第数据库安全保护优质课件.ppt
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1、第数据库安全保护优选第数据库安全保护优选第数据库安全保护v本章介绍本章介绍 数据共享是数据库的基本性能要求,多用户共享数据库数据共享是数据库的基本性能要求,多用户共享数据库时,必然有合法用户合法使用、合法用户非法使用以及非时,必然有合法用户合法使用、合法用户非法使用以及非法用户非法使用数据的问题,要保证合法用户合法使用数法用户非法使用数据的问题,要保证合法用户合法使用数据库及数据共享的安全性,就需要对数据库实施保护。据库及数据共享的安全性,就需要对数据库实施保护。数据库的保护技术主要有数据库的安全性、完整性、并数据库的保护技术主要有数据库的安全性、完整性、并发控制及恢复发控制及恢复4方面内容。
2、方面内容。第六章数据库安全保护(续)第六章数据库安全保护(续)数据库的安全性6.1计算机系统的安全性计算机系统的安全性 计算机系统安全性的含义计算机系统安全性的含义 :计算机系统安全性就是指计算机系统建立和采取的各种安全保护措施计算机系统安全性就是指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、软件等资源,不因各种有意无意的原因而,以保护计算机系统中的硬件、软件等资源,不因各种有意无意的原因而遭到破坏、泄密或拒绝正常使用,使计算机系统的全部资源能保持其正常遭到破坏、泄密或拒绝正常使用,使计算机系统的全部资源能保持其正常状态。状态。安全性问题有许多方面安全性问题有许多方面 :
3、计算机系统的安全性不仅计算机系统的安全性不仅涉及到计算机系统本身的技术问题、管理问涉及到计算机系统本身的技术问题、管理问题,还涉及法学、犯罪学、心理学等问题,其内容包括计算机安全理论与题,还涉及法学、犯罪学、心理学等问题,其内容包括计算机安全理论与策略、计算机安全技术、安全管理、安全评价、安全产品,以及计算机犯策略、计算机安全技术、安全管理、安全评价、安全产品,以及计算机犯罪与侦察、计算机安全法律等。概括起来,计算机系统的安全性问题可分罪与侦察、计算机安全法律等。概括起来,计算机系统的安全性问题可分为技术安全类、管理安全类和政策法律类三大类。为技术安全类、管理安全类和政策法律类三大类。数据库安
4、全性的含义数据库安全性的含义:数据库的安全性是指保护数据库以防止非法使用所造数据库的安全性是指保护数据库以防止非法使用所造成的数据泄露、更改或破坏。成的数据泄露、更改或破坏。安全性问题包括安全性问题包括 :(1 1)法律、社会和伦理方面时问题。)法律、社会和伦理方面时问题。(2 2)政策方面的问题。)政策方面的问题。(3 3)硬件控制方面的问题。)硬件控制方面的问题。(4 4)物理控制方面的问题。)物理控制方面的问题。(5 5)运行方面的问题。)运行方面的问题。(6 6)操作系统安全性方面的问题。)操作系统安全性方面的问题。(7 7)数据库系统本身的安全性方面的问题。)数据库系统本身的安全性方
5、面的问题。数据库的安全性数据库的安全性 安全控制模型安全控制模型控制位置控制位置 安全性控制就是指要尽可能地杜绝所有可能的数据库安全性控制就是指要尽可能地杜绝所有可能的数据库非法访问。非法访问。用户用户 DBMSDBMS DBDB OSOS用户标识和鉴定用户标识和鉴定访问控制访问控制定义视图定义视图数据加密和审计数据加密和审计安全性控制的一般方法安全性控制的一般方法 安全性控制的一般方法安全性控制的一般方法 用户标识和鉴定用户标识和鉴定 用户存取权限控制用户存取权限控制 定义视图定义视图 数据加密数据加密 审计(审计(AuditAudit)用户标识和鉴定是由系统提供一定的方式让用户标识自用户标
6、识和鉴定是由系统提供一定的方式让用户标识自己的名字或身份,系统内部记录着所有合法用户的标识,己的名字或身份,系统内部记录着所有合法用户的标识,每次用户要求进入系统时,由系统将用户提供的身份标识每次用户要求进入系统时,由系统将用户提供的身份标识与系统内部记录的合法用户标识进行核实,通过鉴定后才与系统内部记录的合法用户标识进行核实,通过鉴定后才提供机器的使用权。提供机器的使用权。用户标识和鉴定的方法用户标识和鉴定的方法(1)(1)用一个用户名或用户标识符来标明用户的身份,系统以此来用一个用户名或用户标识符来标明用户的身份,系统以此来鉴别用户的合法性。鉴别用户的合法性。(2)(2)用户标识符是用户公
