《数据库系统概论》学习笔记——第四章 数据库安全

news2024/11/17 23:35:32

教材为数据库系统概论第五版(王珊)
这一章简单记一下那几条sql的用法和两种存取控制和审计(今年期末考了)吧,不知道有啥好考的

数据库安全性

  • 问题的提出
    • 数据库的一大特点是数据可以共享
    • 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: 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

4.1 计算机安全性概述

4.1.1 计算机系统的三类安全性问题

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。

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

4.1.2 安全标准简介

  • TCSEC标准
  • CC标准

TCSEC/TDI标准的基本内容

TCSEC/TDI,从四个方面来描述安全性级别划分的指标

  • 安全策略
  • 责任
  • 保证
  • 文档

TCSEC/TDI安全级别划分

B2以上的系统

  • 还处于理论研究阶段
  • 应用多限于一些特殊的部门,如军队等
  • 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安全级别下放到商业应用中来,并逐步成为新的商业标准

CC(通用准则)

  • 提出国际公认的表述信息技术安全性的结构
  • 把信息产品的安全要求分为
    • 安全功能要求
    • 安全保证要求

4.2 数据库安全性控制

非法使用数据库的情况

  • 编写合法程序绕过DBMS及其授权机制
  • 直接或编写应用程序执行非授权操作
  • 通过多次合法查询数据库从中推导出一些保密数据

计算机系统中,安全措施是一级一级层层设置

数据库安全性控制的常用方法

  • 用户标识和鉴定
  • 存取控制
  • 视图
  • 审计
  • 密码存储

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

4.2.2 存取控制

存取控制机制组成

  • 定义用户权限
  • 合法权限检查

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

常用存取控制方法

  • 自主存取控制(Discretionary Access Control ,简称DAC)
    • C2级
    • 灵活
  • 强制存取控制(Mandatory Access Control,简称 MAC)
    • B1级
    • 严格

4.2.3 自主存取控制方法

通过 SQL 的 GRANT 语句和 REVOKE 语句实现

用户权限组成

  • 数据对象
  • 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

4.2.4 授权与回收

GRANT

语句的一般格式:

GRANT <权限>[,<权限>]... 
[ON <对象类型> <对象名>]
TO <用户>[,<用户>]...
[WITH GRANT OPTION];

语义:将对指定操作对象的指定操作权限授予指定的用户

WITH GRANT OPTION子句:

  • 指定:可以再授予
  • 没有指定:不能传播

不允许循环授权

例:把查询Student表权限授给用户U1

GRANT   SELECT 
ON   TABLE   Student 
TO   U1;

例:把对Student表和Course表的全部权限授予用户U2和U3

GRANT ALL PRIVILIGES 
ON TABLE Student, Course 
TO U2, U3;

例:把对表SC的查询权限授予所有用户

GRANT SELECT 
ON TABLE SC 
TO PUBLIC;

例:把查询Student表和修改学生学号的权限授给用户U4

GRANT UPDATE(Sno), SELECT 
ON TABLE Student 
TO U4;

对属性列的授权时必须明确指出相应属性列名

例: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;

REVOKE

  • 授予的权限可以由DBA或其他授权者用REVOKE语句收回

语句的一般格式为:

REVOKE <权限>[,<权限>]... 
[ON <对象类型> <对象名>]
FROM <用户>[,<用户>]...;

例:把用户U4修改学生学号的权限收回

REVOKE UPDATE(Sno)
ON TABLE Student 
FROM U4;

例:收回所有用户对表SC的查询权限

REVOKE SELECT 
ON TABLE SC 
FROM PUBLIC;

例:把用户U5对SC表的INSERT权限收回

REVOKE INSERT 
ON TABLE SC 
FROM U5 CASCADE ;

将用户U5的INSERT权限收回的时候必须级联(CASCADE)收回,因为U5授权给了U6,U6授权给了U7。

如果U6和U7从别处获得了对SC表的INSERT权限,则这里使用CASCADE只收回U5的权限。

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

三、创建数据库模式的权限

CREATE USER语句格式

CREATE  USER  <username>WITH][DBA | RESOURCE | CONNECT

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

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>]…

通过角色来实现将一组权限授予一个用户。
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 SELECTUPDATEINSERT 
    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;
    

角色的权限修改

GRANT DELETE 
ON TABLE Student
TO R1

4.2.6 强制存取控制方法

  • 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(MAC,Mandatory access control )

  • 保证更高程度的安全性
  • 用户不能直接感知或进行控制
  • 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
  • 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

敏感度标记(Label)

  • 绝密(Top Secret)
  • 机密(Secret)
  • 可信(Confidential)
  • 公开(Public)

主体的敏感度标记称为许可证级别(Clearance Level)

客体的敏感度标记称为密级(Classification Level)

强制存取控制规则

(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
(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

修正规则

  • 主体的许可证级别 <=客体的密级 -> 主体能写客体

规则的共同点

  • 禁止了拥有高许可证级别的主体更新低密级的数据对象

4.3 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,对数据提供一定程度的安全保护

  • 主要功能是提供数据独立性,无法完全满足要求

例: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

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'

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)

什么是审计

  • 审计日志(Audit Log)
    • 将用户对数据库的所有操作记录在上面
  • 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

审计分为

  • 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

AUDIT语句:设置审计功能

NOAUDIT语句:取消审计功能

例:对修改SC表结构或修改SC表数据的操作进行审计

AUDIT ALTERUPDATE  ON  SC;

例:取消对SC表的一切审计

NOAUDIT  ALTERUPDATE  
ON  SC;

4.5 数据加密

数据加密

  • 防止数据库中数据在存储和传输中失密的有效手段

加密方法

  • 替换方法
  • 置换方法
  • 混合方法

4.6 统计数据库安全性

统计数据库

  • 允许用户查询聚集类型的信息(如合计、平均值等)
  • 不允许查询单个记录信息

统计数据库中特殊的安全性问题

  • 隐蔽的信息通道
  • 能从合法的查询中推导出不合法的信息

规则1:任何查询至少要涉及N(N足够大)个以上的记录

规则2:任意两个查询的相交数据项不能超过M个

规则3:任一用户的查询次数不能超过1+(N-2)/M

数据库安全机制的设计目标:试图破坏安全的人所花费的代价 >> 得到的利益

ps:这一章看不懂在讲啥,考试也没重点考,简单了解就好

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