysokiej przydatności, jest fakt, że jej wynik jest zawsze taki sam. Dla takiego samego ciągu wejściowego funkcja za każdym razem zwróci taką samą wartość. Zatem zamiast poniższego fragmentu kodu if ((Suzytkownik == 'użytkownik') && (Shaslo=='haslo')) { //identyfikator i hasło prawidłowe



}



lepiej zapisać if ((Suzytkownik = 'użytkownik' && shal(Shaslo) = 'ff12bbd8c907af067070211d87bdf098bel7375b')) { //identyfikator i hasło prawidłowe



}



Nie trzeba znać pierwotnego ciągu znaków, który został przekształcony za pomocą funkcji shal(). Wystarczy tylko, że istnieje możliwość sprawdzenia, czy podane przez użytkownika hasło dostępu ma taką samą postać jak ciąg wejściowy funkcji s h a l O . Jak już wspomniano, nie zaleca się zapisywania bezpośrednio w kodzie źródłowym identyfikatorów użytkowników i ich haseł dostępu. Dane te powinny być zapisywane w oddzielnych plikach lub przechowywane w bazie danych. W przypadku przechowywania tych danych w bazie MySQL można używać zarówno funkcji s h a l O udostępnianej przez PHP, jak i funkcji M y S Q L o nazwie S H A I O . M y S Q L udostępnia jeszcze więcej algorytmów mieszających niż PHP, lecz wszystkie one spełniają tę samą rolę. Chcąc wykorzystać funkcję SHA1(), należy przekształcić zapytanie z listingu 17.2 na postać: select count(*) from uwierzytelnienijjzytkownicy where użytkownik = '".Suzytkownik."' and hasło - shal('".Shaslo."') Wynikiem tego zapytania jest liczba wierszy z tabeli uwierzytelnienijjzytkownicy, w których wartość pola użytkownik jest taka sama jak wartość zmiennej Suzytkownik, a pole hasło ma wartość identyczną jak wynik wykonania funkcji SHA1(). Ciągiem wejściowym w tej funkcji jest hasło podane przez użytkownika. Ponieważ założyliśmy, że każdy użytkownik ma niepowtarzalny identyfikator, wynikiem powyższego zapytania może być tylko 0 lub 1. Należy pamiętać, że funkcje mieszające zwykle zwracają dane o stałym rozmiarze. W przypadku SHA1 dane te mają długość 40 znaków, jeśli funkcja zwraca zwykły ciąg znaków. Należy się upewnić, że kolumna w bazie danych ma wystarczającą szerokość. Przeglądając ponownie listing 17.3, można zauważyć, że utworzyliśmy jednego użytkownika (' uzytkowni k ' ) z hasłem niezaszyfrowanym oraz jednego (' testowy') z hasłem zaszyfrowanym w celu zobrazowania obu możliwych rozwiązań.



Zastrzeganie więcej niż jednej strony Skrypt, który broni dostępu do więcej niż jednej strony naraz, jest bardziej skomplikowany. Ponieważ HTTP jest protokołem bezstanowym, nie ma możliwości powiązania ze sobą kilku żądań wychodzących od tego samego użytkownika. Dlatego też trudniej jest przesyłać dane (jak choćby informacje potrzebne do uwierzytelniania) między jedną a drugą stroną internetową.



 380



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Najprostszym sposobem zastrzegania kilku stron jednocześnie jest wykorzystanie mechanizmu uwierzytelniania udostępnianego przez serwer W W W . Przyjrzyjmy się mu bliżej. Aby samodzielnie wykorzystać ten mechanizm, można by dołączyć odpowiednie fragmenty kodu z listingu 17.1 do każdej ze stron, które mają być zastrzeżone. Użycie opcji auto_prepend_file i auto append file spowoduje automatyczne dodanie odpowiedniego fragmentu kodu na początku i na końcu wszystkich plików znajdujących się we wskazanych katalogach. Opcje te zostały szerzej omówione w rozdziale 5. Co jednak stanie się po zastosowaniu tego rozwiązania, gdy użytkownik zapragnie przejrzeć więcej stron na naszej witrynie? Konieczność podawania identyfikatora i hasła dostępu przed wyświetleniem każdej kolejnej strony zapewne szybko zniechęci odwiedzającego. Można by dołączać informacje podane przez użytkownika do każdego hiperłącza zawartego na stronie. Ponieważ identyfikatory mogą zawierać znaki spacji, należy użyć funkcji urlencodeO do ich poprawnego zakodowania. Niestety, również ten sposób nie jest wolny od wad. Ponieważ dane identyfikacyjne zostałyby dołączone do każdej strony wysyłanej użytkownikowi oraz do każdego adresu URL, zastrzeżone strony byłyby jawne dla każdej osoby, która na tym samym komputerze zaczęłaby przeglądać zawartość pamięci podręcznej przeglądarki lub jej historię. Co więcej, hasło dostępu i identyfikator użytkownika są przesyłane do serwera W W W i z powrotem do przeglądarki przy każdym żądaniu wyświetlenia nowej strony i dostarczaniu jej do klienta. Dane te są zatem przekazywane znacznie częściej, niż jest to rzeczywiście konieczne. Istnieją dwa sposoby, dzięki którym można uniknąć takich problemów: podstawowe uwierzytelnianie protokołu HTTP oraz sesje. Podstawowe uwierzytelnianie likwiduje problem związany z zapisem odwiedzanych stron w pamięci podręcznej przeglądarki; jednak również w tym przypadku hasło dostępu jest przesyłane do serwera wraz z każdym żądaniem. Dopiero wykorzystanie mechanizmu sesji pozwala uniknąć obu niedogodności. Uwierzytelnianie protokołu HTTP zostanie omówione w następnym punkcie. Sesje natomiast będą przedmiotem rozdziału 23., a bardziej szczegółowo zostaną opisane w rozdziale 27.



Podstawowa metoda uwierzytelniania Na szczęście uwierzytelnianie jest na tyle często wykonywaną operacją, że odpowiedni mechanizm został wbudowany w protokół HTTP. Skrypt lub serwer W W W może zażądać od przeglądarki internetowej dokonania uwierzytelnienia. Na przeglądarkę spada wówczas zadanie wyświetlenia stosownego okna dialogowego lub podobnego obiektu, który pozwoli użytkownikowi na podanie odpowiednich danych. Co prawda serwer W W W będzie wymagał podania danych uwierzytelniających przed wykonaniem każdego kolejnego żądania, nie oznacza to jednak, że użytkownik musi co chwila podawać swe dane identyfikacyjne. Po ich pierwszym wpisaniu przeglądarka zapamięta j e i automatycznie prześle do serwera wraz z każdym żądaniem. Dane podane przez użytkownika zostaną usunięte z pamięci z chwilą zamknięcia okna przeglądarki. Opisany mechanizm protokołu HTTP znany jest jako podstawowe uwierzytelnianie. Można go wykorzystać na przykład w skrypcie PHP lub za pomocą narzędzi udostępnianych przez serwer. W kolejnych podrozdziałach zostaną przedstawione sposoby użycia tej metody w skryptach PHP i na serwerze Apache.



 Rozdział 17. • Uwierzytelnianie przy użyciu PHP i MySGJL



381



Mechanizm podstawowego uwierzytelniania przesyła podany identyfikator użytkownika i hasło dostępu w formie tekstu otwartego, nie jest więc zbyt bezpieczny. Protokół HTTP w wersji 1.1 udostępnia bezpieczniejszą metodę, zwaną zakodowanym uwierzytelnianiem, w której wykorzystuje się algorytm mieszający (zwykle jest to funkcja MD5) w celu zakodowania wysyłanych danych. Zakodowane uwierzytelnianie jest obsługiwane przez większość serwerów WWW, w przeciwieństwie do znacznej części przeglądarek internetowych. Niestety, podobnie jak w przypadku wielu nowych mechanizmów, wciąż funkcjonuje wiele starych przeglądarek, które jeszcze nie obsługują uwierzytelniania zakodowanego. Co gorsza, wersja standardu zaimplementowana w Microsoft Internet Explorerze i serwerze IIS różni się od mechanizmu zaimplementowanego w produktach. Mechanizm ten nie jest obsługiwany przez część przeglądarek, a także nie zalicza się do całkowicie bezpiecznych. Zarówno podstawowe, jak i zakodowane uwierzytelnianie charakteryzują się niskim poziomem bezpieczeństwa. Żadna z tych metod nie daje użytkownikowi pewności, że kontaktuje się z tym serwerem, z którym rzeczywiście chciał się połączyć. Obie natomiast umożliwiają crackerom powtórne wysłanie takiego samego żądania do serwera. W przypadku podstawowej metody uwierzytelniania dane użytkownika są przesyłane jako otwarty tekst, a więc każdy cracker ma możliwość przechwycenia pakietów z tymi danymi i podszycia się pod użytkownika w celu uzyskania dostępu do serwera. Podstawowe uwierzytelnianie charakteryzuje się poziomem bezpieczeństwa równie niskim, jak w przypadku Telnetu i FTP, także wysyłających dane uwierzytelniające w formie otwartego tekstu. Uwierzytelnianie zakodowane jest nieco bezpieczniejsze dzięki szyfrowaniu identyfikatora użytkownika i jego hasła dostępu. Jednak dopiero wykorzystanie protokołu SSL i certyfikatów cyfrowych zapewnia dostateczne bezpieczeństwo wszystkim stronom transakcji przeprowadzanych w internecie. Chcąc zapewnić wysoki poziom bezpieczeństwa, Czytelnik powinien zapoznać się z treścią rozdziału 18. Jednak w wielu przypadkach szybkie, choć niezbyt bezpieczne metody, takie jak podstawowe uwierzytelnianie, są całkowicie wystarczające. Dzięki podstawowemu uwierzytelnianiu są chronione wskazane fragmenty zasobów, a dostęp do nich wymaga podania poprawnego identyfikatora i hasła dostępu. Zasobom nadaje się nazwy, dzięki czemu na jednym serwerze może istnieć wiele ich grup. Pliki i katalogi przechowywane na jednym serwerze mogą należeć do odrębnych grup zasobów, z których każda może być chroniona innym zbiorem identyfikatorów i haseł dostępu. Nadawanie nazw zasobom pozwala również na grupowanie większej ilości katalogów przechowywanych na serwerze (również wirtualnym) i ochronę tak utworzonej odrębnej grupy za pomocąjednego, określonego hasła.