7、开的标识,它不足以成为鉴别用户身份用户标识符是用户公开的标识,它不足以成为鉴别用户身份的凭证。的凭证。(3)(3)通过用户名和口令来鉴定用户的方法简单易行,但该方法在通过用户名和口令来鉴定用户的方法简单易行,但该方法在使用时,由于用户名和口令的产生和使用比较简单,也容易被使用时,由于用户名和口令的产生和使用比较简单,也容易被窃取,因此还可采用更复杂的方法如函数和计算过程。窃取,因此还可采用更复杂的方法如函数和计算过程。1 1用户标识和鉴定用户标识和鉴定缺省是一种数据库对象,与默认值约束的作用类似,在INSERT语句中为指定数据列设置缺省值。C(Condition):表示选择A作用的数据对象值的
8、谓词;这种用户访问数据库权限的设置是通过用户账号来实现的。例如 飞机机票订票系统。如表6-2所示是一个授权粒度很粗的表,它只能对整个关系授权,如用户USER1拥有对关系S的一切权限;图6-9 “数据库用户属性新建用户”对话框图6-7 新建登录向导表6-7 固定数据库角色表两事务分别包含如下所示的操作,试分析执行的结果。该方法使用密钥将明文中的每一个字符转换为密文中的字符。第5级:访问验证保护级1)使用企业管理器管理语句权限的步骤Guest是一个公共用户,主要是将没有自己的用户账号的SQL Server登录者作为默认的用户,从而使该登录者能够访问具有Guest用户的数据库。在企业管理器下,登录数
9、据库服务器,选择某一登录账号后单击右键,在下拉菜单中选择“属性”命令。进程管理员(Processadmin)找到该事务的更新操作。以管理员身份登录Window XP,选择“开始”“设置”“控制面板”“管理工具”“计算机管理”命令,在“计算机管理”窗口中展开“本地用户和组”,右击“用户”选项,在下拉菜单中选择“新用户”命令,如图6-5所示。用户存取权限指的是不同的用户对于不同的数据对用户存取权限指的是不同的用户对于不同的数据对象允许执行的操作权限。象允许执行的操作权限。在数据库系统中,定义用户存取权限称为授权在数据库系统中,定义用户存取权限称为授权 。这些授权定义经过编译后以一张授权表的形式存放
10、这些授权定义经过编译后以一张授权表的形式存放在数据字典中。在数据字典中。2存取权限控制存取权限控制存取权限由两个要素组成:数据对象和操作类型。存取权限由两个要素组成:数据对象和操作类型。定义一个用户的存取权限就是要定义该用户可以在定义一个用户的存取权限就是要定义该用户可以在哪些数据对象上进行哪些类型的操作。哪些数据对象上进行哪些类型的操作。DBA特权用户特权用户-GRANT REVOKE-其他用户其他用户 数数 据据 对对 象象操操 作作 类类 型型模式模式模式模式建立、修改、检索建立、修改、检索外模式外模式建立、修改、检索建立、修改、检索内模式内模式建立、修改、检索建立、修改、检索数据数据表
11、表查找、插入、修改、查找、插入、修改、删除删除属性列属性列查找、插入、修改、查找、插入、修改、删除删除 表表6-1 6-1 关系数据库系统中的存取权限关系数据库系统中的存取权限用户标识用户标识数据对象数据对象操作类型操作类型用户标识用户标识数据对象数据对象操作类型操作类型USER1USER1关系关系S SALLALLUSER3USER3关系关系SCSCINSERTINSERTUSER2USER2关系关系C CSELECTSELECTUSER2USER2关系关系SCSCUPDATEUPDATE 表表6-2 6-2 授权表的例子(授权表的例子(1 1)对于一个授权表,对于一个授权表,衡量授权机制的
12、一个重要指标就是衡量授权机制的一个重要指标就是授权粒度。授权粒度。授权粒度就是可以定义的数据对象的范围。授权粒度就是可以定义的数据对象的范围。授权定义中粒度越细,授权子系统就越灵活。授权定义中粒度越细,授权子系统就越灵活。如表如表6-26-2所示是一个授权粒度很粗的表,它只能对整个所示是一个授权粒度很粗的表,它只能对整个关系授权,如用户关系授权,如用户USER1USER1拥有对关系拥有对关系S S的一切权限;用户的一切权限;用户USER2USER2拥有对关系拥有对关系C C的的SELECTSELECT权限以及对关系权限以及对关系SCSC的的UPDATEUPDATE权权限;用户限;用户USER3
