移轉應用程式以搭配使用無密碼連線與適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

發行項
06/20/2024

本文說明如何使用適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫，從傳統驗證方法遷移至更安全、無密碼的連線。

對適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫的應用程式要求必須經過驗證。適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫提供數種不同的方式讓應用程式安全地連線。其中一種方式是使用密碼。不過，您應該盡可能在應用程式中排定無密碼連線的優先順序。

比較驗證選項

當應用程式向適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫進行驗證時，它會提供使用者名稱和密碼組來連接資料庫。根據身分識別的儲存位置，有兩種類型的驗證：Microsoft Entra 驗證和 PostgreSQL 驗證。

Microsoft Entra 驗證

Microsoft Entra 驗證是一種機制，會使用 Microsoft Entra ID 中所定義的身分識別以連線到適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫。透過 Microsoft Entra 驗證，您可以在集中的位置管理資料庫使用者的身分識別和其他 Microsoft 服務，從而簡化權限管理。

使用 Microsoft Entra ID 進行驗證可提供下列優點：

以統一的方式驗證跨 Azure 服務的使用者。
在單一位置管理密碼原則和密碼輪替。
Microsoft Entra ID 支援多種形式的驗證，這可以消除儲存密碼的需求。
客戶可以使用外部 (Microsoft Entra ID) 群組來管理資料庫權限。
Microsoft Entra 驗證會使用 PostgreSQL 資料庫用戶來驗證資料庫層級的身分識別。
支援連線到適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫的應用程式使用令牌型驗證。

PostgreSQL 驗證

您可以在 PostgreSQL 中建立帳戶。如果您選擇使用密碼作為帳戶的認證，則這些認證會儲存在 user 資料表中。因為這些密碼會儲存在PostgreSQL中，因此您必須自行管理密碼的輪替。

雖然可以使用密碼連線到適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫，但您應該謹慎使用它們。您必須勤奮地不要在不安全的位置公開密碼。任何獲得密碼存取權的人都可以進行驗證。例如，如果不小心將連接字串簽入原始檔控制、透過不安全的電子郵件傳送、貼入錯誤的聊天，或由不應該擁有許可權的人員檢視，惡意使用者可能會存取應用程式。相反地，請考慮將應用程式更新為使用無密碼連線。

無密碼連線簡介

透過無密碼連線，您可以連線到 Azure 服務，而不需將任何認證儲存在應用程式程式代碼、其組態檔或環境變數中。

許多 Azure 服務都支援無密碼連線，例如透過 Azure 受控識別。這些技術提供強固的安全性功能，您可以從 Azure 身分識別用戶端連結庫使用 DefaultAzureCredential 來實作。在本教學課程中，您將瞭解如何更新現有的應用程式以使用DefaultAzureCredential，而不是連接字串之類的替代方案。

DefaultAzureCredential 支援多個驗證方法，並在執行階段自動判斷應該使用何者。此方法可讓您的應用程式在不同的環境中 (本機開發或實際執行環境) 使用不同的驗證方法，而不需要實作環境特有的程式碼。

您可以在 Azure 身分識別連結庫概觀中找到搜尋認證的順序和位置DefaultAzureCredential。例如，在本機工作時， DefaultAzureCredential 通常會使用開發人員用來登入Visual Studio的帳戶進行驗證。當應用程式部署至 Azure 時， DefaultAzureCredential 會自動切換為使用受控識別。此轉移不需要變更程式碼。

若要確保連線是無密碼的，您必須同時考慮本機開發和生產環境。如果任一位置都需要連接字串，則應用程式不會無密碼。

在本機開發環境中，您可以使用適用於 Visual Studio Code 或 IntelliJ 的 Azure CLI、Azure PowerShell、Visual Studio 或 Azure 外掛程式進行驗證。在此情況下，您可以在應用程式中使用該認證，而不是設定屬性。