Wykorzystanie podstawowej metody uwierzytelniania w PHP Skrypty PHP mogą być wykonywane na różnych platformach, jednak do przeprowadzenia podstawowego uwierzytelniania konieczne jest wykorzystanie zmiennych środowiskowych serwera WWW. Zależnie od tego, czy skrypt będzie wykonywany na serwerze Apache z PHP zainstalowanym jako moduł serwera, czy też na serwerze IIS z PHP jako modułem ISAPI, niezbędne jest rozpoznanie typu serwera i przeprowadzenie nieco innych operacji. Skrypt przedstawiony na listingu 17.4 będzie poprawnie wykonany na obu serwerach. Działanie kodu źródłowego, ukazanego na listingu 17.4, jest bardzo podobne jak w przypadku wcześniej przedstawionych przykładowych skryptów. Jeśli nie zostaną podane żadne dane



 382



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Listing 17.4. http.php — skrypt PHP może przeprowadzić podstawowe uwierzytelnianie HTTP 


}



list(S_SERVER['PHP_AUTH_USER']. S_SERVER[ PHP_AUTH_PW']) = explode{':'. base64_decode(substr(S_SERVER['HTTP_AUTHORIZATION'], 6))):



// to wyrażenie1 warunkowe można zastąpić np. zapytaniem do bazy danych if (($_SERVER[ PHP_AUTH_USER'] !- 'użytkownik') || (S_SERVER['PHP_AUTH_PW'] != 'hasło')) { // użytkownik nie podał żadnych danych albo // podany identyfikator lub hasło są nieprawidłowe header('WWW-Authenticate: Basic realm="Nazwa zasobu'"): if (substr(S_SERVER['SERVER_SOFTWARE']. 0. 9) = 'Microsoft') { header('Status: 401 Unauthorized'): } else ( headerCHTTP/1.0 401 Unauthorized'):



}



echo "0dejdź stąd! 
Nie jesteś uprawniony do przeglądania tych zasobów.
": } else { // użytkownik podał prawidłowe dane echo "0to ona! 
Na pewno jesteś szczęśliwy, że możesz zobaczyć tę stronę.
";



}



uwierzytelniające, użytkownik musi je wpisać. Jeżeli podane informacje okażą się nieprawidłowe, nastąpi wyświetlenie odmowy dostępu do zasobów. Natomiast po podaniu prawidłowego identyfikatora i hasła dostępu wyświetlony zostanie zastrzeżony dokument. W porównaniu z poprzednimi przykładami zmieni się wygląd strony. Tym razem formularz HTML, w którym użytkownik wpisywał dane, nie został wyświetlony. Zamiast niego przeglądarka wyświetli własne okno dialogowe. Niektórzy uznają, że jest to lepsze rozwiązanie, inni natomiast skłaniają się ku utrzymaniu pełnej kontroli nad wizerunkiem strony internetowej. Okno dialogowe wyświetlane przez przeglądarkę Internet Explorer zostało zaprezentowane na rysunku 17.4. Ponieważ w trakcie uwierzytelniania są wykorzystywane mechanizmy wbudowane w przeglądarkę internetową, od rodzaju przeglądarki zależy jej działanie w przypadku niepowodzenia całej operacji. Internet Explorer pozwoli na trzy próby uzyskania dostępu, zanim zostanie wyświetlona strona z informacją o odmowie. Firefox nie ogranicza liczby prób, natomiast w razie podania błędnych danych wyświetla okno dialogowe z pytaniem, czy próba uwierzytelnienia ma zostać powtórzona. Strona z informacją o odmowie dostępu zostanie wyświetlona tylko w przypadku naciśnięcia przycisku Anuluj.



 Rozdział 17. • Uwierzytelnianie przy użyciu PHP i MySGJL



Rysunek 17.4. Przeglądarka wyświetli własne okno dialogowe, jeśli jest przeprowadzane uwierzytelnianie protokołu HTTP



Hitp ,' w »



O



xw«te8ł %% 'Http.



383



W* .&««* *»!«*< i* ^ < <*s



localhost'



»



&



h



X



Serwer localhost w lokalizacji Nazwo zasobu wymaga nazwy użytkownika i hasła. Ostrzeżenie: ten serwer żąda wysłania Twojej nazwy użytkownika i hasła « niezabezpieczony sposób (podstawowe u c z y t e l n i e n i e bez bezpiecznego połączenia).



Nazwa użytkownika: fg | Hasto:



»]



O; g.;-



O



O-'



r r ^r.jL,;



Lokalny intranet



.}



-



*v



-



Podobnie jak w przypadku skryptów przedstawionych na listingach 17.1 i 17.2, powyższy kod źródłowy można wstawić na stronę, która ma zostać zastrzeżona, lub automatycznie dołączać go do każdego pliku w danym katalogu.



Wykorzystanie podstawowej metody uwierzytelniania na serwerze Apache przy użyciu plików .htaccess Rezultat bardzo podobny do wyników skryptu z listingu 17.4 można uzyskać bez konieczności pisania odpowiedniego skryptu PHP. Serwer Apache posiada szereg modułów umożliwiających przeprowadzenie uwierzytelniania. Najprostszym z nich jest mod auth, którego działanie sprowadza się do porównania pary identyfikator - hasło z zawartością pliku tekstowego przechowywanego na serwerze. W celu zapewnienia takiego samego efektu, jak po wykonaniu wcześniej przedstawionych skryptów, konieczne jest utworzenie dwóch plików HTML: jednego z treścią zastrzeżoną i drugiego wyświetlającego informację o odmowie dostępu. W poprzednich przykładach niektóre znaczniki zostały pominięte, w istocie jednak powinny one zawierać również znaczniki  i . Na listingu 17.5 przedstawiona jest zawartość strony, udostępniana tylko uprawnionym użytkownikom. Nadano jej nazwę zawartosc.html. Listing 17.6 zawiera natomiast kod strony wyświetlającej odmowę dostępu, która nosi nazwę odmowa.html. Utworzenie takiej strony nie jest obowiązkowe, lecz może okazać się bardzo przydatne, gdy chcemy zamieścić na niej jakieś dodatkowe wiadomości. Gdy wiemy, że zostanie ona wyświetlona w razie odmowy udzielenia dostępu użytkownikowi, można na niej zawrzeć informacje na temat sposobów zarejestrowania się i otrzymania hasła dostępu lub odzyskania hasła (gdyby użytkownik je zapomniał). Listing 17.5. zawartosc.html — kod zastrzeżonej strony <  0to ona! 
Na pewno jesteś szczęśli wy. że możesz zobaczyć te stronę.
 



 384



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Listing 17.6. odmowa.html — strona wyświetlana w razie odmowy dostępu  0dejdź stąd! 
Nie jesteś uprawniony do przeglądania tych zasobów.
 



Obie strony są już nam znane. Nowością będzie natomiast plik, którego zawartość została przedstawiona na listingu 17.7. Plik ten nosi nazwę .htaccess i jest odpowiedzialny za kontrolę dostępu do plików i podkatalogów katalogu, w którym się znajduje. Listing 17.7. .htaccess — w pliku tym można zawrzeć szereg opcji konfiguracyjnych serwera Apache, w tym dotyczące uwierzytelniania ErrorDocument 401 /rozdzial_17/odmowa.html AuthUserFile /home/ksiazka/.htpass AuthGroupFile /dev/null AuthName "Nazwa zasobu" AuthType Easic require valid-user



Utworzenie pliku .htaccess z powyższą zawartością umożliwi przeprowadzenie operacji podstawowego uwierzytelniania w celu uzyskania dostępu do zawartości katalogu. Plik ten może określać szereg ustawień, a sześć wierszy przedstawionych na listingu odnosi się bezpośrednio do uwierzytelniania. Pierwszy wiersz: ErrorDocument 401 /rozdzial_17/odmowa.html



wskazuje serwerowi dokument, który ma zostać wyświetlony w razie uwierzytelniania zakończonego niepowodzeniem. Można również użyć innej dyrektywy ErrorDocument, wskazując strony, które zostaną wyświetlone w przypadku zaistnienia innych błędów protokołu HTTP, na przykład błędu o numerze 404. Składnia tej dyrektywy jest następująca: ErrorDocument n u m e r _ b ł ę d u



URL



W przypadku strony obsługującej błąd 401 istotne jest, by wszyscy użytkownicy mieli do niej prawo dostępu. Byłaby ona bezużyteczna, gdyby miała informować o odmowie dostępu, a jednocześnie była dostępna tylko dla tych użytkowników, którzy podali prawidłowe dane identyfikacyjne. Następny wiersz: AuthUserFi1e /home/ksiazka/.htpass



informuje, gdzie znajduje się plik z prawidłowymi identyfikatorami i hasłami dostępu. Zazwyczaj jest on nazywany .htpass, można mu jednak nadać dowolną inną nazwę. Istotna jest jedynie jego lokalizacja, różna od pozostałych stron internetowych — użytkownicy mogliby wówczas bez trudu pobrać go z serwera. Zawartość przykładowego pliku .htpass zaprezentowano na listingu 17.8. Listing 17.8. .htpass — zawartość pliku przechowującego identyfikatory użytkowników i zaszyfrowane hasła dostępu uzytkowni kl:Q0I7CmePtv48A uzytkownik2:QOOeQOhSkXaXI uzytkowni k3:Q0QGcE2XamSbA uzytkowni k4:Q0gA552j i 2cTc



 Rozdział 17. • Uwierzytelnianie przy użyciu PHP i MySGJL



385



Zamiast określania konkretnych użytkowników, którzy będą mogli uzyskać dostęp do zasobów, istnieje również możliwość wyznaczenia grup użytkowników, złożonych z członków posiadających odpowiednie uprawnienia. W analizowanym przykładzie możliwość ta została pominięta, dlatego w pliku .htaccess znalazł się wiersz: AuthGroupFile /dev/null



Dyrektywa AuthGroupFi le wskazuje na specjalny plik systemu Unix, równoznaczny z wartością NULL. Podobnie jak w skrypcie, w celu dokonania uwierzytelnienia należy nadać nazwę chronionemu zasobowi w następujący sposób: AuthName "Nazwa zasobu"



Nazwa ta może być dowolna, trzeba jednak pamiętać, że użytkownik będzie ją widział. W rozważanym przykładzie nazwa ta brzmi Nazwa zasobu i powinna oczywiście zostać zmieniona. Ponieważ serwer Apache udostępnia kilka metod uwierzytelniania, konieczne jest wskazanie, która z nich ma zostać wykorzystana. W powyższym przykładzie wskazano metodę podstawową w następujący sposób: AuthType Basic



Konieczne jest również określenie, kto może uzyskać dostęp do zasobu. Można w tym celu wskazać pojedynczych użytkowników, grupy lub, jak w przykładzie, wszystkich użytkowników, którzy podadzą prawidłowe dane identyfikacyjne. Ostatni wiersz pliku .htaccess wskazuje, że każdy użytkownik, który poda właściwe dane, powinien mieć dostęp do zasobu: require valid-user



Każdy wiersz pliku .htpass zawiera identyfikator użytkownika, znak dwukropka i zaszyfrowane hasło dostępu. Zawartość różnych plików .htpass jest oczywiście różna. Aby go utworzyć, należy uruchomić niewielki program o nazwie htpasswd, dołączany do każdej dystrybucji serwera Apache. Istnieją dwa sposoby wywołania programu htpasswd: htpasswd [-cmdps] p l i k _ h a s e ł i d e n t y f i k a t o r j i ż y t k o u n i k a



lub htpasswd -b[cmdps] p l i k _ h a s e ł i d e n t y f i k a t o r j j ż y t k o w n i k a h a s ł o



Tylko jeden z tych przełączników musi zostać użyty — j e s t nim -c. Powoduje on utworzenie nowego pliku haseł, dlatego musi zostać wykorzystany przy zapisywaniu danych pierwszego użytkownika. Nie należy jednak stosować tego przełącznika przy dodawaniu następnych użytkowników, gdyż spowoduje to usunięcie wcześniej utworzonego pliku i utworzenie nowego. Pozostałe, opcjonalne przełączniki m, d, p i s służą do określenia algorytmu (lub rezygnacji z niego), który ma zostać użyty do zaszyfrowania podanego hasła dostępu. Przełącznik b informuje, że hasło dostępu zostanie podane jako parametr w wywołaniu programu. Jest to przydatne zwłaszcza wówczas, gdy htpasswd jest wywoływany w trakcie wykonywania procesu wsadowego. W przypadku wywołania programu z poziomu wiersza poleceń przełącznik b nie powinien być używany.