13、USER3只可以向关系只可以向关系SCSC中插入新记录。中插入新记录。用户标识用户标识数据对象数据对象操作类型操作类型用户标识用户标识数据对象数据对象操作类型操作类型USER1USER1关系关系S SALLALLUSER3USER3关系关系SCSCINSERTINSERTUSER2USER2列列C.CNOC.CNOSELECTSELECTUSER2USER2列列SC.SCORESC.SCOREUPDATEUPDATE表表6-3 6-3 授权表的例子(授权表的例子(2 2)如表如表6-36-3所示是一个授权粒度较为精细的表,它可以精确到关系所示是一个授权粒度较为精细的表,它可以精确到关系的某一属
14、性。用户的某一属性。用户USER1USER1拥有对关系拥有对关系S S的一切权限;用户的一切权限;用户USER2USER2只能查只能查询关系询关系C C的的CNOCNO属性和修改关系属性和修改关系SCSC的的SCORESCORE属性;用户属性;用户USER3USER3可以向关可以向关系系SCSC中插入新记录。中插入新记录。在关系数据库系统中,可以为不同的用户定义不同的视图,在关系数据库系统中,可以为不同的用户定义不同的视图,通过视图机制把要保密的数据对无权操作的用户隐藏起来,从通过视图机制把要保密的数据对无权操作的用户隐藏起来,从而自动地为数据提供一定程度的安全保护。而自动地为数据提供一定程度
15、的安全保护。在实际应用中,通常将视图机制与授权机制结合起来使用:在实际应用中,通常将视图机制与授权机制结合起来使用:首先用视图机制屏蔽一部分保密数据,然后在视图上再进一步首先用视图机制屏蔽一部分保密数据,然后在视图上再进一步定义存取权限。定义存取权限。3 3定义视图定义视图例如,限制例如,限制USER1USER1只能对数学系的学生进行操作。一种方法是只能对数学系的学生进行操作。一种方法是通过授权语句对通过授权语句对USER1USER1授权,另一种简单的方法就是先建立数授权,另一种简单的方法就是先建立数学系学生的视图,然后在该视图上定义存取权限。学系学生的视图,然后在该视图上定义存取权限。加密的
16、基本思想是根据一定的算法将原始数据(明文加密的基本思想是根据一定的算法将原始数据(明文)变换为不可直接识别的格式(密文),从而使得不知道)变换为不可直接识别的格式(密文),从而使得不知道解密算法的人无法获得数据的内容。解密算法的人无法获得数据的内容。加密方法主要有两种加密方法主要有两种 4 4数据加密数据加密 (1 1)信息替换方法。该方法使用密钥将明文中的每一个)信息替换方法。该方法使用密钥将明文中的每一个字符转换为密文中的字符。字符转换为密文中的字符。(2 2)信息置换方法。该方法仅将明文的字符按不同的顺)信息置换方法。该方法仅将明文的字符按不同的顺序重新排列。序重新排列。单独使用这两种方
17、法的任意一种都是不够安全的,但是单独使用这两种方法的任意一种都是不够安全的,但是将这两种方法结合起来就能达到相当高的安全程度。将这两种方法结合起来就能达到相当高的安全程度。审计功能是一种监视措施,它跟踪记录有关数据的访审计功能是一种监视措施,它跟踪记录有关数据的访问活动。问活动。审计追踪把用户对数据库的所有操作自动记录下来,审计追踪把用户对数据库的所有操作自动记录下来,存放在一个特殊文件中,即审计日志中。存放在一个特殊文件中,即审计日志中。记录的内容一般包括操作类型(如修改、查询等)记录的内容一般包括操作类型(如修改、查询等),操作终端标识与操作者标识,操作日期和时间,操作终端标识与操作者标识
18、,操作日期和时间,操作所涉及到的相关数据(如基本表、视图、记录操作所涉及到的相关数据(如基本表、视图、记录、属性等),数据的前象和后象等。、属性等),数据的前象和后象等。5审计审计(1)对数据类型的约束,包括数据的类型、长度、单位和精度等。P(Procedure):表示违反完整性规则时执行的操作。数据库安全性的含义:(1)并发调度的可串行化。c)可串行化 (d)不可串行化C1级安全标准的核心是存取控制,适合于单机工作方式。此级标准的安全级别最高,应具有完善的形式化要求。所谓两段锁协议是指所有事务必须分两个阶段对数据项进行加锁和解锁。D(Data):表示约束作用的数据对象;(1)身份标识与身份鉴
19、别。数据库的安全管理主要是对数据库用户的合法性和操作权限的管理,包括数据库系统登录用户管理、数据库用户管理、数据库系统角色管理以及数据库访问权限的管理。完整性规则从执行时间上可分为立即执行约束(Immediate Constraints)和延迟执行约束(Deferred Constraints)。D级安全标准为无安全保护的系统。图6-2 SQL Server 2000 的安全体系结构满足C1级安全标准的系统必须具有如下功能:(1)创建Windows系统的账号。(1)展开一个SQL服务器和相应的数据库文件夹,右击指定的数据库文件夹,在弹出的快捷菜单中,选择“属性”命令,如图6-12所示。SQL
