毕业了……_初三_散文作文_初中作文优秀作文

null数据库系统概论数据库系统概论计算机学院 陈丰 chenfeng@cqut.edu.cn 第四章 数据库安全性第四章 数据库安全性4.1 计算机安全性概述 4.2 数据库安全性控制 4.3 视图机制 4.4 审计 4.5 数据加密 4.1 计算机安全性概述4.1 计算机安全性概述◇什么是数据库的安全性 数据库的安全性是指保护数据库，防止因用户非法使用 数据库造成数据泄露、更改或破坏。 ◇什么是计算机系统安全性 为计算机系统建立和采取的各种安全保护措施，以保护 计算机系统中的硬件、软件及数据，防止其因偶然或 恶意的原因使系统遭到破坏，数据遭到更改或泄露 等。 ◇数据库的安全性和计算机系统的安全性是紧密联系、相互支持的。4.1 计算机安全性概述（续）4.1 计算机安全性概述（续）1.计算机系统的三类安全性问 ◇技术安全类 采用具有一定安全性的硬件、软件来实现对计算机系统及其所存数据的安全保护。 ◇管理安全类 软硬件意外故障、场地的意外事故、管理不善导致的计算机设备和数据介质的物理破坏、丢失等安全问题。 ◇政策法律类 政府部门建立的有关计算机犯罪、数据安全保密的法律道德准则和政策法规、法令。4.1 计算机安全性概述（续）4.1 计算机安全性概述（续）2.安全简介 TCSEC标准(桔皮书)，四组7级/TDI(紫皮书) （数据库安全常用的级别是C2级、B1级和B2级）null(1)D级标准，为基本无安全保护的系统。 如DOS就是操作系统中安全标准为D的典型例子。它具有操作系统的基本功能，如文件系统，进程调度等等，但在安全性方面几乎没有什么专门的机制来保障。 (3)C1级标准 只提供了非常初级的自主安全保护。能够实现对用户和数据的分离，进行自主存取控制（DAC），保护或限制用户权限的传播。现有的商业系统往往稍作改进即可满足要求。 (3)C2级标准 是实际安全产品的最低档次，提供受控的存取保护，即将C1级的DAC进一步细化，以个人身份注册负责，并实施审计和资源隔离。很多商业产品已得到该级别的认证。达到C2级的产品在其名称中往往不突出“安全”(Security)这一特色，如操作系统中Microsoft的Windows NT 3.5，数字设备公司的Open VMS VAX 6.0和6.1。数据库产品有Oracle公司的Oracle 7， Sybase公司的 SQL Server 11.0.6 等。null(4)B1级 标记安全保护。对系统的数据加以标记，并对标记的主体和客体实施强制存取控制（MAC）以及审计等安全机制。 B1级能够较好地满足大型企业或一般政府部门对于数据的安全需求，这一级别的产品才认为是真正意义上的安全产品。 满足此级别的产品前一般多冠以“安全”(Security)或“可信的”(Trusted)字样，作为区别于普通产品的安全产品出售。 例如，操作系统方面，典型的有数字设备公司的SEVMS VAX Version 6.0，惠普公司的HP-UX BLS release 9.0.9+ 。数据库方面则有Oracle公司的Trusted Oracle 7， Sybase公司的Secure SQL Server version 11.0.6，Informix公司的Incorporated INFORMIX-OnLine / Secure 5.0等。 (5)B2级 结构化保护。建立形式化的安全策略模型并对系统内的所有主体和客体实施DAC和MAC。 从互连网上的最新资料[2]看，经过认证的、B2级以上的安全系统非常稀少。 例如，符合B2标准的操作系统只有Trusted Information Systems公司的Trusted XENIX一种产品，符合B2标准的网络产品有Cryptek Secure Communications公司的LLC VSLAN一种产品，而数据库方面目前没有符合B2标准的产品。null(6)B3级 安全域。该级的TCB必须满足访问监控器的要求，审计跟踪能力更强，并提供系统恢复过程。 (7)A1级 B2以上的系统标准更多地还处于理论研究阶段，产品化以至商品化的程度都不高，其应用也多限于一些特殊的部门如军队等。 但美国正在大力发展安全产品，试图将目前仅限于少数领域应用的B2安全级别或更高安全级别下放到商业应用中来，并逐步成为新的商业标准。 可以看出，支持自主存取控制的DBMS大致属于C级，而支持强制存取控制的DBMS则可以达到B1级。