 386



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Plik przedstawiony na listingu 17.8 został utworzony w wyniku wykonania następujących poleceń: htpasswd htpasswd htpasswd htpasswd



-bc -bc -bc -bc



/home/ksiazka/.htpass /home/ksiazka/.htpass /home/ksiazka/.htpass /home/ksiazka/.htpass



uzytkownikl uzytkownik2 uzytkownik3 uzytkownik4



haslol haslo2 haslo3 haslo4



Trzeba zaznaczyć, że htpasswd może nie znajdować się w bieżącej ścieżce. Jeśli tak się stanie, konieczne będzie wskazanie pełnej ścieżki dostępu do niego. W wielu systemach plik ten znajduje się w katalogu /usr/local/apache/bin. Ten typ uwierzytelniania jest łatwy do wykorzystania, wiążą się z nim jednak pewne niedogodności. Identyfikatory i hasła dostępu przechowywane są w pliku tekstowym. Ilekroć przeglądarka wysyła żądanie wyświetlenia strony internetowej chronionej za pomocą pliku .htaccess, serwer musi przeanalizować zawartość tego pliku, a następnie odczytać dane z pliku haseł i sprawdzić, czy informacje podane w celu uwierzytelnienia są prawidłowe. Zamiast w pliku .htaccess można by te same dane zapisać w głównym pliku konfiguracyjnym serwera httpd.conf. Plik .htaccess jest odczytywany za każdym razem, gdy jest wysyłane żądanie udostępnienia zastrzeżonej strony, natomiast httpd.conf tylko raz — w trakcie uruchamiania serwera. Ta druga metoda działa więc znacznie szybciej, jednak w razie dokonywania jakichkolwiek zmian konieczne jest zatrzymanie i ponowne uruchomienie serwera W W W . Jednak niezależnie od tego, w którym pliku zostaną umieszczone odpowiednie dyrektywy serwera, w dalszym ciągu konieczne jest odczytywanie danych z pliku haseł przed realizacją każdego żądania. Oznacza to, że podobnie jak w przypadku innych metod korzystających z plików jednorodnych także ten sposób nie jest zbyt przydatny, gdy liczbę uprawnionych użytkowników mierzy się w setkach czy tysiącach.



Wykorzystanie modułu mod_auth_mysql do celów uwierzytelniania Jak już wspomniano, moduł mod auth jest skuteczny i łatwy do zainstalowania. Ponieważ jednak dane na temat użytkowników są przechowywane w zwykłym pliku tekstowym, jest on niepraktyczny w przypadku stron, do których dostęp m a j ą liczniejsi odwiedzający. Istnieje wszakże moduł mod_auth_mysql, łączący w sobie prostotę mod auth i szybkość bazy danych. Jego działanie jest bardzo podobne jak w przypadku mod_auth, jednak dzięki wykorzystaniu bazy MySQL zamiast pliku tekstowego przeszukiwanie danych większej liczby użytkowników wykonywane jest o wiele szybciej. W celu wykorzystania tego modułu konieczne jest jego skompilowanie i zainstalowanie w systemie — samodzielnie lub przez administratora.



Instalacja modułu mod_auth_mysql W celu zainstalowania modułu mod_auth_mysqI konieczne jest zainstalowanie serwera Apache i PHP zgodnie z instrukcjami zawartymi w dodatku A oraz wykonanie kilku dodatkowych czynności. Odpowiednie instrukcje są zawarte w plikach README i USAGE dołączanych do każdej dystrybucji, lecz w niektórych fragmentach opisują one zachowania wcześniejszych wersji narzędzia. Poniżej przedstawimy pokrótce odpowiednią procedurę.



 Rozdział 17. • Uwierzytelnianie przy użyciu PHP i MySGJL



387



1. Zaopatrujemy się w plik odpowiedniej dystrybucji modułu. Można pobrać najnowszą wersję z witryny http://www.mysql.com/doc/en/Contrib.html lub http://sourceforge.net/projects/ modauthmysql/. 2. Rozpakowujemy pliki z kodem źródłowym. 3. Przechodzimy do katalogu mod_auth_mysql, w y k o n u j e m y polecenie make, a następnie make i nstal 1. Może zajść konieczność zmiany katalogu instalacyjnego serwera M y S Q L w pliku make (MakeFile). 4. W pliku httpd.conf wpisujemy poniższy wiersz, który dynamicznie załaduje moduł na serwer Apache: LoadModule mysql_auth_module libexec/mod_auth_mysql .so



5. Teraz konieczne jest utworzenie na serwerze MySQL bazy danych i tabeli, przeznaczonych do przechowywania danych uwierzytelniających. Nie musi to być jednak oddzielna baza czy tabela — można do tego wykorzystać tabelę już istniejącą, jak na przykład tę z bazy uwierz, utworzonej wcześniej w tym rozdziale. 6. W pliku httpd.conf dodajemy wiersz z parametrami wymaganymi przez mod_auth_mysqł do połączenia się z serwerem MySQL. Odpowiednia dyrektywa ma postać: Auth_MySQL_Info nazwa_komputera identyfikator_uzytkownika hasło



Najprostszym sposobem sprawdzenia, czy wszystko przebiegło prawidłowo, jest uruchomienie serwera Apache. Jeżeli protokół SSL jest obsługiwany, należy wpisać: /usr/local/apache/bi n/apachectl startssl



Jeśli w pliku httpd.conf jest zawarta dyrektywa Auth_MySQL_Info i serwer rozpocznie pracę, oznacza to, że moduł mod_auth_mysql został prawidłowo zainstalowany.



Praca z mod_auth_mysql Po poprawnym zainstalowaniu modułu praca z nim nie jest trudniejsza niż z mod auth. Na listingu 17.9 przedstawiona jest zawartość przykładowego pliku .htaccess realizującego proces uwierzytelniania na podstawie identyfikatora i zaszyfrowanego hasła dostępu, przechowywanego w bazie danych utworzonej w początkowej części tego rozdziału. Listing 17.9. .htaccess — plik realizujący uwierzytelnianie na podstawie danych z bazy MySQL ErrorDocument 401 /rozdzial_17/odmowa.html AuthName "Nazwa zasobu" AuthType Basic Auth_MySQL_DB uwierz Auth_MySQL_Encrypti on_Types MySQL Auth_MySQL_Password_Table uwierz Auth_MySQL_Username_Fi eld uzytkowni k Auth_MySQL_Password_Field hasło require valid-user



Nietrudno zauważyć, że znaczna część tego listingu pokrywa się z treścią listingu 17.7. Również w tym przypadku podana została strona, która wyświetli stosowny komunikat w razie błędu 401



 388



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



(gdy uwierzytelnienie się nie powiedzie). Oprócz tego wskazana jest metoda uwierzytelniania (podstawowa) oraz nazwa chronionych zasobów. Ponadto wszyscy użytkownicy, którzy podadzą prawidłowe dane identyfikacyjne, uzyskają dostęp do zastrzeżonych stron. Ponieważ używany jest moduł mod_auth_mysql oraz nie chcemy, by zostały wykorzystane ustawienia domyślne, w pliku .htaccess znalazły się odpowiednie dyrektywy określające sposób przeprowadzenia uwierzytelnienia. Auth_MySQL_DB, Auth_MySQL_Password_Table, Auth_MySQL_Username_Field i Auth_MySQL_Password_Field określają odpowiednio: nazwę bazy danych, tabelę, pole zawierające identyfikatory użytkowników oraz pole, w którym są przechowywane hasła dostępu. Dyrektywa Auth_MySQL_Encryption_Types wskazuje, że serwer MySQL ma przeprowadzić szyfrowanie haseł dostępu. Dopuszczalne wartości tej dyrektywy to PlainText, Crypt DES lub MySQL. Wartością domyślną jest Crypt DES powodująca wykorzystanie domyślnej metody szyfrowania haseł w systemie Unix o nazwie DES. Z punktu widzenia użytkownika działanie powyższego przykładu wykorzystującego moduł mod_auth_mysql będzie przebiegało w taki sam sposób, jak przy użyciu mod auth. Również i w tym przypadku przeglądarka internetowa wyświetli odpowiednie okno dialogowe. Po pomyślnym zakończeniu uwierzytelniania zostanie wyświetlona zastrzeżona strona, natomiast w przypadku podania nieprawidłowych danych identyfikacyjnych pojawi się odpowiedni komunikat. W przypadku wielu stron internetowych wykorzystanie mod_auth_mysql jest najlepszym rozwiązaniem. Metoda ta jest szybka, stosunkowo łatwa do implementacji, a ponadto umożliwia wykorzystanie standardowych mechanizmów wstawiania danych o nowych użytkownikach. Jednak dla zapewnienia sobie większej elastyczności i zastosowania metod kontroli dostępu do poszczególnych części witryny można pokusić się o zaimplementowanie własnego mechanizmu uwierzytelniania wykorzystującego PHP i MySQL.



Implementacja własnej metody uwierzytelniania W tym rozdziale zostały przedstawione wady i zalety różnych metod uwierzytelniania oraz wbudowane mechanizmy uwierzytelniające, charakteryzujące się jednak niewielką elastycznością. W dalszej części książki, prezentującej między innymi sesje PHP, zostaną opisane sposoby samodzielnej implementacji własnych, bardziej elastycznych mechanizmów uwierzytelniania. W rozdziale 23. zostanie przedstawiony prosty sposób uwierzytelniania, pozwalający uniknąć większości problemów zasygnalizowanych w tym rozdziale dzięki wykorzystaniu mechanizmu sesji przekazującego wartość zmiennych między poszczególnymi stronami. W rozdziale 27. opiszemy włączenie tego mechanizmu do rzeczywistego projektu. Zostanie przedstawiony sposób jego wykorzystania do kontroli dostępu do różnych części jednej witryny.



Propozycje dalszych lektur Szczegółowe informacje na temat metod uwierzytelniania wbudowanych w protokół HTTP zawarte są w dokumencie RFC 2617, dostępnym pod adresem http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc2617.txt. Dokumentacja modułu mod_auth, realizującego podstawową metodę uwierzytelniania na serwerze Apache, znajduje się na stronie http://httpd.apache.Org/docs/2.0/mod/mod_auth.html.



 Rozdział 17. • Uwierzytelnianie przy użyciu PHP i MySGJL



389



Dokumentacja mod_auth_mysqł znajduje się wewnątrz pobieranego zasobu. Zasób ten nie ma zbyt dużych rozmiarów, dlatego nawet jeżeli chcemy tylko znaleźć trochę informacji na ten temat, pobranie całego archiwum w celu przeglądnięcia pliku readme nie będzie działaniem na wyrost.



W następnym rozdziale Informacje zawarte w następnym rozdziale dotyczą zapewnienia ochrony danych na wszystkich etapach ich przetwarzania — od momentu podania do chwili zapisania oraz w czasie przesyłania i przechowywania. W szczególności zostaną przedstawione zagadnienia związane z wykorzystaniem protokołu SSL, certyfikatów cyfrowych i szyfrowania.



 Rozdział 18.



Zabezpieczanie transakcji przy użyciu PHP i MySQL W tym rozdziale przedstawimy metody zapewnienia bezpieczeństwa danych w czasie całego procesu przetwarzania: od chwili podania ich przez użytkownika, poprzez transmisję w sieci, aż do momentu ich zapisania oraz w trakcie przechowywania. Umożliwi to zaimplementowanie mechanizmu transakcji między użytkownikiem a witryną internetową, który gwarantuje pełne bezpieczeństwo przesyłanych danych. W tym rozdziale zostaną poruszone następujące zagadnienia: •



zapewnienie bezpieczeństwa transakcji,



• wykorzystanie protokołu Secure Sockets Layer (SSL), • bezpieczne przechowywanie danych, • •



ustalanie, czy powinno się przechowywać numery kart kredytowych, « szyfrowanie danych w PHP.



Zapewnienie bezpieczeństwa transakcji Zapewnienie bezpieczeństwa transakcji przeprowadzanych w internecie sprowadza się do ciągłego kontrolowania danych przepływających w systemie i do ich ochrony w każdym j e g o punkcie. W przypadku bezpieczeństwa sieci komputerowych niczego nie można być pewnym — żaden system nie jest niedostępny. Poruszając problem bezpieczeństwa, mamy na myśli wykorzystanie takich środków ochrony, które są adekwatne do wagi ochranianych informacji. W celu skutecznego zastosowania odpowiednich zabezpieczeń należy najpierw przeanalizować przepływ danych w każdym punkcie systemu. Przepływ informacji w ramach typowej aplikacji wykorzystującej PHP i MySQL został zaprezentowany na rysunku 18.1. Szczegółowe dane na temat transakcji różnią się pod względem treści w zależności od konstrukcji systemu, a także od rodzaju informacji podanych przez użytkownika oraz działań przez niego podjętych, mających na celu przeprowadzenie transakcji. Wszystkie te elementy można kontrolować w podobny sposób. Każda transakcja między aplikacją internetową i użytkownikiem jest inicjowana przez przeglądarkę wysyłającą odpowiednie żądanie do serwera W W W . Jeśli dotyczy ono skryptu PHP, serwer przekaże sterowanie przetwarzaniem strony interpreterowi skryptów. Skrypt PHP może odczytywać dane z dysku i zapisywać j e na nim. Może on również zawierać polecenia incl ude() i requi re() dołączające zawartość innych plików do kodu PHP lub HTML oraz



 392



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Rysunek 18.1. Dane użytkownika są przechowywane i przetwarzane przez ukazane na rysunku elementy środowiska typowej aplikacji internetowej wysyłać zapytania SQL do serwera MySQL i pobierać wyniki ich wykonania. Serwer baz danych ponosi wyłączną odpowiedzialność za odczytywanie i zapisywanie na dysk wykorzystywanych przez siebie danych. Analizując przebieg transakcji należy zatem brać pod uwagę trzy elementy: •



komputer użytkownika,



•



internet,



•



system docelowy.