20、Server在安装时,会自动创建一个登录用户sa,即系统管理员。图6-11 “新建数据库角色新建角色”对话框 19851985年美国国防部标准年美国国防部标准可信计算机系统评估标准可信计算机系统评估标准(Trusted Computer System Evaluation CriteriaTrusted Computer System Evaluation Criteria,简,简称称TCSECTCSEC,桔皮书),桔皮书)19911991年美国国家计算机安全中心颁布的年美国国家计算机安全中心颁布的可信计算机可信计算机系统评估标准系统评估标准关于数据库系统解释关于数据库系统解释(Trusted
21、 Trusted Database InterpretationDatabase Interpretation,简称,简称TDITDI,紫皮书)。,紫皮书)。这两个标准合称为这两个标准合称为TCSEC/TDITCSEC/TDI标准。按照该标准,将系标准。按照该标准,将系统划分为统划分为D D、C C、B B、A A 4 4组,组,D D、C1C1、C2C2、B1B1、B2B2、B3B3、A1A1从低到高从低到高7 7个等级。较高安全等级提供的安全保护包含较个等级。较高安全等级提供的安全保护包含较低等级的所有保护要求,同时提供更多、更完善的保护能低等级的所有保护要求,同时提供更多、更完善的保护能
22、力。力。数据库的安全标准数据库的安全标准1 1)D D级安全标准级安全标准D D级安全标准为无安全保护的系统。级安全标准为无安全保护的系统。2 2)C1C1级安全标准级安全标准满足满足C1C1级安全标准的系统必须具有如下功能:级安全标准的系统必须具有如下功能:(1 1)身份标识与身份鉴别。)身份标识与身份鉴别。(2 2)数据完整性。)数据完整性。(3 3)存取控制。)存取控制。C1C1级安全标准的核心是存取控制,适合于单机工作级安全标准的核心是存取控制,适合于单机工作方式。方式。v1 1TCSEC/TDITCSEC/TDI标准标准3 3)C2C2级安全标准级安全标准(1 1)满足)满足C1C1
23、级安全标准的全部功能。级安全标准的全部功能。(2 2)审计。)审计。C2C2级安全标准的核心是审计,适合于单机工作方式,级安全标准的核心是审计,适合于单机工作方式,目前国内所使用的系统一部分符合该标准。满足目前国内所使用的系统一部分符合该标准。满足C2C2标准标准的数据库系统有的数据库系统有Oracle 7 Oracle 7 及以上版本系统、及以上版本系统、Sybase Sybase 公公司的、微软公司的司的、微软公司的 MS SQL Server 2000MS SQL Server 2000等。等。4 4)B1B1级安全标准级安全标准(1 1)满足)满足C2C2级安全标准的全部功能。级安全标
24、准的全部功能。(2 2)存取控制。)存取控制。B1B1级安全标准的核心是存取控制,适合于网络工作方式,目级安全标准的核心是存取控制,适合于网络工作方式,目前国内所使用的系统基本不符合该标准,而在国际上,有部分前国内所使用的系统基本不符合该标准,而在国际上,有部分系统符合这一标准。满足系统符合这一标准。满足B1B1标准的数据库系统有标准的数据库系统有OracleOracle公司的公司的Trusted Oracle 7Trusted Oracle 7、SybaseSybase公司的等。公司的等。凡符合凡符合B1B1级安全标准的数据库系统称为安全数据库系统或可级安全标准的数据库系统称为安全数据库系统
25、或可信数据库系统。信数据库系统。5 5)B2B2级安全标准级安全标准(1 1)满足)满足B1B1级安全标准的全部功能。级安全标准的全部功能。(2 2)具有隐蔽通道。)具有隐蔽通道。(3 3)具有数据库安全的形式化。)具有数据库安全的形式化。B2B2级安全标准的核心是隐蔽通道与形式化,适合于网络工作级安全标准的核心是隐蔽通道与形式化,适合于网络工作方式,目前国内外均尚无符合这一标准的系统,其主要的难点方式,目前国内外均尚无符合这一标准的系统,其主要的难点是数据库安全的形式化表示。是数据库安全的形式化表示。6 6)B3B3级安全标准级安全标准 (1 1)满足)满足B2B2级安全标准的全部功能。级安
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