1. MongoDB的安全性简介
MongoDB作为一款流行的NoSQL数据库，在互联网应用和企业系统中都有着广泛的应用。但是，由于其驱动程序使用的是JavaScript，采用的是BSON（Binary JSON）格式来处理数据，没有采用传统的关系型数据库的数据模型和查询语言，所以其安全性问题备受关注。
在默认配置下，MongoDB是不安全的，任何人都可以连接到MongoDB，读取和写入任意集合。在没有正确配置安全机制的情况下，数据的完整性和机密性都面临着严重的威胁。因此，在生产环境中，必须设置MongoDB的安全性。
2. MongoDB设置用户认证
2.1 基于角色的访问控制
在MongoDB中，可以通过创建用户和角色的方式来进行访问控制。先定义一些角色，然后将用户分配到这些角色上，从而控制其对于数据库的操作。MongoDB中内置了一些常用的角色，比如read、readWrite、dbAdmin等。可以使用以下命令创建用户：db.createUser()。具体操作如下：
use admin
db.createUser({
user: "admin",
pwd: "123456",
roles: [ { role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" } ]
})
上面的命令创建了一个名为admin、密码为123456的用户，该用户具有对任何数据库进行用户管理的权限。
创建一个只读用户，命令如下：
use test
db.createUser({
user: "readonly",
pwd: "123456",
roles: [ { role: "read", db: "test" } ]
})
上面的命令创建了一个名为readonly、密码为123456的只读用户，该用户只能读取test数据库。
2.2 启用安全认证
在MongoDB中，可以通过启用--auth来开启安全认证，该选项指示MongoDB需要进行身份验证。可以在启动MongoDB时使用--auth命令行选项：
mongod --auth或者在MongoDB内使用以下命令启用认证：
use admin
db.auth("admin", "123456")
在认证通过后，就可以使用以下命令创建新用户并分配角色：
use admin
db.createUser({
user: "admin",
pwd: "123456",
roles: [ { role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" } ]
})
3. MongoDB加密通信
3.1 SSL/TLS加密
MongoDB支持使用SSL/TLS保证通信的安全性。在使用SSL/TLS之前，需要获取证书并配置本地CA。可以按照以下步骤安装配置证书：
从证书颁发机构获取证书
将证书文件拷贝到服务器上
生成私钥
生成CSR（证书请求），将其提交给CA进行签名
将签名后的证书和私钥设置到MongoDB中
可以使用以下命令来启用SSL/TLS：
mongod --sslMode requireSSL --sslPEMKeyFile /path/to/mongodb.pem如果要在驱动程序中使用SSL/TLS，请在连接字符串中指定ssl=true参数。
3.2 内部网络隔离
在企业网络中，可以采用内部网络隔离的方式来保证MongoDB的安全性。将MongoDB服务器置于内部网络中，仅允许来自内部网络的访问，防止外部访问。可以在防火墙中配置规则，只允许指定的IP地址或网段连接MongoDB。
4. MongoDB数据加密
4.1 数据文件加密
在MongoDB中，可以使用文件系统级别的加密来保护数据。可以使用像HSM、EBS Volume Encryption、Azure Disk Encryption这样的工具来加密MongoDB的数据文件。
4.2 字段级别的加密
MongoDB 4.2版本中引入了字段级别加密，可对指定的字段进行加密，保证敏感数据的机密性。当加密字段被检索时，服务器自动解密值。可以使用以下命令创建加密字段：
db.createCollection("users", {
validator: {
$jsonSchema: {
bsonType: "object",
properties: {
ssn: {
encrypt: {
keyId: [
{
"$binary": {
"base64": "vG9qpcfWq683waIIpUiZsg==",
"subType": "04"
}
}
],
bsonType: "string",
algorithm: "AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_512-Deterministic"
}
}
}
}
}
})
上述命令创建了一个名为users的集合，其中包含一个加密字段ssn。
5. 结论
对于任何数据库，安全性都是至关重要的。MongoDB提供了几种有效的安全机制，可以提供不同层次的保护。在生产环境中，建议使用基于角色的访问控制、启用安全认证、SSL/TLS加密和内部网络隔离等方法来保护MongoDB，并使用文件系统级别的加密和字段级别的加密来保护数据的机密性。