*



Każdy z nich zostanie w następnych punktach oddzielnie omówiony pod kątem zapewnienia bezpieczeństwa, choć trzeba sobie zdawać sprawę, że komputer użytkownika i internet pozostają niemal całkowicie poza naszą kontrolą.



Komputer użytkownika Z naszego punktu widzenia komputer użytkownika jest „reprezentowany" przez przeglądarkę internetową. Nie mamy kontroli nad innymi jego elementami, decydującymi na przykład o bezpieczeństwie maszyny. Musimy zdawać sobie sprawę, że komputer ten może mieć niedostateczne zabezpieczenia, a nawet może być zwykłym ogólnodostępnym terminalem znajdującym się w bibliotece, szkole czy kawiarni internetowej. Obecnie wykorzystywanych jest wiele rodzajów przeglądarek internetowych o różnych możliwościach. W przypadku dwóch najbardziej popularnych różnice między nimi sprowadzają się niemal wyłącznie do sposobu przetwarzania i wyświetlania na ekranie kodu HTML. Nie należy jednak zapominać o różnicach dotyczących sfery zabezpieczeń i dostępności niektórych funkcji. Warto pamiętać, że niektórzy użytkownicy zablokują te elementy przeglądarek, które mogą wpływać na bezpieczeństwo pracy ich komputerów lub poufność danych — a więc wykonywanie apletów Java, zapisywanie plików cookie czy przetwarzanie skryptów JavaScript. Jeśli nasza witryna ma wykorzystywać te właściwości, należy koniecznie sprawdzić, czy jest ona poprawnie wyświetlana w przeglądarkach z ograniczonym zestawem funkcji. Innym rozwiązaniem wspomnianego problemu jest utworzenie odrębnego, uboższego interfejsu, specjalnie dla użytkowników korzystających z takich przeglądarek.



 Rozdział 18. • Zabezpieczanie transakcji przy użyciu PHP i MySQL



393



Przeglądarki użytkowników spoza Stanów Zjednoczonych i Kanady będą obsługiwać prawdopodobnie tylko szyfrowanie z kluczem 40-bitowym. Wprawdzie w styczniu 2000 roku rząd Stanów Zjednoczonych zniósł przepisy zakazujące eksportu bardziej zaawansowanych technologii szyfrowania wykorzystujących klucze 128-bitowe do krajów nieobjętych embargiem, lecz znaczna część przeglądarek nie została do tej pory odpowiednio uaktualniona. Jeśli jednak na witrynie nie umieścimy informacji o gwarancji zabezpieczenia na najwyższym poziomie, nie obowiązuje wymóg korzystania tylko z najbardziej zaawansowanych metod szyfrowania — protokół SSL jest bowiem w stanie automatycznie wynegocjować zastosowanie najlepszych środków bezpieczeństwa obsługiwanych zarówno przez serwer WWW, jak i przeglądarkę użytkownika. Nie można mieć pewności, że przeglądarka nawiązująca połączenie z serwerem używa przeznaczonego do tego zadania interfejsu. Żądania można wysłać za pośrednictwem innej strony internetowej, zawierającej takie same obrazy i treść, albo też mogą być one generowane na przykład przez program cURL w celu ominięcia zabezpieczeń aplikacji. Biblioteka cURL dająca możliwość symulowania połączeń wychodzących z przeglądarki internetowej zostanie szerzej omówiona w rozdziale 20. To niewątpliwie przydatne narzędzie, szczególnie istotne dla twórców aplikacji internetowych, może jednak być równie dobrze wykorzystane w nieodpowiednich celach. Nie ma istotnego znaczenia fakt, że nie mamy możliwości ingerowania w konfigurację komputera użytkownika. Różnice w dziedzinie oprogramowania mogą co najwyżej mieć wpływ na zakres funkcji realizowanych przez skrypty działające po stronie serwera (na przykład PHP) i po stronie klienta (na przykład JavaScript). Efekty realizacji skryptów PHP mogą być widoczne w każdej przeglądarce internetowej, gdyż ich ostatecznym wynikiem jest zawsze sam kod HTML. Wykorzystanie funkcji wykraczających poza podstawy JavaScriptu sprawia natomiast, że konieczne jest uwzględnienie zakresu możliwości udostępnianych przez różne wersje przeglądarek. /



Biorąc pod uwagę bezpieczeństwo systemu, w celu na przykład sprawdzenia poprawności wpisywanych danych, lepszym rozwiązaniem jest wykorzystanie skryptów działających po stronie serwera. Dzięki temu kod źródłowy skryptu nie będzie widoczny dla użytkownika. Gdyby sprawdzanie danych miało być realizowane przez skrypty JavaScript, wówczas użytkownik mógłby przeanalizować kod i ominąć zastosowane zabezpieczenia. Dane, które muszą być przechowywane przez dłuższy czas, mogą zostać zapisane na serwerze w plikach czy w tabeli bazy danych lub też w komputerze użytkownika w plikach cookie. Wykorzystanie cookies do przechowywania ograniczonej ilości danych (w tym przypadku — identyfikatora sesji) zostanie przedstawione w rozdziale 23. Większość przechowywanych danych powinna jednak być zapisywana na serwerze WWW lub w bazie danych. Istnieje wiele powodów przemawiających za tym, by ilość danych przechowywanych w komputerze użytkownika ograniczyć do niezbędnego minimum. Jeśli bowiem informacje znajdują się poza systemem, nie ma pewności, że są one bezpieczne, że nie zostały usunięte przez użytkownika lub zmienione w sposób, który spowodowałby błędne działanie aplikacji internetowej.



Internet Podobnie jak komputera użytkownika, internetu nie sposób kontrolować. Nie oznacza to jednak, że nie trzeba brać pod uwagę jego właściwości w trakcie projektowania aplikacji.



 394



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Internet posiada wiele ciekawych właściwości, z natury jednak jest siecią posiadającą bardzo ubogie zabezpieczenia. Informacje wysyłane z jednego punktu do drugiego mogą zostać podejrzane lub zmienione przez osobę nieuprawnioną, o czym wspomniano już w rozdziale 15. Pamiętając o tym zagrożeniu, można zastosować odpowiednie rozwiązania. Rozwiązania te mogą polegać na: • przesłaniu informacji w konwencjonalny sposób, jeśli nie mają one poufnego charakteru i ich zmiana w trakcie transmisji nie spowoduje negatywnych następstw, • cyfrowym podpisaniu informacji przed rozpoczęciem transmisji w celu uchronienia ich przed zmianami, • zaszyfrowaniu lub podpisaniu informacji przy użyciu podpisu elektronicznego w celu ukrycia ich treści przed osobami postronnymi lub uniemożliwienia dokonania w nich zmian, • podjęciu decyzji, iż dane te są zbyt ważne, by ryzykować ich przechwycenie, i przesłanie ich w inny sposób. Internet jest również środkiem przekazu zapewniającym niemal całkowitą anonimowość. Trudno uzyskać pewność, że użytkownik jest rzeczywiście tym, za kogo się podaje. Nawet jeśli na własną rękę zdołamy z całkowitą pewnością określić jego tożsamość, udowodnienie tego, na przykład przed sądem, może sprawić duże problemy. Użytkownik może wyprzeć się udziału w transakcji; była już o tym mowa w rozdziale 15. Podsumowując, poufność informacji i jednoznaczne określenie tożsamości użytkownika należą do najważniejszych zagadnień związanych z przeprowadzaniem transakcji za pośrednictwem internatu. Istnieją co najmniej dwie metody zabezpieczania danych przesyłanych przez internet do i z serwera WWW: •



Secure Sockets Layer (SSL)



•



Secure Hypertext Transfer Protocol (S-HTTP)



Obie wymienione technologie zapewniają zachowanie poufności informacji, chronią przed zmianą ich treści oraz umożliwiają przeprowadzanie uwierzytelniania. Obecnie jednak powszechnie używany jest SSL, podczas gdy S-HTTP nie zalicza się do wykorzystywanych na szeroką skalę. Protokół SSL zostanie szczegółowo omówiony w dalszej części rozdziału.



System docelowy Jedyną częścią otoczenia pozostającą pod naszą kontrolą jest system docelowy. Na rysunku 18.1 jego składniki są umieszczone w obrębie linii przerywanej. Składniki systemu mogą być od siebie fizycznie oddzielone lub też mogą znajdować się na jednym komputerze. Nie trzeba się zbytnio martwić o bezpieczeństwo przechowywanych informacji, gdyż zadanie to należy do programów służących do publikacji danych w internecie. Twórcy tych narzędzi z pewnością poświęcili znacznie więcej uwagi opracowaniu właściwych zabezpieczeń, niż my sami bylibyśmy w stanie to zrobić. Jeśli tylko wykorzystujemy najbardziej aktualne wersje dostatecznie znanego produktu, to informacje o ewentualnych problemach z nim związanych można znaleźć za pomocą dowolnej wyszukiwarki. Należy więc przywiązywać dużą wagę do tego, by na bieżąco śledzić informacje dotyczące używanych programów. Jeśli w zakresie naszych obowiązków leży instalacja i konfiguracja oprogramowania, należy tym dwóm czynnościom poświęcić odpowiednio wiele uwagi. Luki w zabezpieczeniach wynikają bowiem



 Rozdział 18. • Zabezpieczanie transakcji przy użyciu PHP i MySQL



395



najczęściej z lekceważenia ostrzeżeń i wskazówek zawartych w dokumentacji produktu lub są skutkiem zaniedbania podstawowych zasad administracji systemów, na temat których opublikowano wiele oddzielnych książek. Należy więc zaopatrzyć się w podręcznik dotyczący zasad administrowania określonym systemem lub skorzystać z usług fachowców. Jedną z ważnych kwestii, o których należy pamiętać instalując PHP, jest fakt, że osiągniemy znacznie wyższy poziom bezpieczeństwa i efektywności, instalując go jako moduł SAPI serwera WWW, niż uruchamiając go jako CGI. Będąc programistą aplikacji internetowych, należy przede wszystkim zwracać uwagę na to, co tworzone przez nas skrypty mają, a czego nie mają robić. Jakie dane tworzona przez nas aplikacja ma przesyłać przez internet do użytkownika? Jakie dane będzie przekazywał użytkownik? Jeśli informacje przesyłane między użytkownikiem i serwerem WWW mają poufny charakter lub też jakakolwiek zmiana ich treści w czasie trwania transmisji będzie niedopuszczalna, należy rozważyć wykorzystanie protokołu SSL. Omówiono już wykorzystanie SSL w wymianie danych między komputerem użytkownika a serwerem. Należy dodatkowo rozważyć sytuację, w której dane te są przesyłane w sieci między poszczególnymi składnikami systemu. Do takiej sytuacji dochodzi na przykład wtedy, gdy serwer MySQL będzie zainstalowany na innym komputerze niż serwer WWW. PHP będzie się wówczas kontaktował z MySQL przez protokół TCP/IP, a przesyłane dane nie będą zaszyfrowane. Jeśli obie maszyny będą częścią prywatnej sieci lokalnej, należy zapewnić bezpieczeństwo tej sieci. Jeżeli natomiast komputery łączą się ze sobą za pośrednictwem internetu, cały system zapewne zadziała wolniej, a połączenie to trzeba będzie traktować w taki sam sposób, jak inne realizowane w internecie. Bardzo ważne jest zapewnienie, by użytkownik chcący nawiązać połączenie z naszym serwerem WWW rzeczywiście łączył się właśnie z nim. Certyfikat cyfrowy uchroni użytkowników przed sytuacją, w której uzyskają oni połączenie z inną stroną podszywającą się pod naszą witrynę. Dzięki certyfikatowi witryna będzie się cieszyć szacunkiem i zaufaniem użytkowników, a w przypadku korzystania z protokołu SSL przeglądarka nie będzie wyświetlała żadnych ostrzeżeń. A zatem czy nasze skrypty sprawdzają poprawność danych wpisanych przez użytkownika? Czy dane są przechowywane w sposób bezpieczny? Odpowiedź na te pytania znajduje się w następnych podrozdziałach.