当然，存取控制仅是安全性标准的一个重要方面（即安全策略方面）不是全部。 为了使DBMS达到一定的安全级别，还需要在其它三个方面提供相应的支持。例如审计功能就是DBMS达到C2以上安全级别必不可少的一项指标。4.2 数据库安全性控制4.2 数据库安全性控制在一般计算机系统中，安全措施是一级一级层层设置的：图4.2 计算机系统的安全模型 用户DBMS OS DB用户标识 和鉴别存取控制操作系统 安全保护数据密码存储*首先根据输入的用户标识进行身份鉴定，只有合法的用户才 准许进入计算机系统。 *对已进入系统的用户，DBMS进行存取控制，只允许用户执 行合法操作。 *操作系统一级也会有自己的保护措施。 *数据最后还可以以密码形式存储到数据库中。4.2 数据库安全性控制（续）4.2 数据库安全性控制（续）数据库安全性控制的常用 4.2.1 用户标识与鉴别 4.2.2 存取控制 4.2.3 自主存取控制方法 DAC 4.2.4 授权与回收 4.2.5 数据库角色 4.2.6 强制存取控制方法 MAC 4.3 视图 4.4 审计 4.5 密码存储4.2.1 用户标识与鉴别4.2.1 用户标识与鉴别用户标识与鉴别（Identification & Authentication） 系统提供的最外层安全保护措施 用户标识 用户名 用户标识号 口令 系统核对口令以鉴别用户身份 用户名和口令易被窃取4.2.2 存取控制4.2.2 存取控制◇数据库安全性所关心的主要是 DBMS的存取控制机制。 ◇确保只有合法用户才能访问数据库，一般通过授权来实 现。 ◇存取控制机制主要包括两部分： （1）定义用户权限 定义不同用户对于不同的数据对象允许执行的操作权限。 （2）合法权限检查 用户发出存取数据库的操作请求后，DBMS查找数据字典 中存储的权限定义，检查用户操作的合法性。4.2.2 存取控制4.2.2 存取控制DBMS实现数据安全性保护的过程 用户或DBA把授权决定告知系统 通过SQL的GRANT和REVOKE DBMS把授权的结果存入数据字典 当用户提出操作请求时，DBMS根据授权定义进行检 查，以决定是否执行操作请求 4.2.2 存取控制（续）4.2.2 存取控制（续）常用存取控制方法： 1.自主存取控制 DAC 用户对于不同的数据对象有不同的存取权限，不同的用户对同一对象也有不同的权限，而且用户还可将其拥有的存取权限转授给其他用户。 当前大型的DBMS一般都支持C2级中的自主存取控制，SQL标准也通过GRANT语句和REVOKE语句对其提供了支持。 2.强制存取控制 MAC 每一数据对象被标以一定的密级，每一个用户也被授予某一个级别的许可证。对于任一个对象，只有具有合法许可证的用户才可以存取。 有些DBMS也支持B1级中的强制存取控制(MAC)。4.2.3 自主存取控制(DAC)方法4.2.3 自主存取控制(DAC)方法◇通过 SQL 的 GRANT 语句和 REVOKE 语句实现 ◇用户权限由两个要素组成 1.数据对象 2.操作类型 ◇定义用户存取权限：定义用户可以在哪些数据库对象上进 行哪些类型的操作 ◇定义存取权限称为授权 4.2.3 自主存取控制(DAC)方法（续）4.2.3 自主存取控制(DAC)方法（续）表4.3 关系系统中的存取权限4.2.4 授权(Authorization)与回收4.2.4 授权(Authorization)与回收1.SQL的授权 授权语句 GRANT 格式 GRANT <权限>, [, <权限>]… ON <对象类型> <对象名>[, <对象类型> <对象名>]… TO <用户>[, <用户>]… [WITH GRANT OPTION]; 功能 将对指定操作对象的指定操作权限授予指定的用户 [例1] 把查询Student表的权限授给用户U1。 GRANT SELECT ON Student TO U1;4.2.4 授权(Authorization)与回收（续）4.2.4 授权(Authorization)与回收（续）发出GRANT 1)DBA 2)数据库对象创建者（即属主Owner，DBO） 3)拥有该权限的用户 按受权限的用户 1)一个或多个具体用户 2)PUBLIC（全体用户） 4.2.4 授权(Authorization)与回收（续）4.2.4 授权(Authorization)与回收（续）◇WITH GRANT OPTION子句: 指定：可以再授予其他的用户 没有指定：不能传播 ◇不允许循环授权4.2.4 授权(Authorization)与回收（续）4.2.4 授权(Authorization)与回收（续）[例2] 将Student, Course两个表上的全部权限授给U2，U3。 