テスト駆動で学ぶ Firestore セキュリティルール【カスタム関数編：第4回】

メディアチーム

テスト駆動で学ぶ Firestore セキュリティルール【カスタム関数編：第4回】

メディアチーム

2020.06.10

IT技術

Firestore

【第4回】テスト駆動で成績データコレクションのルールを実装する

前回の記事では、成績コレクション records のデータ更新ルールを実装しつつ、ルールの見通しをよくするため、カスタム関数を使ってルールを整理してみました。

今回は、成績コレクション records のデータ取得・削除用ルールの実装を進めていきます。

データ取得・削除用ルールの作成後、最後に、これまでに作成した全てのテストを実行して、作成したセキュリティルールが第1回に設定した要件に沿ったルールとなっているかを確認します。

前回の記事はこちら

前回の記事は、以下をご参照ください。

2020.06.09テスト駆動で学ぶ Firestore セキュリティルール【カスタム関数編：第3回】【第3回】テスト駆動で成績データコレクションのルールを実装する前回の記事では、成績コレクション records のデー...

Firestore 上のデータ取得ルールの実装について

テストの作成

ここまでの実装と同様に、まずは、データ取得の要件を再確認します。

admin ユーザはデータの取得可

teacher ユーザの取得要件

担任でないデータは取得不可

student ユーザの取得要件

自分以外のデータは取得不可
対象シーズンが成績評価期間の場合は取得不可

上記の要件に沿って、テストを作成します。

tests/data.read.test.ts ファイルを追加して、以下のようにコードを記述してください。

テストのコード

1process.env.FIRESTORE_EMULATOR_HOST = "localhost:58080";
2
3import { FirestoreTestSupporter } from "firestore-test-supporter";
4import * as path from "path";
5import * as firebase from "@firebase/testing";
6import { users } from "./data/collections/users";
7import { records } from "./data/collections/records";
8import { seasons } from "./data/collections/seasons";
9import InitialData from "./data/InitialData";
10
11describe("成績データの取得テスト", () => {
12    const rulesFilePath = path.join(__dirname, "firestore.rules");
13    const supporter = new FirestoreTestSupporter("my-test-project", rulesFilePath);
14
15    beforeEach(async () => {
16        await supporter.loadRules();
17
18        // 各コレクションに初期データを追加
19        const initialData = new InitialData(rulesFilePath);
20        await initialData.setupUsers();
21        await initialData.setupRecords();
22        await initialData.setupSeasons();
23    });
24
25    afterEach(async () => {
26        await supporter.cleanup()
27    });
28
29    test("adminユーザはデータの取得可", async () => {
30        // adminユーザで認証されたクライアントを取得
31        const db = supporter.getFirestoreWithAuth(users.sample.admin);
32
33        const doc = db.collection(records.collectionPath).doc(records.initialData.id);
34        await firebase.assertSucceeds(doc.get());
35    });
36
37    test("ログインしていないユーザは取得不可", async () => {
38        // 認証されていないクライアントを取得
39        const db = supporter.getFirestore();
40
41        const doc = db.collection(records.collectionPath).doc(records.initialData.id);
42        await firebase.assertFails(doc.get());
43    });
44
45    describe("teacherユーザの取得要件", () => {
46        let doc: firebase.firestore.DocumentReference;
47        beforeEach(() => {
48            // teacherユーザで認証されたクライアントを取得
49            const db = supporter.getFirestoreWithAuth(users.sample.teacher);
50            doc = db.collection(records.collectionPath).doc(records.initialData.id);
51        });
52
53        test('要件にあったデータの取得に成功', async () => {
54            await firebase.assertSucceeds(doc.get());
55        });
56
57        test("担任でないデータは取得不可", async () => {
58            // データベース上のデータの担任を変更
59            const dbWithAdmin = supporter.getAdminFirestore();
60            const docWithAdmin = dbWithAdmin.collection(records.collectionPath).doc(records.initialData.id);
61            const newData = { ...records.validUpdateDataForTeacher, homeroomTeacher: "other_teacher" };
62            await firebase.assertSucceeds(docWithAdmin.update(newData));
63
64            await firebase.assertFails(doc.get());
65        })
66    });
67
68    describe("studentユーザの取得要件", () => {
69        test('要件にあったデータの取得に成功', async () => {
70            // データベース上のデータの成績評価期間フラグをfalseに変更
71            const dbWithAdmin = supporter.getAdminFirestore();
72            const seasonDoc = dbWithAdmin.collection(seasons.collectionPath).doc(seasons.initialData(true).id);
73            await firebase.assertSucceeds(seasonDoc.update(seasons.initialData(false)));
74
75            // studentユーザで認証されたクライアントを取得
76            const db = supporter.getFirestoreWithAuth(users.sample.student);
77
78            const doc = db.collection(records.collectionPath).doc(records.initialData.id);
79            await firebase.assertSucceeds(doc.get());
80        });
81
82        test("自分以外のデータは取得不可", async () => {
83            // データベース上のデータの成績評価期間フラグをfalseに変更
84            const dbWithAdmin = supporter.getAdminFirestore();
85            const seasonDoc = dbWithAdmin.collection(seasons.collectionPath).doc(seasons.initialData(true).id);
86            await firebase.assertSucceeds(seasonDoc.update(seasons.initialData(false)));
87
88            // 成績データの生徒と異なる生徒で認証されたクライアントを取得
89            const db = supporter.getFirestoreWithAuth(users.sample.other_student);
90
91            const doc = db.collection(records.collectionPath).doc(records.initialData.id);
92            await firebase.assertFails(doc.get());
93        });
94
95        test("対象シーズンが成績評価期間の場合は取得不可", async () => {
96            // studentユーザで認証されたクライアントを取得
97            const db = supporter.getFirestoreWithAuth(users.sample.student);
98
99            const doc = db.collection(records.collectionPath).doc(records.initialData.id);
100            await firebase.assertFails(doc.get());
101        })
102    })
103});