Wykorzystanie protokołu Secure Sockets Layer (SSL) Protokół SSL został opracowany przez firmę Netscape początkowo w celu usprawnienia bezpiecznej komunikacji między serwerami internetowymi a przeglądarkami. Niebawem jednak stał się nieoficjalnym standardem przesyłania poufnych informacji. Zarówno wersja 2 protokołu SSL, jak i wersja numer 3 są powszechnie obsługiwane. Niemal wszystkie serwery WWW posiadają wbudowane funkcje tego protokołu lub mogą wykorzystywać zawierający je oddzielny moduł. Tak Internet Explorer, jak i Firefox Navigator obsługują ten protokół, począwszy od wersji 3. Protokoły sieciowe oraz obsługujące je oprogramowanie mają zazwyczaj strukturę stosu warstw. Każda z warstw może przekazywać dane do warstwy znajdującej się niżej lub wyżej; może również żądać od nich wykonania konkretnej usługi. Przykładowy stos warstw został zaprezentowany na rysunku 18.2.



 396



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Rysunek 18.2. Stos protokołu wykorzystywany przez warstwę protokołu aplikacji, np. Hypertext Transfer Protocol



HTTP



FTP



SMTP



TCP/UDP



Warstwa aplikacji Warstw8 transportowa Warstwa sieci



Różne urządzenia



Warstwa fizyczna



W czasie przesyłania danych HTTP wywołuje protokół o nazwie Transmission Control Protocol (TCP), który z kolei wykorzystuje Internet Protocol (IP). Ten ostatni korzysta natomiast z usług protokołu obsługującego urządzenia pracujące w sieci w celu podziału danych na pakiety i wysłania ich w formie sygnałów elektrycznych do komputera docelowego. HTTP nazywany jest protokołem warstwy aplikacji. Istnieje również wiele innych protokołów tej warstwy, między innymi FTP, SMTP (oba pokazane na rysunku 18.2), telnet, POP czy IMAP. TCP jest jednym z dwóch protokołów warstwy transportowej używanych w sieciach TCP/IP. IP z kolei jest protokołem warstwy sieci. Warstwa fizyczna odpowiada za połączenie komputera z siecią. Stos protokołu TCP/IP nie określa protokołów tej warstwy, gdyż są one różne dla rozmaitych rodzajów sieci. W trakcie wysyłania dane przechodzą przez kolejne poziomy stosu protokołu od aplikacji do urządzeń sieciowych. Dane przychodzące natomiast są przesyłane w przeciwnym kierunku — z urządzeń sieciowych przez kolejne warstwy stosu aż do aplikacji. Protokół SSL dodaje kolejną warstwę do stosu. Warstwa SSL znajduje się pomiędzy warstwami? transportową i aplikacji. Konfigurację tę przedstawia rysunek 18.3. Ta dodatkowa warstwa dokonuje modyfikacji danych wychodzących z aplikacji wykorzystującej protokół HTTP, zanim dotrą one do warstwy transportowej, odpowiedzialnej za wysłanie danych do miejsca przeznaczenia. Rysunek 18.3. Protokół SSL dodaje kolejną warstwę do stosu protokołu oraz kilka protokołów warstwy aplikacji odpowiedzialnych za działanie SSL



HTTP



Protokół Protokół zmiany Protokół uzgadniania SSL specyfikacji szyfru SSL alarmów SSL (SSL Handshake (SSL Change (SSL Alert Ciplwr) Protocol) Protocotl



Protokół określania formatu pakietów (SSL Record Protocol) TCP/UDP IP Urządzenia pośredniczące



Warstwa aplikacji Warstwa SSL Warstwa transportowa Warstwa sieci Warstwa fizyczna



SSL może zabezpieczać transmisje danych przeprowadzane za pośrednictwem protokołów innych niż HTTP. Inne protokoły mogą stosować SSL, gdyż jest on przezroczysty — warstwa SSL zapewnia ten sam interfejs dla protokołów znajdujących się nad nią, jak położone niżej protokoły warstwy transportowej. Dzięki temu operacje uzgadniania poziomów zabezpieczeń, szyfrowania i deszyfracji są wykonywane w sposób niewidoczny dla innych protokołów. W trakcie nawiązywania połączenia między przeglądarką internetową a serwerem WWW zostają wykonane operacje protokołu uzgadniania, prowadzące do ustalenia sposobu uwierzytelniania i metod szyfrowania. Operacja uzgadniania przebiega w kilku etapach: 1. Przeglądarka nawiązuje połączenie z serwerem wykorzystującym SSL i żąda od niego uwierzytelnienia się. 2. Serwer przesyła swój certyfikat cyfrowy.



 Rozdział 18. • Zabezpieczanie transakcji przy użyciu PHP i MySQL



397



3. Serwer może (choć zdarza się to rzadko) zażądać od przeglądarki uwierzytelnienia się. 4. Przeglądarka wysyła listę obsługiwanych przez siebie algorytmów szyfrujących i funkcji mieszających. Serwer wybiera z podanej listy najbezpieczniejszą metodę, którąjest w stanie obsłużyć. 5. Przeglądarka i serwer generują klucze sesji: a. Przeglądarka odczytuje z certyfikatu cyfrowego serwera jego klucz publiczny i szyfruje nim losowo wybraną liczbę. b. Serwer wysyła ciąg losowo wybranych danych w formie tekstu otwartego (chyba że przeglądarka na żądanie serwera udostępniła swój certyfikat cyfrowy — wówczas serwer wykorzysta zawarty w nim klucz publiczny przeglądarki do zaszyfrowania wysyłanych danych). c. Na podstawie wymienionych danych generowane są klucze sesji będące wynikiem wykonania funkcji mieszających. Wygenerowanie losowego ciągu danych, deszyfracja certyfikatów cyfrowych, generowanie kluczy i przeprowadzenie szyfrowania z kluczem publicznym wymagają czasu, a więc procedura uzgadniania trwa stosunkowo długo. Na szczęście wyniki tej procedury są zapisywane w pamięci podręcznej, dzięki czemu nie trzeba przeprowadzać uzgadniania przed przesłaniem kolejnych poufnych wiadomości. W trakcie wysyłania danych z wykorzystaniem protokołu SSL są wykonywane następujące operacje: 1. Dane zostają podzielone na niewielkie pakiety. 2. Każdy pakiet może (choć nie musi) zostać skompresowany. 3. Za pomocą odpowiedniego algorytmu mieszającego dla każdego pakietu zostaje obliczony kod uwierzytelniający (Message Authentication Code — MAC). 4. Skompresowane dane i ich kod uwierzytelniający zostają połączone i zaszyfrowane. 5. Zaszyfrowane pakiety wraz z dołączonymi do nich nagłówkami informacji zostają wysłane do sieci. Proces ten przedstawiono na rysunku 18.4. Zastanawiać może fakt, że nagłówki TCP dodawane są dopiero po zaszyfrowaniu danych. Oznacza to, że dane przesyłane w sieci mogą zostać zauważone i choć właściciele stron podszywających się pod naszą witrynę nie będą mogli odczytać ich treści, są jednak w stanie dowiedzieć się, kto jest ich nadawcą oraz adresatem. Powodem, dla którego przesyłane dane są kompresowane przed ich zaszyfrowaniem, jest fakt, że choć niemal wszystkie informacje mogą być (i są) poddane temu procesowi przed wysłaniem do sieci, to dane wcześniej zaszyfrowane nie kompresują się zbyt dobrze. Istotą procesu kompresji jest wynajdywanie powtórzeń i wzorców występujących w treści danych. Wykonywanie algorytmu kompresji na danych mających dzięki wcześniejszemu szyfrowaniu postać losowych ciągów bitów jest bezcelowe. Byłoby poważną niedogodnością, gdyby ubocznym efektem wykorzystania SSL, przeznaczonego do zwiększenia bezpieczeństwa danych, okazał się znaczny wzrost ilości informacji krążących w sieci. Choć SSL wydaje się dość skomplikowany, nie sprawia on jednak kłopotów użytkownikom i programistom, gdyż jego zewnętrzne interfejsy są bardzo zbliżone do innych protokołów.



 398



Część III • E-commerce i bezpieczeństwo



Rysunek 18.4. SSL dokonuje podziału, kompresji, mieszania i szyfrowania danych przed ich wysłaniem



...



Wysyłane dane



Podział danych na pakiety



i Pakiety danych






d>  



 Rozdział 19. • Interakcja z systemem plików i serwerem



413



Wysyłanie nowych plików informacyjnych 
 
  Załaduj ten plik:   
 
 



 Warto zauważyć, że powyższy formularz stosuje metodę POST. Wysyłanie plików będzie działać również z metodą PUT rozpoznawaną przez Netscape Composera i Amayę, choć wówczas trzeba by dokonać znaczących zmian w kodzie źródłowym. Nie będzie natomiast współpracować z metodą GET. Nowości w tym formularzu to: • W znaczniku 
 należy ustawić atrybut enctype="multipart/form-data", aby serwer otrzymał informację, że plik przybędzie razem ze zwykłymi danymi formularza. • Musi istnieć pole formularza, które określa maksymalną wielkość wysyłanego pliku. Jest to pole ukryte, określone powyżej jako: 



Należy zauważyć, że pole formularza MAX_FILE_SIZE ma charakter opcjonalny, ponieważ ta sama wartość może być również ustawiona na serwerze. Jeżeli natomiast w formularzu pole takie ma się znaleźć, jego nazwą musi być MAX_FILE_SIZE. Jego wartość to maksymalny rozmiar (w bajtach) plików, które mogą zostać wysłane przez użytkowników. W tym przykładzie rozmiar ten określiliśmy na 1 000 000 bajtów (w przybliżeniu jeden megabajt). W swojej własnej aplikacji można go zwiększyć lub zmniejszyć. • Należy wprowadzić pole tekstowe typu plikowego, co w powyższym przykładzie wygląda następująco: 



Plik może mieć dowolną nazwę, lecz należy pamiętać, że będzie ona stosowana w celu uzyskania dostępu do pliku przez odbierający skrypt PHP. Zanim przejdziemy dalej, warto zaznaczyć, że niektóre wersje PHP nie zapewniały pełnego bezpieczeństwa w trakcie wysyłania plików. Jeżeli wysyłanie plików będzie wykorzystywane na serwerze produkcyjnym, należy upewnić się, że wykorzystywana będzie najbardziej aktualna wersja PHP, uzupełniana na bieżąco programami korygującymi. Nie powinno to jednak zniechęcać do wykorzystywania tak użytecznego mechanizmu, choć należy zwrócić szczególną uwagę na to, w jaki sposób pisany jest kod, oraz rozważyć ograniczenie dostępu do mechanizmu wysyłania plików na przykład tylko do administratorów witryny i osób zarządzających jej treścią.



