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第九章数据库安全性z问题的提出–数据库的一大特点是数据可以共享–但数据共享必然带来数据库的安全性问题–数据库系统中的数据共享不能是无条件的共享例如:军事秘密、国家机密、新产品实验数据、市场需求分析、市场营销策略、销售计划、客户档案、医疗档案、银行储蓄数据数据库安全性(续)–数据库中数据的共享是在DBMS统一的严格的控制之下的共享,即只允许有合法使用权限的用户访问允许他存取的数据–数据库系统的安全保护措施是否有效是数据库系统主要的性能指标之一。数据库安全性(续)z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。z数据的保密–数据保密是指用户合法地访问到机密数据后能否对这些数据保密。–通过制订法律道德准则和政策法规来保证。第九章数据库安全性9.1计算机安全性概论9.2数据库安全性控制9.3统计数据库安全性9.4Oracle数据库的安全性措施9.5小结9.1计算机安全性概论9.1.1计算机系统的三类安全性问题9.1.2可信计算机系统评测标准9.1.1计算机系统的三类安全性问题z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。计算机系统的三类安全性问题(续)z计算机安全涉及问题–计算机系统本身的技术问题:计算机安全理论与策略,计算机安全技术–管理问题:安全管理、安全评价、安全产品–法学:计算机安全法律–犯罪学:计算机犯罪与侦察,安全监察–心理学计算机系统的三类安全性问题(续)z三类计算机系统安全性问题–技术安全类–管理安全类–政策法律类计算机系统的三类安全性问题(续)z技术安全–指计算机系统中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,当计算机系统受到无意或恶意的攻击时仍能保证系统正常运行,保证系统内的数据不增加、不丢失、不泄露。计算机系统的三类安全性问题(续)z管理安全–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、丢失等安全问题计算机系统的三类安全性问题(续)z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9.2数据库安全性控制9.2.1数据库安全性控制概述9.2.2用户标识与鉴别9.2.3存取控制9.2.4自主存取控制方法9.2.5强制存取控制方法9.2.6视图机制9.2.7审计9.2.8数据加密9.2.1数据库安全性控制概述z非法使用数据库的情况–用户编写一段合法的程序绕过DBMS及其授权机制,通过操作系统直接存取、修改或备份数据库中的数据;–编写应用程序执行非授权操作;数据库安全性控制概述(续)–通过多次合法查询数据库从中推导出一些保密数据例:某数据库应用系统禁止查询单个人的工资,但允许查任意一组人的平均工资。用户甲想了解张三的工资,于是他:首先查询包括张三在内的一组人的平均工资然后查用自己替换张三后这组人的平均工资从而推导出张三的工资–破坏安全性的行为可能是无意的,故意的,恶意的。数据库安全性控制概述(续)z计算机系统中的安全模型应用DBMSOSDB低高安全性控制层次方法:用户标识和鉴定存取控制操作系统安全保护密码存储数据库安全性控制概述(续)z数据库安全性控制的常用方法–用户标识和鉴定–存取控制(Grant/Revoke)–视图–审计–密码存储9.2.2用户标识与鉴别z用户标识与鉴别(Identification&Authentication)–系统提供的昀外层安全保护措施z基本方法–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;–每次用户要求进入系统时,由系统核对用户提供的身份标识;–通过鉴定后才提供机器使用权。–用户标识和鉴定可以重复多次9.2.3存取控制z存取控制机制的功能–定义存取权限•在数据库系统中,为了保证用户只能访问他有权存取的数据,必须预先对每个用户定义存取权限。存取控制(续)–检查存取权限•对于通过鉴定获得上机权的用户(即合法用户),系统根据他的存取权限定义对他的各种操作请求进行控制,确保他只执行合法操作。•用户权限定义和合法权检查机制一起组成了DBMS的安全子系统存取控制(续)z常用存取控制方法–自主存取控制(DAC)•灵活–强制存取控制(MAC)•严格自主存取控制方法–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–用户还可将其拥有的存取权限转授给其他用户–Grant&Revoke自主存取控制方法(续)–定义存取权限•即定义一个用户可以在哪些数据对象上进行哪些类型的操作•在数据库系统中,定义存取权限称为授权(Authorization)•授权定义经过编译后存放在数据字典中–关系系统中的存取权限•类型自主存取控制方法(续)表9.3关系系统中的存取权限数据对象操作类型模式模式建立、修改、检索外模式建立、修改、检索内模式建立、修改、检索数据表查找、插入、修改、删除属性列查找、插入、修改、删除自主存取控制方法(续)•GRANT/REVOKE用户名数据对象名允许的操作类型王平关系StudentSELECT张明霞关系StudentUPDATE张明霞关系CourseALL张明霞SC.GradeUPDATE张明霞SC.SnoSELECT张明霞SC.CnoSELECT自主存取控制方法(续)z检查存取权限–对于获得上机权后又进一步发出存取数据库操作的用户,DBMS查找数据字典,根据其存取权限对操作的合法性进行检查,若用户的操作请求超出了定义的权限,系统将拒绝执行此操作。自主存取控制方法(续)z授权粒度–授权粒度是指可以定义的数据对象的范围•它是衡量授权机制是否灵活的一个重要指标。•授权定义中数据对象的粒度越细,即可以定义的数据对象的范围越小,授权子系统就越灵活。