テストの概要

各テストで共通の内容

テストごとに、テスト対象となるロールユーザで認証されたクライアントを取得しています。

teacher ユーザの取得要件のテスト

担任でないデータは取得不可となるテストでは、データ取得前に、データベース上のデータの担任フィールドを、リクエストデータの担任とは異なる担任に変更。

student ユーザの取得要件のテスト

要件にあったデータの取得に成功となるテストと、自分以外のデータは取得不可となるテストでは、データベース上のデータの成績評価期間フラグを「false」に変更して、成績評価期間外に設定しています。

Firestore 上のデータ取得ルールを実装してみる

それでは、作成したテストに沿って、セキュリティルールを実装していきましょう。

全ての read アクセスを許可するルールを設定

データ更新ルールの実装のときと同じように、今回もまず、データ取得に関するルールだけを実装し、最後に、作成した全てのルールと統合したいと思います。

まずは、records コレクションの read アクセスを全て許可し、「要件にあったデータの追加に成功」するテストだけを通します。

以下のように、セキュリティルールを調整してください。

1rules_version = '2';
2service cloud.firestore {
3  match /databases/{database}/documents {
4    match /students/{studentId}/records/{recordId}{
5      // 全てのreadアクセスを許可
6      allow read: if true;
7    }
8  }
9}

テストをスタート

以下のコマンドを実行して、データ取得ルール用のテストをスタートしてください。

1npm run test-watch tests/data.read.test.ts

テスト結果

1 FAIL  tests/data.read.test.ts (5.181s)
2  成績データの取得テスト
3    √ adminユーザはデータの取得可 (2150ms)
4    × ログインしていないユーザは取得不可 (145ms)
5    teacherユーザの取得要件
6      √ 要件にあったデータの取得に成功 (86ms)
7      × 担任でないデータは取得不可 (109ms)
8    studentユーザの取得要件
9      √ 要件にあったデータの取得に成功 (109ms)
10      × 自分以外のデータは取得不可 (100ms)
11      × 対象シーズンが成績評価期間の場合は取得不可 (74ms)

adminユーザはデータの取得可となるテストと、teacher ユーザ、student ユーザの要件にあったデータの取得に成功するテストが成功しました。

これまで同様に、失敗したテストを順次、通していきます。

「ログインしていないユーザは取得不可」となるルールを設定

ログインしていないユーザは取得不可となるよう、以下のようにルールを調整してください。

1rules_version = '2';
2service cloud.firestore {
3  match /databases/{database}/documents {
4    match /students/{studentId}/records/{recordId}{
5      function isLoggedIn(){
6        return request.auth.uid != null;
7      }
8
9      allow read: if isLoggedIn();
10    }
11  }
12}