當您將應用程式部署至 Azure 主控環境，例如虛擬機時，您可以在該環境中指派受控識別。然後，您不需要提供認證來連線到 Azure 服務。

注意

受控識別提供安全性身分識別來代表應用程式或服務。身分識別由 Azure 平台負責管理，因此您不需要佈建或輪替任何密碼。您可以在概觀文件中深入了解受控識別。

移轉現有的應用程式以使用無密碼連線

下列步驟說明如何將現有的應用程式移轉至使用無密碼連線，而不是以密碼為基礎的解決方案。

0）準備工作環境

首先，使用下列命令來設定一些環境變數。

export AZ_RESOURCE_GROUP=<YOUR_RESOURCE_GROUP>
export AZ_DATABASE_SERVER_NAME=<YOUR_DATABASE_SERVER_NAME>
export AZ_DATABASE_NAME=demo
export AZ_POSTGRESQL_AD_NON_ADMIN_USERNAME=<YOUR_AZURE_AD_NON_ADMIN_USER_DISPLAY_NAME>
export AZ_LOCAL_IP_ADDRESS=<YOUR_LOCAL_IP_ADDRESS>
export CURRENT_USERNAME=$(az ad signed-in-user show --query userPrincipalName --output tsv)

將預留位置取代為下列值，本文通篇都將使用這些值：

<YOUR_RESOURCE_GROUP>：資源所屬的資源群組名稱。
<YOUR_DATABASE_SERVER_NAME>:P ostgreSQL 伺服器的名稱。此名稱在 Azure 中必須是唯一。
<YOUR_AZURE_AD_NON_ADMIN_USER_DISPLAY_NAME>：Microsoft Entra 非系統管理員用戶的顯示名稱。請確定名稱是您Microsoft Entra 租使用者中的有效使用者。
<YOUR_LOCAL_IP_ADDRESS>：本機電腦的 IP 位址，您將在此電腦執行 Spring Boot 應用程式。您可以開啟 whatismyip.akamai.com，以便找出此資訊。

1）設定適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

1.1）啟用Microsoft以標識碼為基礎的驗證

若要搭配適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫使用 Microsoft Entra ID 存取，您應該先設定 Microsoft Entra 系統管理員使用者。只有 Microsoft Entra 管理使用者可以針對 Microsoft Entra ID 型驗證來建立/啟用使用者。

若要在建立伺服器之後設定Microsoft Entra 系統管理員，請遵循在適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫 - 彈性伺服器中管理 Microsoft Entra 角色中的步驟。

注意

PostgreSQL 彈性伺服器可以建立多個Microsoft Entra 系統管理員。

2）設定本機開發的適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

2.1）設定本機 IP 的防火牆規則

適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫執行個體依預設會受到保護。其防火牆不允許任何連入連線。若要能夠使用您的資料庫，您必須新增防火牆規則，讓本機 IP 位址能夠存取資料庫伺服器。

由於您已在本文開頭設定本機 IP 位址，您可以執行下列命令來開啟伺服器的防火牆：

az postgres flexible-server firewall-rule create \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
    --rule-name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME-database-allow-local-ip \
    --start-ip-address $AZ_LOCAL_IP_ADDRESS \
    --end-ip-address $AZ_LOCAL_IP_ADDRESS \
    --output tsv

如果您要從 Windows 電腦上的 Windows 子系統 Linux 版（WSL）連線到 PostgreSQL 伺服器，您必須將 WSL 主機標識元新增至防火牆。

在 WSL 中執行下列命令，以取得您主機電腦的 IP 位址：

cat /etc/resolv.conf

複製 nameserver 一詞後面的 IP 位址，然後使用下列命令來設定 WSL IP 位址的環境變數：

export AZ_WSL_IP_ADDRESS=<the-copied-IP-address>

然後，使用下列命令，將伺服器的防火牆開啟至 WSL 應用程式：

az postgres flexible-server firewall-rule create \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
    --rule-name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME-database-allow-local-ip \
    --start-ip-address $AZ_WSL_IP_ADDRESS \
    --end-ip-address $AZ_WSL_IP_ADDRESS \
    --output tsv

2.2）建立 PostgreSQL 非系統管理員使用者並授與許可權

接下來，建立非系統管理員Microsoft Entra 使用者，並將資料庫的所有許可權 $AZ_DATABASE_NAME 授與其。您可以變更資料庫名稱 $AZ_DATABASE_NAME 以符合您的需求。

建立名為 create_ad_user_local.sql 的 SQL 腳本，以建立非系統管理員使用者。新增下列內容，並將其儲存在本地：

cat << EOF > create_ad_user_local.sql
select * from pgaadauth_create_principal('$AZ_POSTGRESQL_AD_NON_ADMIN_USERNAME', false, false);
EOF