自主存取控制方法(续)关系数据库中授权的数据对象粒度z数据库z表z属性列z行自主存取控制方法(续)z能否提供与数据值有关的授权反映了授权子系统精巧程度z实现与数据值有关的授权–利用存取谓词•存取谓词可以很复杂,例如可以引用系统变量,如终端设备号,系统时钟等,这就是与时间地点有关的存取权限,这样用户只能在某段时间内,某台终端上存取有关数据。例如规定“教师只能在每年1月份和7月份星期一至星期五上午8点到下午5点处理学生成绩数据”。自主存取控制方法(续)例:扩充后的授权表用户名数据对象名允许的操作类型存取谓词王平关系StudentSELECTSdept=′CS′张明霞关系StudentUPDATESname=′张明霞′张明霞关系CourseALL空自主存取控制方法(续)z自主存取控制小结–定义存取权限:用户–检查存取权限:DBMS–授权粒度•数据对象粒度:数据库、表、属性列、行•数据值粒度:存取谓词•授权粒度越细,授权子系统就越灵活,能够提供的安全性就越完善。但另一方面,因数据字典变大变复杂,系统定义与检查权限的开销也会相应地增大。自主存取控制方法(续)–优点•能够通过授权机制有效地控制其他用户对敏感数据的存取–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强制存取控制方法–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方法z什么是强制存取控制–强制存取控制(MAC)是指系统为保证更高程度的安全性,按照TDI/TCSEC标准中安全策略的要求,所采取的强制存取检查手段。–MAC不是用户能直接感知或进行控制的。–MAC适用于对数据有严格而固定密级分类的部门•军事部门•政府部门强制存取控制方法(续)z主体与客体–在MAC中,DBMS所管理的全部实体被分为主体和客体两大类–主体是系统中的活动实体•DBMS所管理的实际用户•代表用户的各进程–客体是系统中的被动实体,是受主体操纵的•文件•基表•索引•视图强制存取控制方法(续)z敏感度标记–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)–敏感度标记分成若干级别•绝密(TopSecret)•机密(Secret)•可信(Confidential)•公开(Public)–强制存取控制方法(续)–主体的敏感度标记称为许可证级别(ClearanceLevel)–客体的敏感度标记称为密级(ClassificationLevel)–MAC机制就是通过对比主体的Label和客体的Label,昀终确定主体是否能够存取客体。强制存取控制方法(续)z强制存取控制规则–当某一用户(或某一主体)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规则:(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;强制存取控制方法(续)(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。–某些系统修正了第(2)条规则•修正规则:仅当主体的许可证级别小于或等于客体的密级时,该主体才能写相应的客体,即用户可以为写入的数据对象赋予高于自己的许可证级别的密级。这样一旦数据被写入,该用户自己也不能再读该数据对象了。–修正前后的规则的共同点•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。强制存取控制方法(续)z强制存取控制的特点–MAC是对数据本身进行密级标记–无论数据如何复制,标记与数据是一个不可分的整体–只有符合密级标记要求的用户才可以操纵数据–从而提供了更高级别的安全性强制存取控制方法(续)zMAC与DAC–在实现MAC时要首先实现DAC,即DAC与MAC共同构成DBMS的安全机制•原因:较高安全性级别提供的安全保护要包含较低级别的所有保护–系统首先进行DAC检查,对通过DAC检查的允许存取的数据对象再由系统自动进行MAC检查,只有通过MAC检查的数据对象方可存取。强制存取控制方法(续)DAC+MAC安全检查示意图SQL语法分析&语义检查DAC检查安全检查MAC检查继续9.2.5视图机制z视图机制把要保密的数据对无权存取这些数据的用户隐藏起来,从而自动地对数据提供一定程度的安全保护。z视图机制更主要的功能在于提供数据独立性,其安全保护功能太不精细,往往远不能达到应用系统的要求。视图机制(续)z在实际应用中通常是视图机制与授权机制配合使用,首先用视图机制屏蔽掉一部分保密数据,然后在视图上面再进一步定义存取权限。–这时视图机制实际上间接实现了支持存取谓词的用户权限定义视图机制(续)例:王平只能检索计算机系学生的信息先建立计算机系学生的视图CS_StudentCREATEVIEWCS_StudentASSELECTFROMStudentWHERESdept='CS';视图机制(续)在视图上进一步定义存取权限GRANTSELECTONCS_StudentTO王平;9.2.6审计z什么是审计–审计功能启用一个专用的审计日志(AuditLog),系统自动将用户对数据库的所有操作记录在上面–DAB可以利用审计日志中的追踪信息,重现导致数据库现有状况的一系列事件,以找出非法存取数据的人。–C2以上安全级别的DBMS必须具有审计功能9.2.7数据加密z高度敏感性数据z加密数据的查询q:SELECT*FROMTWHEREa1=2ANDa3100qk:SELECT*FROMTsWHEREa1=Ek(2)ANDa3Ek(100)GRANTvsREVOKEzGrantstatement:grantaccessprivilegeszRevokestatement:revokeaccessprivilegesTwotypesofprivileges:1.Systemprivileges:controlwhatoperations(create,drop,etc.)ausermayperformwithinadatabase.–Syst
本文标题:第九章数据库安全性
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