Tworzenie PHP o b s ł u g u j ą c e g o plik Utworzenie PHP odbierającego plik nie należy do zadań skomplikowanych. Kiedy plik zostaje wysłany, trafia do tymczasowego katalogu na serwerze WWW, wskazywanego przez dyrektywę upload tmp dir w pliku php.ini. Zgodnie z opisem, który zawiera tabela 19.1,



 414



Część IV • Zaawansowane techniki PHP



jeżeli wartość dyrektywy nie jest zdefiniowana, domyślnie użyty zostanie główny tymczasowy katalog serwera W W W . Jeżeli nie nastąpi przeniesienie lub zmiana nazwy pliku, nim skrypt się zakończy, plik ten zostanie skasowany w momencie zakończenia skryptu. Dane, które trzeba przetworzyć w skrypcie PHP, są przechowywane w superglobalnej tablicy $ FILES. Jeśli włączona jest opcja register globals, można odczytywać je bezpośrednio przy użyciu nazw zmiennych. Jednak w tym przypadku szczególnie zalecane jest wyłączenie dyrektywy regi ster gl obal s, a przynajmniej postępowanie w taki sposób, jakby była ona wyłączona, i używanie tablicy superglobalnej bez zwracania uwagi na zmienne globalne. Poszczególne elementy tablicy S FILES będą przechowywane pod nazwą znacznika  znajdującego się w kodzie formularza HTML. W powyższym skrypcie element formularza nosi nazwę pl i kuzytkowni ka, zatem tablica będzie miała następującą zawartość: •



Wartość przechowywana w $_FILES[ 'pl i kuzytkowni ka' ][' tmp_name' ] to miejsce tymczasowej lokalizacji pliku na serwerze W W W .



•



Wartość przechowywana w $_FILES[' pl i kuzytkowni ka' ] [ name' ] to nazwa pliku w systemie użytkownika.



•



Wartość przechowywana w $_FILES[ 'pl i kuzytkowni ka' ][' si ze' ] to wielkość pliku w bajtach.



•



Wartość przechowywana w $_FILES['pl i kuzytkowni ka' ]['type']to typ pliku w systemie MIME, na przykład text/plain lub image/gif.



•



Wartość przechowywana w $_FILES[ pl i kuzytkowni ka ] [' error' ]to kod błędu związanego z wysyłaniem pliku. Wartość ta została dodana w PHP4.2.0.



1



1



1



Zakładając, że mana jest nazwa i położenie pliku, można go teraz skopiować w odpowiednie miejsce. * Na końcu wykonywania skryptu plik tymczasowy zostanie usunięty. Tak więc jeżeli ma on zostać zachowany, należy wcześniej przenieść go lub zmienić jego nazwę. W tym przykładzie wysłane pliki mają zostać użyte jako artykuły z wiadomościami, należy zatem pozbyć się znaczników, jakie mogą być w nich zawarte, oraz przenieść je do bardziej użytecznego katalogu, czyli do katalogu /wysiane/. Do tego konieczne jest utworzenie katalogu /wysiane/ w głównym katalogu serwera W W W . Jeżeli katalog ten nie będzie istniał, wysłanie pliku na serwer nie powiedzie się. Skrypt wykonujący te działania jest przedstawiony na listingu 19.2. Listing 19.2. wyślij.php — kod PHP odbierający pliki wysłane przez formularz HTML      Wysyłanie pliku...  0) { echo 'Problem: '; swi tch ($_FILES['pli kuzytkowni ka']['error']) { case 1: echo 'Rozmiar pliku przekroczył wartość upload_max_filesize'; break:



 Rozdział 19. • Interakcja z systemem plików i serwerem



}



}



case case case case case



2: 3: 4: 6: 7:



echo echo echo echo echo



415



'Rozmiar pliku przekroczył wartość max_file_size'; break; 'Plik wysłany tylko częściowo': break: 'Nie wysłano żadnego pliku': break: 'Nie można wysłać pliku: Nie wskazano katalogu tymczasowego.': break: 'Wysłane pliku nie powiodło się: Nie zapisano pliku na dysku.': break;



exit:



// czy plik ma prawidłowy typ MIME? if (S_FILES['plikuzytkownika']['type'] != 'text/plain') {



}



echo 'Problem: plik nie zawiera zwykłego tekstu': exit:



// umieszczenie pliku w pożądanej lokalizacji Slokalizacja = '/wysiane/'.S_FILES['plikuzytkownika']['name']: i f (i s_uploaded_fi 1 e(S_FILES['pli kuzytkowni ka']['tmp_name' ])) { 1



1



i f (!move_uploaded_fi 1e(S_FILES[ pli kuzytkowni ka ]['tmp_name']. SIokali zacja)) {



}



}



echo 'Problem: Plik nie może być skopiowany do katalogu': exit:



else {



}



echo 'Problem: możliwy atak podczas wysyłania pliku. Nazwa pliku: ': echo S_FILESt'pli kuzytkowni ka']['name']: exit:



echo 'Plik wysłany

': // ponowne sformatowanie zawartości pliku Swp = fopen(Slokalizacja. 'r'): Szawartosc - fread (Swp, filesize (Slokalizacja)): fclose (Swp): Szawartosc - strip_tags(Szawartosc); Swp = fopen(Slokalizacja. 'w'); fwrite($wp. Szawartosc): fclose(Swp); // pokazanie, co zostało wysłane echo 'Podgląd zawartości wysłanego pliku:
': echo Szawartosc: echo '
'; ?>



 



C o interesujące, większość tego skryptu m a za zadanie sprawdzić błędy. W y s y ł a n i e pliku pociąga za sobą potencjalne zagrożenie bezpieczeństwa, której to sytuacji należy w miarę możliwości unikać. Należy sprawdzić prawidłowość w y s ł a n e g o pliku na wszelkie sposoby, aby być p e w n y m , że m o ż n a b e z p i e c z n i e w y ś w i e t l i ć g o o d w i e d z a j ą c y m stronę.



 416



Część IV • Zaawansowane techniki PHP



Poniżej omówione są poszczególne części skryptu. Najpierw sprawdzany jest kod błędu zwracany w $_FILES['plikuzytkownika']['error']. Istnieje również stała związana z każdym z kodów. Stałe i wartości są następujące: •



UPL0AD_ERR0R_0K, wartość 0 — oznacza, że nie pojawił się żaden błąd.



•



UPLOAD ERR INI SIZE, wartość 1 — oznacza, że rozmiar wysłanego pliku przekracza wartość m a k s y m a l n ą wskazywaną w pliku php.ini za p o m o c ą dyrektywy upload_max_fi 1esi ze.



•



UPLOAD_ERR_FORM_SIZE, wartość 2 — oznacza, że rozmiar wysłanego pliku przekracza wartość maksymalną określoną w kodzie formy HTML, w elemencie MAX_FILE_SIZE.



•



UPLOAD ERR PARTIAL, wartość 3 — oznacza, że wysłana została tylko część pliku.



•



UPLOAD ERR NO FILE, wartość 4 — oznacza, że żaden plik nie został wysłany.



•



UPLOAD_ERR_NO_TMP_DIR, wartość 6 — oznacza, że w pliku php.ini nie wskazano katalogu tymczasowego (stała została udostępniona w PHP w wersji 5.0.3).



•



UPLOAD ERR CANT WRITE, wartość 7 — oznacza, że nie powiodła się operacja zapisu pliku na dysku (stała została udostępniona w PHP w wersji 5.1.0).



Jeżeli wykorzystywana jest starsza wersja PHP, można ręcznie przeprowadzić niektóre z tych testów, wykorzystując przykładowe kody źródłowe z podręcznika PHP lub z wcześniejszych wydań tej książki.



Należy również sprawdzić typ MIME. W naszym przykładzie chcemy wysyłać jedynie pliki tekstowe, trzeba więc sprawdzić typ MIME, odczytując $_FILES[' pl i kuzytkowni ka' ] [' type' ] i spraw dzając, czy ma on wartość text/plain. Tak naprawdę w ten sposób unikamy błędu, a nie naruszenia zasad bezpieczeństwa. Typ MIME jest wskazywany przez przeglądarkę na podstawie rozszerzenia pliku i przekazywany do serwera. Gdyby przesłanie specjalnie spreparowanego pliku dawało jakąś korzyść, dla złośliwego użytkownika nie byłoby to zbyt trudne zadanie. Później należy sprawdzić, czy plik, który ma zostać otwarty, w istocie został wysłany i nie jest to plik lokalny, jak na przykład /etc/passwd. Kwestia ta zostanie poniżej szerzej opisana. Po pozytywnym zweryfikowaniu wszystkich testów plik zostaje skopiowany do katalogu plików wysłanych. W przykładzie powyższym jest to katalog /home/ksiazka/wyslane — znajduje się on poza drzewem katalogowym WWW, tak więc jest dobrym miejscem do umieszczenia plików, które mają być zawarte w innych. Następnie plik zostaje otwarty i oczyszczony ze wszystkich znaczników PHP i HTML poprzez zastosowanie funkcji strip_tags(), po czym zostaje zapisany ponownie. Ostatecznym działaniem jest wyświetlenie zawartości pliku, tak aby użytkownik mógł sprawdzić, czy został on wysłany właściwie. Wynik jednego (udanego) uruchomienia powyższego skryptu jest przedstawiony na rysunku 19.2. We wrześniu 2000 ujawniono błąd, który pozwalał włamywaczowi na oszukanie skryptu wysyłającego strony poprzez przetwarzanie pliku lokalnego jako wysłanego. Błąd ten został udokumentowany na liście dystrybucyjnej BUGTRAQ. Oficjalną poradę dotyczącą bezpieczeństwa można odnaleźć w każdym z wielu archiwów BUGTRAQ, na przykład pod adresem http://lists.insecure. org/bugtraq/2000/Sep/023 7. html W powyższym przykładzie zastosowano funkcje i s_upl oaded_fi le() oraz move_uploaded_file() do stwierdzenia, czy przetwarzany plik rzeczywiście został wysłany oraz czy nie jest to plik lokalny, na przykład /etc/passwd. Funkcja ta jest dostępna w wersji 4.0.3 PHP i wyższych.



 Rozdział 19. • Interakcja z systemem plików i serwerem



Rysunek 19.2. Po skopiowaniu i przeformatowaniu wysłany plik jest wyświetlany w celu potwierdzenia prawidłowości procesu



417



f* Wyvyfc»n»e... WindauH Jotetneł tKpU>ii;i 1 Ijjjł S ? PMc.



Edrca



•^f Ulubione



0



1



Widok



- : *i - 1



localhost Ulubione



Marudna



Pomoc



, [5JWysyłanie..



Wysyłanie pliku... Plik wysłany Podgląd zawartości wysłanego pliku Firma Blabla ogłosiła przygotowania do emisji akcji Analitycy zapewniają, że akcje firmy powinny przynosić dochody z powodu w spółpracy z NASA.



Gotowe



Lokalny intranet



Skrypt umożliwiający wysyłanie plików musi być napisany bardzo przemyślnie, ponieważ w przeciwnym wypadku złośliwy użytkownik mógłby podać własną tymczasową nazwę pliku i sprawić, że skrypt obsłuży ten plik jako wysłany. Ponieważ wiele skryptów wysyłających pliki wyświetla użytkownikowi wysłane dane lub przechowuje je w miejscu, z którego mogą one być skopiowane, istnieje niebezpieczeństwo umożliwienia użytkownikom dostępu do każdego pliku na serwerze WWW. Mogłyby to być między innymi tak ważne pliki, jak /etc/passwd lub kod źródłowy PHP zawierający hasła do bazy danych.