然後，使用下列命令以執行 SQL 指令碼，以建立 Microsoft Entra 非管理使用者：

psql "host=$AZ_DATABASE_SERVER_NAME.postgres.database.azure.com user=$CURRENT_USERNAME dbname=postgres port=5432 password=$(az account get-access-token --resource-type oss-rdbms --output tsv --query accessToken) sslmode=require" < create_ad_user_local.sql

現在，使用下列命令來移除暫存 SQL 指令檔：

rm create_ad_user_local.sql

注意

如需建立 PostgreSQL 使用者的更多詳細資訊，請參閱在適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫中建立使用者。

針對本機開發，請確定您已使用您在PostgreSQL上指派角色的相同Microsoft Entra 帳戶進行驗證。您可以透過 Azure CLI、Visual Studio、Azure PowerShell 或其他工具 (例如 IntelliJ) 進行驗證。

使用下列命令透過 Azure CLI 登入 Azure：

az login

使用下列命令使用 PowerShell 登入 Azure：

Connect-AzAccount

接下來，使用下列步驟來更新您的程序代碼，以使用無密碼連線。雖然在概念上類似，但每個語言都使用不同的實作詳細數據。

Java
Spring

在您的專案內，將下列參考新增至 azure-identity-extensions 封裝。此連結庫包含實作無密碼連線所需的所有實體。

<dependency>
    <groupId>com.azure</groupId>
    <artifactId>azure-identity-extensions</artifactId>
    <version>1.0.0</version>
</dependency>

在 JDBC URL 中啟用 Azure PostgreSQL 驗證外掛程式。識別程式代碼中目前建立 java.sql.Connection 以連線至適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫的位置。更新 url application.properties 檔案中的和 user ，以符合下列值：

url=jdbc:postgresql://$AZ_DATABASE_SERVER_NAME.postgres.database.azure.com:5432/$AZ_DATABASE_NAME?sslmode=require&authenticationPluginClassName=com.azure.identity.extensions.jdbc.postgresql.AzurePostgresqlAuthenticationPlugin
user=$AZ_POSTGRESQL_AD_NON_ADMIN_USERNAME

$AZ_POSTGRESQL_AD_NON_ADMIN_USERNAME將和兩$AZ_DATABASE_SERVER_NAME個變數取代為您在本文中開頭所設定的值。

在您的專案內，將下列參考新增至 spring-cloud-azure-starter-jdbc-postgresql 封裝。此連結庫包含實作無密碼連線所需的所有實體。
```
<dependency>
    <groupId>com.azure.spring</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-azure-starter-jdbc-postgresql</artifactId>
</dependency>
```
注意

如需如何使用材料帳單來管理 Spring Cloud Azure 連結庫版本的詳細資訊，請參閱 Spring Cloud Azure 開發人員指南的快速入門一節。
更新 application.yaml 或 application.properties 檔案，如下列範例所示。 spring.datasource.username變更為 Microsoft Entra 使用者、移除 spring.datasource.password 屬性，然後新增 spring.datasource.azure.passwordless-enabled=true。
```
spring:
  datasource:
    url: jdbc:postgresql://${AZ_DATABASE_SERVER_NAME}.postgres.database.azure.com:5432/$AZ_DATABASE_NAME?sslmode=require
    username: ${AZ_POSTGRESQL_AD_NON_ADMIN_USERNAME}
    azure:
      passwordless-enabled: true
```

在本機執行應用程式

完成這些程式碼變更之後，請在本機執行您的應用程式。如果您登入相容的 IDE 或命令行工具，例如 Azure CLI、Visual Studio 或 IntelliJ，新的組態應該會挑選您的本機認證。您在 Azure 中指派給本機開發人員使用者的角色，可讓您的應用程式在本機連線到 Azure 服務。

4）設定 Azure 裝載環境

將應用程式設定為使用無密碼連線並在本機執行之後，相同的程式代碼可以在部署至 Azure 之後向 Azure 服務進行驗證。例如，部署至已指派受控識別之 Azure App 服務實例的應用程式可以連線到 Azure 儲存體。

在本節中，您將執行兩個步驟，讓應用程式以無密碼的方式在 Azure 主控環境中執行：

為您的 Azure 裝載環境指派受控識別。
將角色指派給受控識別。

注意

Azure 也提供 Service Connector，可協助您將主控服務與 PostgreSQL 連線。使用服務連接器來設定裝載環境，您可以省略將角色指派給受控識別的步驟，因為 Service Connector 會為您執行此作業。下一節說明如何以兩種方式設定 Azure 主控環境：一種是透過 Service Connector，另一種是直接設定每個裝載環境。