テスト結果

1 FAIL  tests/data.read.test.ts
2  成績データの取得テスト
3    √ adminユーザはデータの取得可 (97ms)
4    √ ログインしていないユーザは取得不可 (117ms)
5    teacherユーザの取得要件
6      √ 要件にあったデータの取得に成功 (1174ms)
7      × 担任でないデータは取得不可 (134ms)
8    studentユーザの取得要件
9      √ 要件にあったデータの取得に成功 (115ms)
10      × 自分以外のデータは取得不可 (104ms)
11      × 対象シーズンが成績評価期間の場合は取得不可 (82ms)

ログインしていないユーザは取得不可となるテストが通りました。

認証チェックをロールごとに分割

ここで、admin、teacher、student ユーザ、それぞれのアクセス許可条件を個別に設定するため、認証チェックをロールごとに分割します。

以下のように、セキュリティルールを調整してください。

1rules_version = '2';
2service cloud.firestore {
3  match /databases/{database}/documents {
4    match /students/{studentId}/records/{recordId}{
5      function isLoggedIn(){
6        return request.auth.uid != null;
7      }
8
9      function isUserRole(role){
10        return isLoggedIn()
11                && role in get(/databases/$(database)/documents/users/$(request.auth.uid)).data.roles;
12      }
13
14      function isAdmin(){
15        return isUserRole("admin");
16      }
17
18      function isTeacher(){
19        return isUserRole("teacher");
20      }
21      
22      // studentロールチェック
23      function isStudent(){
24        return isUserRole("student");
25      }
26
27      allow read: if isAdmin();
28
29      allow read: if isTeacher();
30      
31      allow read: if isStudent();
32    }
33  }
34}

データ追加・更新ルールの実装で定義した isAdmin()、isTeacher() 関数と同様、student ロールのチェック関数 isStudent() を定義しています。

ここまでに定義した、ロールチェック用のカスタム関数を使って、認証チェックをロールごとに分割しています。

ルールの調整による影響がないか確認するため、テスト結果を確認しておきます。

テスト結果

1 FAIL  tests/data.read.test.ts
2  成績データの取得テスト
3    √ adminユーザはデータの取得可 (1203ms)
4    √ ログインしていないユーザは取得不可 (111ms)
5    teacherユーザの取得要件
6      √ 要件にあったデータの取得に成功 (75ms)
7      × 担任でないデータは取得不可 (104ms)
8    studentユーザの取得要件
9      √ 要件にあったデータの取得に成功 (92ms)
10      × 自分以外のデータは取得不可 (92ms)
11      × 対象シーズンが成績評価期間の場合は取得不可 (62ms)

テスト結果に変化はないので、続いて teacherユーザの取得要件テストを通していきます。

「担任でないデータは取得不可」となるルールを設定

担任でないデータは取得不可となるように、セキュリティルールを以下のように調整してください。

1rules_version = '2';
2service cloud.firestore {
3  match /databases/{database}/documents {
4    match /students/{studentId}/records/{recordId}{
5      function isLoggedIn(){
6        return request.auth.uid != null;
7      }
8
9      function isUserRole(role){
10        return isLoggedIn()
11                && role in get(/databases/$(database)/documents/users/$(request.auth.uid)).data.roles;
12      }
13
14      function isAdmin(){
15        return isUserRole("admin");
16      }
17
18      function isTeacher(){
19        return isUserRole("teacher");
20      }
21      
22      function isStudent(){
23        return isUserRole("student");
24      }
25
26      function isHomeroomTeacher(){
27        return request.auth.uid == resource.data.homeroomTeacher
28      }
29
30      allow read: if isAdmin();
31
32      allow read: if isTeacher()
33                      && isHomeroomTeacher();
34
35      allow read: if isStudent();
36    }
37  }
38}