Najczęściej spotykane p r o b l e m y Podczas wysyłania plików należy pamiętać o kilku zasadach: • W poprzednim przykładzie przyjęto, że uprzednio zostało dokonane uwierzytelnienie użytkowników. Nie można pozwolić przypadkowym osobom na wysyłanie plików do witryny. • Jeżeli dostęp do wysyłania plików posiadają nieuwierzytelnieni bądź niegodni zaufania użytkownicy, należy niezwykle szczegółowo badać zawartość tychże plików. Żaden administrator nie chciałby mieć w swoim systemie działającego, złośliwie napisanego skryptu. Należy zwrócić uwagę nie tylko na typ i zawartość, jak w powyższym przykładzie, ale także na nazwę pliku. Dobrym pomysłem jest zmiana nazwy wysyłanych plików na bezpieczną. • Aby zmniejszyć ryzyko, że niektórzy użytkownicy zaczną przeglądać katalogi na serwerze, można zmodyfikować nazwy plików przychodzących za pomocą funkcji basename(). Usunie ona z nazwy pliku nazwy katalogów, które zawiera się w nazwie pliku w celu przeprowadzenia ataku i umieszczenia pliku w określonym katalogu serwera. Przykład użycia funkcji basename() może mieć następującą postać: "; // Splikl ma wartość "index.php" print Splik2 . "
": // Splik2 ma wartość "index"



• Korzystając z systemów opartych na Windows, należy pamiętać o stosowaniu W lub /, a nie \ w nazwach ścieżek.



 418



Część IV • Zaawansowane techniki PHP



• Używanie nazwy pliku podanej przez użytkownika w sposób pokazany w skrypcie może być przyczyną różnych problemów. Najbardziej oczywisty z nich polega na możliwości przypadkowego nadpisania wcześniej przesłanego pliku plikiem o takiej samej nazwie przesyłanym przez innego użytkownika. Inny problem, już nie tak oczywisty, wynika z faktu, iż w różnych systemach operacyjnych i przy różnych ustawieniach międzynarodowych zestawy znaków akceptowanych w nazwie pliku mogą się różnić. Wysyłany plik może więc zawierać w nazwie znaki niedozwolone w używanym systemie operacyjnym. • Jeżeli wysyłanie plików nie działa tak, jak powinno, należy sprawdzić plik php.ini. Trzeba tak ustawić wartość opcji upload tmp di r, aby wskazywała na katalog, do którego posiada się dostęp. Konieczne może okazać się także ustawienie dyrektywy memory_l i mit, jeżeli przewiduje się wysyłanie dużych plików — dyrektywa ta określa w bajtach maksymalną wielkość wysyłanego pliku. Również na serwerze Apache konfiguruje się ustawienia związane z czasem wygaśnięcia oraz limitem rozmiaru transakcji, które trzeba będzie wziąć pod uwagę w przypadku problemów z przesyłaniem większych plików.



Stosowanie funkcji katalogowych Po wysłaniu przez użytkowników pewnych plików powinni oni zobaczyć, co zostało wysłane, oraz mieć możliwość manipulacji zawartością plików. PHP posiada zbiór funkcji katalogowych i systemu plików, które mogą okazać się w tym wypadku użyteczne.



Odczyt z katalogów W pierwszej kolejności zostanie zaimplementowany skrypt pozwalający na przeglądanie katalogu wysłanych plików. Przeglądanie katalogów w PHP nie powinno nastręczać problemów. Na listingu 19.3 przedstawiono prosty skrypt wykonujący to zadanie. Listing 19.3. przegkat.php — wyświetlenie zawartości katalogu wysłanych plików   Przeglądani e katalogów   Przeglądanie Katalog plików wysłanych to 1 $obecny_kat
"; echo '
Zawartość katalogu:
 : while (false ! = (Spl 1 k = readdir(Ikat))) // usunięcie dwóch pozycji: . i .. if (Splik != "." && $plik != "..") {



}



echo "
$plik
";



echo '
': closedir(Skat);



?>



 



 Rozdział 19. • Interakcja z systemem plików i serwerem



419



Powyższy skrypt korzysta z funkcji opendirO, closedir() i readdirO. Funkcja opendi r() jest stosowana do otwierania katalogu do odczytu. Jej użycie jest podobne do zastosowania funkcji fopen() do odczytywania z plików. Zamiast przekazywać funkcji nazwę pliku, wysyła się jej nazwę katalogu: Skat = opendir(Sobecny_kat);



Funkcja zwraca uchwyt katalogu w sposób bardzo podobny do zwracania przez funkcję fopen () uchwytu pliku. Kiedy katalog zostaje otwarty, można odczytać z niego nazwę pliku poprzez wywołanie readdi r *->-( Skat), jak przedstawiono w przykładzie. Funkcja ta zwraca false, kiedy wszystkie pliki zostaną już odczytane. Należy zapamiętać, że funkcja ta zwróci fal se również wtedy, gdy odczyta plik o nazwie „0". Aby uchronić się przed takim przypadkiem, w kodzie jawnie sprawdzany jest wynik odczytu katalogu, co pozwala zapewnić, że zwracana wartość nie jest równa fal se: while (false !== (Splik = readdir(Skat)))



Kiedy odczytywanie danych z katalogu zostanie zakończone, należy wywołać closedir (Skat), aby j e zakończyć. Funkcja ta jest podobna do funkcji fclose() zamykającej plik. Przykładowy wynik działania skryptu przeglądającego katalogi jest przedstawiony na rysunku 19.3. Rysunek 19.3. Listing zawartości katalogu wyświetla wszystkie pliki wybranego katalogu



^ „N * Pją



(SI



gOftp



Ułubsom



g/idok



S5



localhost Ulubione



ttargeOzSa



Pomoc



„ 2



i,



X



•



j|hJPrzegładante katalogów



Przeglądanie Katalog plików wysianych to wysiane Z a w a r t o ś ć katalogu: •



bartxt



•



fooCW



•



pbkoct



Gotowe



Lokalny intranet



Na liście widocznej na rysunku 19.3 zwykle wyświetlane są także katalogi. (katalog bieżący) oraz.. (katalog nadrzędny). W przykładowym kodzie obydwa katalogi zostały jednak pominięte, za co odpowiada następujący wiersz: if (Splik !- "." && Splik != "..")



Jeżeli wiersz ten zostanie z kodu usunięty, wówczas na prezentowanej liście katalogów pojawią się również katalogi . i . . . Jeżeli przeglądanie katalogów ma być realizowane poprzez ten mechanizm, rozsądne jest ograniczenie katalogów udostępnionych do przeglądu. Chodzi o to, by użytkownik nie mógł przeglądać katalogów w obszarach, do których zwykle nie ma dostępu. Powiązaną i często przydatną funkcją jest rewi nddi r (Skat), która powraca do odczytywania nazw plików od początku katalogu.



 420



Część IV • Zaawansowane techniki PHP



Alternatywą dla tych funkcji jest klasa di r dostarczana przez PHP. Posiada ona własności handl e (uchwyt) i path (ścieżka) oraz metody readO, closeC) i rewindO, które zachowują się identycznie jak ich nieklasowe odpowiedniki. Na listingu 19.4 znajduje się podobny przykład, w którym użyto klasy di r. Listing 19.4. przegkat2.php — wyświetlenie zawartości katalogu wysłanych plików przy użyciu klasy dir      Przeglądanie Uchwytem katalogu jest $kat->handle
": echo "
Katalog plików wysłanych to Skat->path
": echo '
Zawartość katalogu:'; while (false !== (Splik - $kat->read())) // usunięcie dwóch pozycji: . i .. if (Splik !- "." && Splik 1= "..") {



}



echo "
Splik
":



echo ''; Skat->close();



?>



 



Pliki wyświetlane przez przykładowy skrypt nie są w żaden sposób porządkowane, dlatego aby uzyskać posortowaną listę, należy użyć funkcji o nazwie scandi r() udostępnionej w PHP5. Można z niej skorzystać w celu umieszczenia nazw plików w tablicy i posortowania nazw w porządku alfabetycznym — rosnąco lub malejąco, jak na listingu 19.5. Listing 19.5. scandir.php — wykorzystanie funkcji scandir() do alfabetycznego uporządkowania nazw plików      Przeglądanie Katalog plików wysłanych to $dir
": echo '
Zawartość katalogu w porządku alfabetycznym, w kolejności rosnącej:
':



foreach(Splikil as Splik) {



}



if(Splik != "." && Splik != "..") echo "
Splik
":



 Rozdział 19. • Interakcja z systemem plików i serwerem



421



echo '
': echo "
Katalog plików wysłanych to $dir
"; echo '
Zawartość katalogu w porządku alfabetycznym, w kolejności malejącej:
': foreach(Spl i ki 2 as Splik) {



}



iftSplik !- "." && Splik I- "..") echo "
Splik
":



echo '
': ?>  



Otrzymywanie informacji na temat aktualnego katalogu Po dostarczeniu ścieżki do pliku możliwe jest otrzymanie dodatkowych informacji. Funkcje di rname(Ssciezka) i basename($sciezka) zwracają części ścieżki, odpowiednio: katalogową i plikową. Może to być użyteczne dla skryptu przeglądającego katalogi, szczególnie jeżeli istnieje skomplikowana struktura katalogów o zawartości opartej na znaczących nazwach katalogów i plików. Do listingu zawartości katalogu można dodać również wskazanie ilości wolnego miejsca na wysłane pliki, stosując funkcję disk_free_space($sciezka). Po przekazaniu tej funkcji ścieżki do katalogu zwróci ona liczbę wolnych bajtów na dysku (Windows) lub w systemie plików (UNIX), w którym znajduje się katalog.



Tworzenie i usuwanie k a t a l o g ó w Oprócz pasywnego czytania informacji na temat katalogów można zastosować funkcje PHP mkdi r() i rmdi r() do tworzenia i usuwania katalogów. Można tworzyć i usuwać jedynie katalogi należące do ścieżek, do których ma dostęp skrypt określonego użytkownika. Stosowanie funkcji mkdi r() jest bardziej skomplikowane, niż mogłoby się wydawać. Pobiera ona dwa parametry, ścieżkę pożądanego katalogu (włączając w to nazwę nowego katalogu) oraz uprawnienia, które ten katalog powinien posiadać. Oto odpowiedni przykład: mkdir("/tmp/test". 0777): Jednak uprawnienia, które zostaną przekazane, niekoniecznie są uprawnieniami otrzymanymi przez katalog. Aktualna wartość parametru umask zostanie zastosowana (AND działa jak odejmowanie tych wartości) do przekazanej wartości i w rezultacie da ostateczne uprawnienia. Na przykład jeżeli umask ma wartość 022, ostateczne uprawnienia wyniosą 0755. Możliwe jest wyzerowanie parametru umask przed stworzeniem katalogu, aby uniknąć jego działania. Odbywa się to poprzez wpisanie:



 422



Część IV • Zaawansowane techniki PHP



Sstaryumask = umask(O): mkdir("/tmp/test". 0777): umask(Sstaryumask):



Powyższy kod stosuje funkcję umask(), które może być użyta do sprawdzania i zmiany aktualnej wartości umask. Zmieni ona wartość umask na dowolną wartość jej przekazaną i zwróci poprzednią wartość umask. Jeżeli zaś zostanie wywołana bez parametrów, zwróci aktualną wartość umask. Należy zaznaczyć, że funkcja umask() nie działa w systemie Windows. Funkcja rmdi r() usuwa katalog następująco: rmdir("/tmp/test"):



lub rmdir("c:\\tmp\\test"):



Katalog przeznaczony do usunięcia musi być pusty.



Interakcja z systemem plików Oprócz przeglądania i otrzymywania informacji na temat katalogów można współpracować i otrzymywać informacje na temat plików na serwerze W W W . Poprzednio zostały przedstawione zasady zapisywania i odczytywania plików. Dostępna jest jednak duża ilość innych funkcji plikowych.