重要

服務連接器的命令需要 Azure CLI 2.41.0 或更高版本。

使用 Azure 入口網站指派受控識別

下列步驟說明如何為各種 Web 主機服務指派系統指派的受控識別。受控識別可以使用您先前設定的應用程式設定，安全地連線至其他 Azure 服務。

在 Azure App 服務實例的主要概觀頁面上，從瀏覽窗格中選取 [身分識別]。
在 [ 系統指派] 索引 標籤上，請務必將 [ 狀態 ] 字段設定為 [開啟]。系統指派的身分識別由 Azure 在內部管理，可替您處理管理工作。身分識別的詳細資料和識別碼絕對不會在程式碼中公開。

您也可以使用 Azure CLI 在 Azure 主控環境中指派受控識別。

您可以使用 az webapp identity assign 命令，將受控識別指派給 Azure App 服務實例，如下列範例所示：

export AZ_MI_OBJECT_ID=$(az webapp identity assign \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name <service-instance-name> \
    --query principalId \
    --output tsv)

您可以使用服務連接器，透過 Azure CLI 建立 Azure 計算裝載環境與目標服務之間的連線。服務連接器目前支援下列計算服務：

Azure App Service
Azure Spring Apps
Azure 容器應用程式

首先，安裝 Azure CLI 的 Service Connector 無密碼擴充功能：

az extension add --name serviceconnector-passwordless --upgrade

如果您使用 Azure App 服務，請使用 az webapp connection 命令，如下列範例所示：

az webapp connection create postgres-flexible \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name <app-service-name>
    --target-resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --server $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
    --database $AZ_DATABASE_NAME \
    --system-identity

如果您使用 Azure Spring Apps，請使用 the az spring connection 命令，如下列範例所示：

az spring connection create postgres-flexible \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --service <service-name> \
    --app <service-instance-name> \
    --target-resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --server $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
    --database $AZ_DATABASE_NAME \
    --system-identity

如果您使用 Azure Container Apps，請使用 az containerapp connection 命令，如下列範例所示：

az containerapp connection create postgres-flexible \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name <app-service-name>
    --target-resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --server $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
    --database $AZ_DATABASE_NAME \
    --system-identity

您可以使用 az containerapp identity assign 命令將受控識別指派給 Azure Container Apps 實例，如下列範例所示：

export AZ_MI_OBJECT_ID=$(az containerapp identity assign \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name <service-instance-name> \
    --query principalId \
    --output tsv)

您可以使用 az spring app identity assign 命令，將受控識別指派給 Azure Spring Apps 實例，如下列範例所示：

export AZ_MI_OBJECT_ID=$(az spring app identity assign \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name <service-instance-name> \
    --service <service-name> \
    --query identity.principalId \
    --output tsv)

您可以使用 az vm identity assign 命令將受控識別指派給虛擬機，如下列範例所示：

export AZ_MI_OBJECT_ID=$(az vm identity assign \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name <service-instance-name> \
    --query principalId \
    --output tsv)

您可以使用 az aks update 命令，將受控識別指派給 Azure Kubernetes Service （AKS）實例，如下列範例所示：

export AZ_MI_OBJECT_ID=$(az aks update \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name <AKS-cluster-name> \
    --enable-managed-identity \
    --query identityProfile.kubeletidentity.objectId \
    --output tsv)

將角色指派給受控識別

接下來，將許可權授與您指派來存取 PostgreSQL 實例的受控識別。

服務連接器
Azure CLI

如果您使用 Service Connector 連線服務，則先前步驟的命令已指派角色，因此您可以略過此步驟。

下列步驟會為受控識別建立Microsoft Entra 使用者，並將資料庫 $AZ_DATABASE_NAME 的所有許可權授與其。您可以變更資料庫名稱 $AZ_DATABASE_NAME 以符合您的需求。

首先，建立名為 create_ad_user_mi.sql 的 SQL 腳本，以建立非系統管理員使用者。新增下列內容，並將其儲存在本地：

export AZ_POSTGRESQL_AD_MI_USERNAME=$(az ad sp show \
    --id $AZ_MI_OBJECT_ID \
    --query displayName \
    --output tsv)

cat << EOF > create_ad_user_mi.sql
select * from pgaadauth_create_principal_with_oid('$AZ_POSTGRESQL_AD_MI_USERNAME', '$AZ_MI_OBJECT_ID', 'service', false, false);
EOF