ここで、teacher ユーザに対する許可条件に、更新ルールの実装時に定義した isHomeroomTeacher() 関数を追加して、担任チェックを行っています。

テスト結果

1 FAIL  tests/data.read.test.ts
2  成績データの取得テスト
3    √ adminユーザはデータの取得可 (2124ms)
4    √ ログインしていないユーザは取得不可 (125ms)
5    teacherユーザの取得要件
6      √ 要件にあったデータの取得に成功 (74ms)
7      √ 担任でないデータは取得不可 (95ms)
8    studentユーザの取得要件
9      √ 要件にあったデータの取得に成功 (94ms)
10      × 自分以外のデータは取得不可 (102ms)
11      × 対象シーズンが成績評価期間の場合は取得不可 (75ms)

teacherユーザの取得要件テストが全て通りました。

student ユーザの取得要件をルールに設定

続いて、studentユーザの取得要件テストを通していきます。

以下のように、ルールを調整してください。

1rules_version = '2';
2service cloud.firestore {
3  match /databases/{database}/documents {
4    match /students/{studentId}/records/{recordId}{
5      function isLoggedIn(){
6        return request.auth.uid != null;
7      }
8
9      function isUserRole(role){
10        return isLoggedIn()
11                && role in get(/databases/$(database)/documents/users/$(request.auth.uid)).data.roles;
12      }
13
14      function isAdmin(){
15        return isUserRole("admin");
16      }
17
18      function isTeacher(){
19        return isUserRole("teacher");
20      }
21      
22      function isStudent(){
23        return isUserRole("student");
24      }
25
26      function isHomeroomTeacher(){
27        return request.auth.uid == resource.data.homeroomTeacher
28      }
29
30      function isEvaluationPeriod(){
31        return get(/databases/$(database)/documents/seasons/$(resource.data.season)).data.evaluationPeriod
32      }
33
34      // 本人データチェック
35      function isSelfData(){
36        return request.auth.uid == studentId
37      }
38      
39      allow read: if isAdmin();
40
41      allow read: if isTeacher()
42                      && isHomeroomTeacher();
43
44      allow read: if isStudent()
45                      && isSelfData()
46                      && !isEvaluationPeriod();
47    }
48  }
49}

ここで、student ユーザの許可条件に、本人データチェック関数 isSelfData() と、データ更新ルールの実装時に定義した成績評価期間チェック関数 isEvaluationPeriod() を追加しています。

isSelfData() 関数では、リクエストユーザと「match ステートメント」中の studentId 変数が一致するかをチェックし、リクエストユーザ本人のデータかどうかを確認しています。

成績評価期間のチェックでは、isEvaluationPeriod() に論理否定演算子「!」を添えて、評価期間外の取得を許可しています。

テスト結果

1 PASS  tests/data.read.test.ts
2  成績データの取得テスト
3    √ adminユーザはデータの取得可 (2134ms)
4    √ ログインしていないユーザは取得不可 (117ms)
5    teacherユーザの取得要件
6      √ 要件にあったデータの取得に成功 (95ms)
7      √ 担任でないデータは取得不可 (99ms)
8    studentユーザの取得要件
9      √ 要件にあったデータの取得に成功 (97ms)
10      √ 自分以外のデータは取得不可 (95ms)
11      √ 対象シーズンが成績評価期間の場合は取得不可 (63ms)