O t r z y m y w a n i e informacji o pliku Część odczytująca pliki powyższego skryptu może zostać zmodyfikowana w następujący sposób: while (false ! — (Splik = Skat->read())) { echo ''.Splik.'
':



}



Można utworzyć skrypt własciwoscipliku.php, który dostarcza dodatkowych informacji na temat pliku. Zawartość tego pliku jest przedstawiona na listingu 19.6. Listing 19.6. własciwoscipliku.php — funkcje stanu pliku i wyniki ich działania      Właściwości pliku: '.Splik.'': Splik - Saktualny_kat.Splik: echo '
Właściwości pliku
': echo 'Ostatnio otwarty: '.dateCj F Y H:1'. fileatime(Splik)).'
'; echo 'Zmodyfikowany: ',date('j F Y H:i'. filemtime(Splik)).'
': Suzytkowni k=posi x_getpwui d(fi 1eowner(Spli k)): echo 'Właściciel pliku: '.Suzytkownik['name'].'
': Sgrupa-posi x_getgrgri d( fi 1 egroupt Spl i k)):



 Rozdział 19. • Interakcja z systemem plików i serwerem



423



,



echo 'Grupa pliku: '.$grupa[ name'].'
'; 1



echo 'Uprawnienia pliku: .decoct(fileperms($plik)).'
'; echo 'Typ pliku: '.filetype(Splik).'
': echo 'Rozmiar pliku: ',filesize($plik).'
': echo '
Testy pliku
';



?>



echo echo echo echo echo echo



1



'is_dir: .(is_dir($plik)? 'tak' : 'nie').'
': 1 'is_executable: .(is_executable (Splik)? 'tak' : 'nie').'
': 'is_file: '.(is_file($plik)? 'tak' : 'nie').'
'; 'isjink: ' ,(is_link($plik)? 'tak' : 'nie').'
': 'is_readable: 1'.(is_readable($plik)? 'tak' : 'nie').'
': 'is_writable: .(is_writable($plik)? 'tak' : 'nie').'
";



 



Przed zaprezentowaniem tego skryptu Czytelnikom należy się ważna informacja: niektóre użyte w nim funkcje, między innymi posix_getpwuid(), fileownerO i filegroupO, nie działają w systemie Windows bądź działają w nim nieprawidłowo. Wynik przykładowego uruchomienia skryptu z listingu 19.6 jest przedstawiony na rysunku 19.4. Rysunek 19.4. Właściwości pliku pokazują informacje systemu plików na temat tego pliku. Należy zauważyć, że uprawnienia są wyświetlane w formacie ósemkowym



w



Pm #



Edyga



Ulub»one



fcJ



' WfłdeK



localhost



X



.



USuJwone



Pomoc



| k } w t e s o w s ś c i pliku



Właściwości pliku: Właściwości płiku Ostatnio otwarty: 22 February 2009 1 7 3 1 Zmodyfikowany: 22 February 2009 17:30 Właściciel pliku: root Grupa pHkir root Uprawnienia pliku: 40777 Typ pliku: dir Rozmiar pEku: 4096



r



-



,



Testy pliku is_dtr. tak is_executable: nie is_f2e: nie i s j i n k nie is_readable: tak is_writabłe: tak Gotowe



jjf' lokalny Intranet



fi * \



•



Poniżej zostały omówione funkcje użyte w listingu 19.6. Jak wspomniano, funkcja basenameO pobiera nazwę pliku bez katalogu. (Można również zastosować funkcję di rname() wyświetlającą nazwę katalogu bez nazwy pliku). Funkcje fileatimeO i filemtimeO zwracają znacznik czasu, wskazujący odpowiednio czas ostatniego otworzenia i modyfikacji pliku. Znaczniki czasu zostały przeformatowane za pomocą funkcji date(), tak aby były łatwiejsze do odczytania. Funkcje te zwrócą identyczne wartości w niektórych systemach operacyjnych (jak w przykładzie), zależnie od informacji w nich przechowywanych.



 424



Część IV • Zaawansowane techniki PHP



Funkcje fi leowner() i fi legroup() zwracają identyfikator użytkownika (uid) i grupy (gid) tego pliku. Identyfikatory te mogą zostać przekonwertowane na nazwy za pomocą odpowiednich funkcji posix_getpwuid() i posix_getgrgid(), które pozwalają na ich łatwiejsze odczytanie. Funkcje te pobierają jako parametr uid lub gid i zwracają tablicę asocjacyjną zawierającą informacje o użytkowniku lub grupie, włączając w to nazwę użytkownika lub grupy (zobacz listing 19.4). Funkcja filepermsO pokazuje uprawnienia pliku. W powyższym przykładzie zostały one przekonwertowane na format ósemkowy za pomocą funkcji decoct(), tak aby użytkownikom Uniksa wydały się bardziej znajome. Funkcja filetypeO zwraca informację na temat typu badanego pliku. Możliwe wyniki to fifo, char, dir, błock, link, file lub unknown. Funkcja fi lesizet) zwraca wielkość pliku w bajtach. Drugi zbiór funkcji — is_dir(), is_executable(), is_file(), is_link(), is_readable() i is_ "•wri tabl e() — sprawdza poszczególne atrybuty pliku i zwraca true lub fal se. Można również zastosować funkcję stat(), która zbiera bardzo podobne dane. Kiedy zostanie jej przekazany plik, zwraca ona tablicę zawierającą dane podobne do zwracanych przez powyższe funkcje. Funkcja IstatO działa w podobny sposób, z tym że stosuje się j ą do dowiązań symbolicznych. Wszystkie funkcje sprawdzające stan pliku potrzebują na wykonanie tej operacji sporo czasu, dlatego też ich wyniki są przechowywane w pamięci podręcznej. Aby sprawdzić informacje o pliku, który został tymczasem zmodyfikowany, należy wywołać funkcję: clearstatcacheO:



która usuwa poprzednie wyniki. Jeżeli powyższy skrypt powinien być stosowany przed modyfikacją danego pliku i po niej, należy na jego początku umieścić wywołanie funkcji clearstatcacheO, aby zapewnić aktualność otrzymywanych informacji.



Zmiana w ł a ś c i w o ś c i pliku Właściwości plików można nie tylko przeglądać, lecz również zmieniać. Każda z funkcji chgrp(p 1 ik. grupa), cbwoóiplik, uprawnienia) i chown(p/i/c, użytkownik) zachowuje się podobnie do swojego uniksowego odpowiednika. Nie będą one działały w systemach opartych na Windows, jedynie chown() zostanie wykonana i zwróci true. Funkcja chgrp() jest wykorzystywana do zmiany grupy pliku. Może być ona stosowana jedynie do zmiany grupy pliku na grupę, której członkiem jest aktualny użytkownik, chyba że jest on użytkownikiem root. Funkcja chmod() zmienia uprawnienia pliku. Przekazywane uprawnienia powinny posiadać standardową uniksową formę chmod. Na ich początku należy umieścić 0, aby wskazać, że posiadają one format ósemkowy. Na przykład: chmodCjakisplik.txt', 0777):



Funkcja chown() jest wykorzystywana do zmiany właściciela pliku. Może ona być stosowana jedynie wtedy, gdy skrypt posiada uprawnienia użytkownika root, co nie powinno się nigdy zdarzyć, chyba że skrypt jest uruchamiany z poziomu wiersza poleceń w celu wykonania jakichś zadań administracyjnych.



 Rozdział 19. • Interakcja z systemem plików i serwerem



425



Tworzenie, usuwanie i przenoszenie plików Funkcje systemu plików mogą być wykorzystywane do tworzenia, przenoszenia i usuwania plików. Pierwszą i najprostszą czynnością jest stworzenie lub zmiana czasu ostatniej modyfikacji pliku za pomocą funkcji touch(). Działa ona podobnie do uniksowego polecenia touch. Funkcja ta posiada następujący prototyp: bool touch(string plik. [int czas [. int czas_dostepu]]) Jeżeli plik już istnieje, czas ostatniej modyfikacji zostanie zmieniony na aktualny lub podany w drugim, opcjonalnym parametrze. Drugi parametr powinien być podany w formacie znacznika czasu. Jeżeli plik nie istnieje, zostanie utworzony. Zmieni się również czas dostępu do pliku: domyślnie na aktualny czas w systemie lub na znacznik czasu wskazany w opcjonalnym parametrze czas_dostepu. Pliki mogą być usuwane za pomocą funkcji unl ink () (należy zauważyć, że funkcja ta nie nazywa się del ete() — taka bowiem nie istnieje). Stosuje się j ą w następujący sposób: unlink(Snazwapliku): Pliki mogą być kopiowane i przenoszone za pomocą funkcji copy O i renameO w następujący sposób: copy(Ssciezka_zrodlowa. Ssciezka_przeznaczenia); renametSstaryplik. Snowyplik): Proszę zauważyć, że funkcja copy() została zastosowana w listingu 19.2. Funkcja rename() spełnia podwójną rolę jako funkcja przenosząca pliki z miejsca na miejsce, ponieważ PHP nie posiada typowej funkcji przenoszącej. To, czy pliki mogą być przenoszone z jednego systemu plików do drugiego i czy są nadpisywane przy korzystaniu z renameO, zależy od systemu operacyjnego, tak więc należy sprawdzić efekty na swoim serwerze. Proszę również uważać na ścieżkę stosowaną w nazwie pliku. Jeżeli jest to ścieżka względna, będzie ona odnoszona do pozycji skryptu, a nie oryginalnego pliku.



Stosowanie funkcji uruchamiających programy Poniżej opisane są funkcje umożliwiające wykonywanie poleceń na serwerze. Funkcje te są użyteczne przy tworzeniu opartego na sieci W W W frontonu dla istniejącego systemu, bazującego na wierszu poleceń. Na przykład można polecenia te zastosować do stworzenia frontonu dla menedżera listy dystrybucyjnej ezmlrn. Zostaną one wykorzystane w dalszej części tej książki, przy analizie przykładowych aplikacji. Istnieją cztery techniki umożliwiające uruchamianie poleceń na serwerze WWW. Są one podobne do siebie, lecz nie identyczne. •



exec() — Funkcja exec() posiada następujący prototyp: string exec(string polecenie [. arraytiwynik[. int &zwroc_wartosc]]) Funkcji tej przekazuje się polecenie, które powinno zostać wykonane. Na przykład: exec("ls -la"):



 426



Część IV • Zaawansowane techniki PHP



Funkcja exec() nie zwraca bezpośredniego wyniku, lecz ostatni wiersz wyniku wykonania polecenia. Jeżeli funkcji zostanie przekazana zmienna jako wynik, zwróci ona tablicę ciągów przedstawiającą każdy wiersz wyniku wykonania. Jeżeli przekaże się jej zmienną jako zwroc_wartosc, wynikiem będzie zwracana wartość. •



passthruO — F u n k c j a passthruO posiada następujący prototyp: void passthru(string polecenie [. int zwroc_wartosc~\) Funkcja passthruO bezpośrednio wyświetla wynik w oknie przeglądarki. (Jest to użyteczne, jeżeli wynik jest formatu binarnego, na przykład pewien typ obrazka). Nie zwraca ona żadnej wartości. Parametry działają w ten sam sposób co parametry funkcji exec().



•



systemO — F u n k c j a systemO posiada następujący prototyp: string system(string polecenie [. int zwroc_wartosc]) Funkcja wyświetla wynik polecenia w przeglądarce. „Stara się" ona ukazać wynik po każdym wierszu (zakładając, że P H P działa j a k o moduł serwera), co o d r ó ż n i a j ą od funkcji passthruO. Zwraca ona ostatni wiersz wyniku (jeżeli uruchomienie powiedzie się) lub false (w razie niepowodzenia). Parametry działają w ten sam sposób co w innych funkcjach.



•



Odwrócone apostrofy ( " ' ) — Symbole te zostały opisane w skrócie w rozdziale 1. Jest to właściwie operator wywołania. Nie wyświetla on bezpośredniego wyniku. Wynik wykonania polecenia jest zwracany jako ciąg, który może zostać wyświetlony lub mogą być na nim wykonane dowolne operacje.



W przypadku bardziej złożonych potrzeb można również zastosować funkcje popen(), proc_open() oraz proc closeC), służące do rozwidlania zewnętrznych procesów i przesyłania danych między nimi. Ostatnie dwie z tych funkcji zostały dodane w PHP4.3. Analizując skrypt przedstawiony na listingu 19.7, warto prześledzić zastosowanie każdej z powyższych technik. Listing 19.7. progwyk.php — Funkcje stanu pliku i ich wyniki '; // unix 1 exec('1s -la , Swynik); // windows // exec('dir'. Swynik): foreach (Swynik as Swiersz) echo "$wiersz\n": echo '