然後，使用下列命令以執行 SQL 指令碼，以建立 Microsoft Entra 非管理使用者：

psql "host=$AZ_DATABASE_SERVER_NAME.postgres.database.azure.com user=$CURRENT_USERNAME dbname=postgres port=5432 password=$(az account get-access-token --resource-type oss-rdbms --output tsv --query accessToken) sslmode=require" < create_ad_user_mi.sql

現在，使用下列命令來移除暫存 SQL 指令檔：

rm create_ad_user_mi.sql

測試應用程式

將應用程式部署至主控環境之前，您必須對程式代碼進行一次變更，因為應用程式會使用為受控識別建立的用戶連線到 PostgreSQL。

Java
Spring

更新您的程式代碼，以使用為受控識別建立的使用者：

注意

如果您使用 Service Connector 命令，請略過此步驟。

properties.put("user", "$AZ_POSTGRESQL_AD_MI_USERNAME");

更新 application.yaml 或 application.properties 檔案。 spring.datasource.username將變更為針對受控識別建立的使用者。

spring:
  datasource:
    url: jdbc:postgresql://${AZ_DATABASE_SERVER_NAME}.postgres.database.azure.com:5432/$AZ_DATABASE_NAME?sslmode=require
    username: ${AZ_POSTGRESQL_AD_MI_USERNAME}
    azure:
      passwordless-enabled: true

如果您使用 Service Connector 命令，請移除屬性 spring.datasource.url 和 spring.datasource.username。您只需要新增下列設定：

spring:
  datasource:
    azure:
      passwordless-enabled: true

進行這些程式代碼變更之後，您可以建置並重新部署應用程式。然後，瀏覽至瀏覽器中的託管應用程式。您的應用程式應該能夠順利連線到PostgreSQL資料庫。請記住，角色指派可能需要幾分鐘才會傳播到整個 Azure 環境。您的應用程式現在已設定為在本機和實際執行環境中執行，而不需要開發人員管理應用程式本身的秘密。

下一步

在本教學課程中，您已了解如何將應用程式移轉為無密碼連線。

您可以閱讀下列資源，以更深入探索本文所討論的概念：

使用 Azure 資源的受控識別來授權 Blob 數據的存取權。
使用 Microsoft Entra ID 授權 blob 的存取權

共用方式為

移轉應用程式以搭配使用無密碼連線與適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

比較驗證選項

Microsoft Entra 驗證

PostgreSQL 驗證

無密碼連線簡介

移轉現有的應用程式以使用無密碼連線

0）準備工作環境

1）設定適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

1.1）啟用Microsoft以標識碼為基礎的驗證

2）設定本機開發的適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

2.1）設定本機 IP 的防火牆規則

2.2）建立 PostgreSQL 非系統管理員使用者並授與許可權

在本機執行應用程式

4）設定 Azure 裝載環境

使用 Azure 入口網站指派受控識別

將角色指派給受控識別

測試應用程式

下一步

意見反應

其他資源

共用方式為

移轉應用程式以搭配使用無密碼連線與 適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

比較驗證選項

Microsoft Entra 驗證

PostgreSQL 驗證

無密碼連線簡介

移轉現有的應用程式以使用無密碼連線

0） 準備工作環境

1） 設定 適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

1.1） 啟用Microsoft以標識碼為基礎的驗證

2） 設定本機開發的 適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

2.1） 設定本機 IP 的防火牆規則

2.2） 建立 PostgreSQL 非系統管理員使用者並授與許可權

3） 登入並移轉應用程式程式代碼以使用無密碼連線

在本機執行應用程式

4） 設定 Azure 裝載環境

使用 Azure 入口網站 指派受控識別

將角色指派給受控識別

測試應用程式

下一步

意見反應

其他資源

移轉應用程式以搭配使用無密碼連線與適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

0）準備工作環境

1）設定適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

1.1）啟用Microsoft以標識碼為基礎的驗證

2）設定本機開發的適用於 PostgreSQL 的 Azure 資料庫

2.1）設定本機 IP 的防火牆規則

2.2）建立 PostgreSQL 非系統管理員使用者並授與許可權

3）登入並移轉應用程式程式代碼以使用無密碼連線

4）設定 Azure 裝載環境

使用 Azure 入口網站指派受控識別