全てのテストが通りました！

以上で、データ取得用のルールは実装完了です。

次のテストとの競合を避けるため、テストを終了してください。

Firestore 上のデータ削除ルールの実装について

テストの作成

次に、データ削除ルールを実装します。

ここまでのルール実装と同様、テストを作成する前に、まずはデータ削除の要件を再確認します。

admin ユーザ以外は削除不可

上記の要件に沿って、テストを作成します。

tests/data.delete.test.ts ファイルを追加して、以下のようにコードを記述してください。

テストのコード

1process.env.FIRESTORE_EMULATOR_HOST = "localhost:58080";
2
3import { FirestoreTestSupporter } from "firestore-test-supporter";
4import * as path from "path";
5import * as firebase from "@firebase/testing";
6import { users } from "./data/collections/users";
7import { records } from "./data/collections/records";
8import InitialData from "./data/InitialData";
9
10describe("成績データの削除テスト", () => {
11    const rulesFilePath = path.join(__dirname, "firestore.rules");
12    const supporter = new FirestoreTestSupporter("my-test-project", rulesFilePath);
13
14    beforeEach(async () => {
15        await supporter.loadRules();
16
17        // 各コレクションに初期データを追加
18        const initialData = new InitialData(rulesFilePath);
19        await initialData.setupUsers();
20        await initialData.setupRecords();
21        await initialData.setupSeasons();
22    });
23
24    afterEach(async () => {
25        await supporter.cleanup()
26    });
27
28    describe("adminユーザ以外は削除不可", () => {
29        test("ログインしていないユーザはデータの削除不可", async () => {
30            // 認証されていないクライアントを取得
31            const db = supporter.getFirestore();
32
33            const doc = db.collection(records.collectionPath).doc(records.initialData.id);
34            await firebase.assertFails(doc.delete());
35        });
36
37        test("adminユーザはデータの削除に成功する", async () => {
38            // adminユーザで認証されたクライアントを取得
39            const db = supporter.getFirestoreWithAuth(users.sample.admin);
40
41            const doc = db.collection(records.collectionPath).doc(records.initialData.id);
42            await firebase.assertSucceeds(doc.delete());
43        });
44
45        test("teacherユーザはデータの削除不可", async () => {
46            // teacherユーザで認証されたクライアントを取得
47            const db = supporter.getFirestoreWithAuth(users.sample.teacher);
48
49            const doc = db.collection(records.collectionPath).doc(records.initialData.id);
50            await firebase.assertFails(doc.delete());
51        });
52
53        test("studentユーザはデータの削除不可", async () => {
54            // studentユーザで認証されたクライアントを取得
55            const db = supporter.getFirestoreWithAuth(users.sample.student);
56
57            const doc = db.collection(records.collectionPath).doc(records.initialData.id);
58            await firebase.assertFails(doc.delete());
59        })
60    })
61});

テストの概要

認証されていないユーザ、teacher ユーザ、student ユーザのそれぞれについて、データの削除不可テストを行います。

admin ユーザについては、要件に沿って削除が成功するかどうかをチェックします。

Firestore 上のデータ削除ルールを実装してみる

続いて、作成したテストに沿って、セキュリティルールを実装していきます。

ここまでのルール実装と同様、データ削除に関する部分だけを実装し、その後、これまでに作成したルールと統合します。

全ての delete アクセスを許可するルールを設定

削除ルールについては、簡単にルールを調整する程度なので、最初にルールを作成し、続いて、テストをパスするかを簡単に確認します。

以下のように、セキュリティルールを調整してください。

1rules_version = '2';
2service cloud.firestore {
3  match /databases/{database}/documents {
4    match /students/{studentId}/records/{recordId}{
5      function isLoggedIn(){
6        return request.auth.uid != null;
7      }
8
9      function isUserRole(role){
10        return isLoggedIn()
11                && role in get(/databases/$(database)/documents/users/$(request.auth.uid)).data.roles;
12      }
13
14      function isAdmin(){
15        return isUserRole("admin");
16      }
17
18      allow delete: if isAdmin();
19    }
20  }
21}

データ追加ルールの実装で定義した isAdmin() 関数を使って、admin ユーザのみデータの削除を許可しています。

テストをスタート

以下のコマンドを実行して、データ取得ルール用のテストをスタートしてください。

1npm run test tests/data.delete.test.ts

テスト結果

1 PASS  tests/data.delete.test.ts
2  成績データの削除テスト
3    adminユーザ以外は削除不可
4      √ ログインしていないユーザはデータの削除不可 (2210ms)
5      √ adminユーザはデータの削除に成功する (124ms)
6      √ teacherユーザはデータの削除不可 (112ms)
7      √ studentユーザはデータの削除不可 (113ms)