GRANT ALL PRIVILEGES ON Student, Course TO U2,U3; [例5] 把对表SC的INSERT权限授予U5用户，并允许他再将 此权限授予其他用户 GRANT INSERT ON TABLE SC TO U5 WITH GRANT OPTION;4.2.4 授权(Authorization)与回收（续）4.2.4 授权(Authorization)与回收（续）执行例5后，U5不仅拥有了对表SC的INSERT权限，还可以 传播此权限： [例6] GRANT INSERT ON TABLE SC TO U6 WITH GRANT OPTION; 同样，U6还可以将此权限授予U7： [例7] GRANT INSERT ON TABLE SC TO U7; 但U7不能再传播此权限。 4.2.4 授权(Authorization)与回收（续）4.2.4 授权(Authorization)与回收（续）2.SQL权限回收 授予的权限可以由DBA或其他授权者用REVOKE语句收回 格式 REVOKE <权限>, [, <权限>]… ON <对象类型> <对象名>[, <对象类型> <对象名>]… FROM <用户>[, <用户>]… [CASCADE|RESTRICT]; 功能 从指定用户那里收回对指定对象的指定权限 [例8] 把用户U4修改学生学号的权限收回 REVOKE UPDATE (Sno) ON TABLE Student FROM U4;4.3.4 授权(Authorization)与回收（续）4.3.4 授权(Authorization)与回收（续）[例9] 收回所有用户对表SC的查询权限 REVOKE SELECT ON TABLE SC FROM PUBLIC; [例10] 把用户U5对SC表的INSERT权限收回 REVOKE INSERT ON TABLE SC FROM U5 CASCADE; *系统将收回直接或间接从U5处获得的对SC表的INSERT权限: -->U5--> U6--> U7 *收回U5、U6、U7获得的对SC表的INSERT权限: <--U5<-- U6<-- U74.2.4 授权(Authorization)与回收（续）4.2.4 授权(Authorization)与回收（续）小结:SQL灵活的授权机制 DBA：拥有所有对象的所有权限 不同的权限授予不同的用户 用户：拥有自己建立的对象的全部的操作权限 GRANT：授予其他用户 被授权的用户 “继续授权”许可：再授予 所有授予出去的权力在必要时又都可用REVOKE语句收回4.2.5 数据库角色4.2.5 数据库角色数据库角色：被命名的一组与数据库操作相关的权限 角色是权限的集合 可以为一组具有相同权限的用户创建一个角色 简化授权的过程 4.2.5 数据库角色（续）4.2.5 数据库角色（续）一、角色的创建 CREATE ROLE <角色名> 二、给角色授权 GRANT <权限>［，<权限>］… ON <对象类型>对象名 TO <角色>［，<角色>］… 三、将一个角色授予其他的角色或用户 GRANT <角色1>［，<角色2>］… TO <角色3>［，<用户1>］… ［WITH ADMIN OPTION］ 四、角色权限的收回 REVOKE <权限>［，<权限>］… ON <对象类型> <对象名> FROM <角色>［，<角色>］…4.2.5 数据库角色（续）4.2.5 数据库角色（续）[例11] 通过角色来实现将一组权限授予用户。 步骤如下： 1. 首先创建一个角色 R1 CREATE ROLE R1； 2. 然后使用GRANT语句，使角色R1拥有Student表的SELECT、UPDATE、INSERT权限 GRANT SELECT，UPDATE，INSERT ON TABLE Student TO R1； 3. 将这个角色授予王平，张明，赵玲。使他们具有角色R1所包含的全部权限 GRANT R1 TO 王平，张明，赵玲； 4. 