一、实验二：图书销售管理系统数据库安全管理

三、实验目的

了解该DBMS系统对数据库管理的内容与方法，特别是理解数据库安全机制和作用，以及PostgreSQL数据库角色管理、用户管理、权限管理的基本方法，培养数据库管理能力。在图书销售管理系统数据库中，创建必要的角色和用户，并完成上述角色与用户的权限管理。

四、实验原理

在PostgreSQL 数据库系统中，实现数据存取安全模型是确保数据库安全访问的基本手段。在数据安全存取模型中，需要设计数据库的角色、角色的数据库对象操作权限、数据库用户、数据库用户的角色赋予，以及数据库对象的操作权限集合。根据设计的数据安全存取模型，系统管理员使用数据库管理工具pgAdmin去创建角色，授予系统管理权限和对象操作权限。此外，系统管理员还需要创建用户，并对用户赋予必要的角色。之后，用户就可以对数据库对象进行访问。

五、实验内容

使用pgAdmin4数据库管理工具对图书销售管理系统数据库进行数据库安全管理，具体实验内容如下:

1.针对图书销售管理系统数据库应用需求，设计数据存取权限控制模型。

2.在数据库中，创建客户（R_Customer）、商家（R_Seller）角色。

3.在数据库中，根据业务规则为客户（R_Customer）、商家（R_Seller）角色赋予数据库对象权限。

4.在数据库中，分别创建客户用户U_Customer、商家用户U_Seller。

5.分别为客户用户U_Customer、商家用户U_Seller分派客户（R_Client）、商家（R_Seller）角色。

6.分别以客户用户U_Customer、商家用户U_Seller身份访问图书销售管理数据库，验证所实现数据存取权限控制模型的正确性。

在实验计算机上，利用pgAdmin4数据库管理工具及SQL语句，完成图书销售管理系统数据库安全管理，同时记录实验过程的步骤、操作、运行结果界面等数据，为撰写实验报告提供素材。

六、实验设备及环境

“数据库原理及应用”实验所涉及的机房硬件设备为pc计算机、服务器以及网络环境，pc计算机与服务器在同一局域网络。

操作系统： Windows10 / Windows 11

管理工具： pgAdmin4

DBMS系统： PostgreSQL 15.1

七、实验步骤

（1）针对图书销售管理系统数据库，设计数据存取权限控制模型。根据业务逻辑及实际需要为商家、客户分配在每个数据库表上的操作权限。

（2）在数据库中，创建客户（R_Customer）、商家（R_Seller）角色。采用SQL语句执行方式，创建客户R_Customer、商家R_Seller角色。

（3）在数据库中，根据业务规则为客户（R_Customer）、商家（R_Seller）角色赋予数据库对象权限。利用Grant关键词对客户R_Customer、商家R_Seller角色，参考设计的数据存取权限控制模型，赋予对应的所定义的数据库对象权限。

（4）在数据库中，分别创建客户用户U_Customer、商家用户U_Seller。

（5）分别为客户用户U_Customer、商家用户U_Seller分派客户（R_Client）、商家（R_Seller）角色。

（6）分别以客户用户U_Customer、商家用户U_Seller身份访问图书销售管理数据库，验证所实现数据存取权限控制模型的正确性。

八、实验数据及结果分析

（1）针对图书销售管理系统数据库应用需求，设计数据存取权限控制模型。

创建客户角色安全模型，如下图1-1所示。

 

图1-1 客户角色安全模型

创建商家角色安全模型，如下图1-2所示。

 

图1-2 商家角色安全模型

1. 在数据库中，使用SQL语句创建客户（R_Customer）、商家（R_Seller）角色，并设置登录密码均为‘123456’，代码如下所示。

代码1 创建角色代码

create role R_Customer with login nosuperuser nocreatedb nocreaterole noinherit noreplication nobypassrls connection limit -1 password '123456'; create role R_Seller with login nosuperuser nocreatedb nocreaterole noinherit noreplication nobypassrls connection limit -1 password '123456';

创建结果如下图2-1所示。

 

图2-1 创建客户角色跟商家角色

1. 在数据库中，根据业务规则使用GRANT语句为客户（R_Customer）、商家（R_Seller）角色赋予数据库对象权限，其中客户角色只能对Book、Sale、Customer三个表进行查询操作，商家角色则可以对Book、Sale、Customer三个表进行增删改查，代码如下所示。

代码2 为角色授权代码

grant select on Book to R_Customer; grant select on Sale to R_Customer; grant select on Customer to R_Customer; grant insert,delete,select,update on Book to R_Seller; grant insert,delete,select,update on Sale to R_Seller; grant insert,delete,select,update on Customer to R_Seller;

授权结果如下图3-1所示。

 

图3-1 授权给客户角色、商家角色

1. 在数据库中，分别创建客户用户U_Customer、商家用户U_Seller，设置登陆密码‘123456’，并分别为客户用户U_Customer、商家用户U_Seller分派客户（R_Customer）、商家（R_Seller）角色，代码如下所示。

代码3 创建用户代码

Create user U_Customer with Login Connection limit -1 Password ‘123456’ In role R_Customer; Create user U_Seller with Login Connection limit -1 Password ‘123456’ In role R_Seller;

如下图4-1所示。

 

图4-1 客户、商家用户分配给客户、商家角色

1. 分别以客户用户U_Customer、商家用户U_Seller身份访问图书销售管理数据库，验证所实现数据存取权限控制模型的正确性。

首先在psql终端界面以客户用户的身份登录数据库，并对Book、Sale、Customer三个表进行select查询操作，结果如下图5-1所示。

 

图5-1 客户用户查询三个关系表

由上图可见，客户用户具有对三个关系表的查询操作权限，之后对三个表分别进行insert、delete、update操作，结果如下图5-2所示。

 

图5-2 客户用户除查询外其他操作

由上图可见客户用户对三个表没有增加、删除、修改的权限，这与我们之前授予客户角色的权限一致。

以商家用户的身份登录数据库，首先对Book表进行增删改查操作，如下图5-3所示。

 

图5-3 商家用户对Book表增删改查

然后对Sale表进行增删改查的操作，结果如下图5-4所示。

 

图5-4 商家用户对Sale表增删改查

最后对Customer表进行增删改查的操作，结果如下图5-5所示。

 

图5-5 商家用户对Customer表增删改查

由上述可知，商家用户具有对Book、Sale、Customer三个表的增删改查的权限，与之前所赋予的权限一致。

九、总结及心得体会

通过本次实验，我了解了该DBMS系统对数据库管理的内容与方法，特别是理解了数据库安全机制和作用，以及PostgreSQL数据库角色管理、用户管理、权限管理的基本方法，培养了我的数据库管理能力。同时我也能够使用power designer工具根据相应的业务要求创建数据库的存取控制安全模型。也能够使用SQL语句为数据库创建相应的角色跟用户，并为他们授予一定的权限。同时，我也学会了如何使用psql登录用户账号密码以此来访问数据库