全てのテストが通りましたので、以上でデータ削除用のルールは実装完了です。

リグレッションテスト

最後に、これまでの記事で実装したルールを統合し、全てのテストを再度実行します。

テストにより、ルールの調整を進める中で「ルールが要件から外れていないか？」確認します。

前回までに実装したルールへ、今回作成したデータの取得・削除ルールを統合すると以下のようになります。

全てのルールを統合してテストを再実行

1rules_version = '2';
2service cloud.firestore {
3  match /databases/{database}/documents {
4    match /students/{studentId}/records/{recordId}{
5      function isLoggedIn(){
6        return request.auth.uid != null;
7      }
8
9      function isUserRole(role){
10        return isLoggedIn()
11                && role in get(/databases/$(database)/documents/users/$(request.auth.uid)).data.roles;
12      }
13
14      function isAdmin(){
15        return isUserRole("admin");
16      }
17
18      function isTeacher(){
19        return isUserRole("teacher");
20      }
21      
22      function isStudent(){
23        return isUserRole("student");
24      }
25
26      function isRecordEmpty(_resource){
27        return _resource.data.record == {}
28      }
29
30      function isValidFormat(){
31        return request.resource.data.id is string
32                && request.resource.data.studentId is string
33                && request.resource.data.name is string
34                && request.resource.data.season is string
35                && request.resource.data.homeroomTeacher is string
36                && request.resource.data.record is map
37      }
38
39      function isNotUpdate(key){
40        return request.resource.data[key] == resource.data[key]
41      }
42
43      function isNotUpdateImmutables(){
44        return isNotUpdate("id")
45                && isNotUpdate("studentId")
46                && isNotUpdate("season")
47      }
48
49      function isHomeroomTeacher(){
50        return request.auth.uid == resource.data.homeroomTeacher
51      }
52
53      function isEvaluationPeriod(){
54        return get(/databases/$(database)/documents/seasons/$(resource.data.season)).data.evaluationPeriod
55      }
56      
57      function isSelfData(){
58        return request.auth.uid == studentId
59      }
60
61      allow create: if isAdmin()
62                        && request.resource.data.record == {}
63                        && isValidFormat();
64      
65      allow update: if isAdmin()
66                        && isNotUpdateImmutables()
67                        && isNotUpdate("record")
68                        && isValidFormat();
69
70      allow update: if isTeacher()
71                        && isHomeroomTeacher()
72                        && isNotUpdateImmutables()
73                        && isNotUpdate("name")
74                        && isNotUpdate("homeroomTeacher")
75                        && isEvaluationPeriod()
76                        && isValidFormat();
77
78      allow read: if isAdmin();
79
80      allow read: if isTeacher()
81                      && isHomeroomTeacher();
82
83      allow read: if isStudent()
84                      && isSelfData()
85                      && !isEvaluationPeriod();
86
87      allow delete: if isAdmin();
88    }
89  }
90}

全てのテストを実行

以下のコマンドを実行して、ここまでに追加した全てのテストを実行してください。

1npm run test

テスト結果

1 PASS  tests/data.update.test.ts (5.817s)
2 PASS  tests/data.read.test.ts
3 PASS  tests/data.delete.test.ts
4 PASS  tests/data.create.test.ts
5
6Test Suites: 4 passed, 4 total
7Tests:       32 passed, 32 total
8Snapshots:   0 total
9Time:        10.156s, estimated 12s
10Ran all test suites.

全てのテストに成功しました。以上で、最初に設定した要件に沿ったルールを実装することができました。

まとめ

以上、成績評価システムを例に、成績コレクションのルールを実装すると共に、セキュリティルールでのカスタム関数の利用について解説してみました。

最後に、今回の内容を簡単にまとめてみたいと思います。

カスタム関数で条件に名前付け！
カスタム関数で重複回避！
カスタム関数で条件が再利用できる！
カスタム関数でセキュリティルールがスッキリ！
締めのリグレッションテスト！

これにて、『カスタム関数編』は終了となります！

4回にわたり、ご愛読いただきありがとうございます！

次回の「テスト駆動で学ぶ Firestore セキュリティルール」の連載にもご期待ください！

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