可以一次性通过R1来回收王平的这3个权限 REVOKE R1 FROM 王平；4.2.6 强制存取控制(MAC)方法4.2.6 强制存取控制(MAC)方法自主存取控制缺点：可能存在数据的“无意泄露” 原因： 这种机制仅仅通过对数据的存取权限来进行安全控 制，而数据本身并无安全性标记 解决： 对系统控制下的所有主客体实施强制存取控制策略 4.2.6 强制存取控制(MAC)方法（续）4.2.6 强制存取控制(MAC)方法（续）◇在强制存取控制(MAC)方法中，每一个数据对象被标以 一定的密级，每一个用户也被授予某一个级别的许可证。 ◇对于任意一个对象，只有具有合法许可证的用户才可以 存取。强制存取控制因此相对比较严格。 ◇DBMS管理的全部实体分为主体和客体两大类 主体是指数据库中数据访问者（用户、DBA）、进程、 线程等，是系统中的活动实体。 客体是指数据库中数据及其载体（表、视图、索引、存 储过程等），是系统中的被动实体。 ◇MAC适用于对数据有严格而固定密级分类的部门。4.2.6 强制存取控制(MAC)方法（续）4.2.6 强制存取控制(MAC)方法（续）◇对于主体和客体，DBMS为它们每个实例(值)指派一 个敏 感度标记(Label)。 ◇敏感度标记被分成若干级别，例如绝密、机密、秘密、公开等。 主体的敏感度标记称为许可证级别。 客体的敏感度标记称为密级。 客体子集主体子集4.2.6 强制存取控制(MAC)方法（续）4.2.6 强制存取控制(MAC)方法（续）◇MAC机制就是通过对比主体的Label和客体的Label，最终确定主体是否能够存取客体。 ◇当某一主体以标记label注册入系统时，系统要求他对任何 客体的存取必须遵循如下： ①仅当主体的许可证级别大于或等于客体的密级时，该主 体才能读取相应的客体； ②仅当主体的许可证级别等于客体的密级时，该主体才能 写相应的客体。 这两种规则均禁止了拥有高许可证级别的主体更新低密级 的数据对象，从而防止了敏感数据的泄漏。4.2.6 强制存取控制(MAC)方法（续）4.2.6 强制存取控制(MAC)方法（续）自主访问控制 优点：有高度的灵活性，这使得它适用于多个应用领域。 缺点：防范恶意攻击的脆弱性。因为一旦被授权用户访问以后，自主授权模型就不能对如何传播和如何使用信息进行任何的控制了。 强制访问控制 优点：可以保证更高程度的保护，防止了信息的非法流动。适用于需要高度保护的政府、军事等应用。 缺点：过于严格，要求将主体和客体严格地划分到安全级别中，因此仅适用于少数环境。4.3 视图机制4.3 视图机制视图是实施安全性控制的一种有效机制。 通过视图机制把要保密的数据对无权存取的用户隐藏 起来，从而自动地对数据提供一定程度的安全保护。 视图机制间接地实现了支持存取谓词的用户权限定 义。 通过为不同的用户定义不同的视图，可以限制各个用 户的访问范围。4.3 视图机制（续）4.3 视图机制（续）[例14] 建立计算机系学生的视图，把对该视图的SELECT权 限授于王平，把该视图上的所有操作权限授于张明 1)先建立计算机系学生的视图CS_Student CREATE VIEW CS_Student AS SELECT * FROM Student WHERE Sdept=‘CS’; 2)在视图上进一步定义存取权限 GRANT SELECT ON CS_Student TO 王平; GRANT ALL PRIVILIGES ON CS_Student TO 张明; 4.4 审计（Audit）4.4 审计（Audit）什么是审计 审计日志（Audit Log） 将用户对数据库的所有操作在上面 DBA利用审计日志 找出非法存取数据的人、时间和内容 C2以上安全级别的DBMS必须具有null用户级审计 针对自己创建的数据库表或视图进行审计 记录所有用户对这些表或视图的一切成功和（或）不成功的访问要求以及各种类型的SQL操作 系统级审计 DBA设置 监测成功或失败的登录要求 监测GRANT和REVOKE操作以及其他数据库级权限下的操作4.5 数据加密4.5 数据加密◇对高度敏感性数据，例如，财务数据、军事数据、国家机密，除以上安全性措施外，还可以采用数据加密技术，以密文形式存储和传输数据。这样即使企图通过不正常渠道获取数据，也只能看到一些无法辨认的二进制码。 ◇数据加密的方法基本上有三种：信息编码、信息置换和信息替换。常用的密码方法有：DES、公钥密码等。 ◇由于数据加解密是比较耗时的操作，而且数据加密与解密程序会占用大量系统资源，增加了系统的开销，降低了数据库的效率，因此数据加解密功能通常作为可选特征。