数据库安全性.ppt

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1、第四章 数据库安全性,计算机安全性概述 数据库安全性控制,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：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一,什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。 什么是数据的保密

2、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。,4.1计算机安全性概述,计算机系统的三类安全性问题 可信计算机系统评测标准,计算机系统的三类安全性问题,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,三类计算机系统安全性问题 技术安全类

3、管理安全类 政策法律类,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。,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,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,4.2 数据库安全性控制,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； 直接编写应用程序执行非授权操作；,通过多次合法

4、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。,数据库安全性控制的常用方法 用户标识和鉴定 存取控制 视图 审计 密码存储,计算机系统的安全模型,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,用户标识与鉴别基本方法,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

5、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,用户标识自己的名字或身份,用户名/口令 简单易行，容易被人窃取 每个用户预先约定好一个计算过程或者函数 系统提供一个随机数 用户根据自己预先约定的计算过程或者函数进行计算 系统根据用户计算结果是否正确鉴定用户身份,存取控制,存取控制: 按预先定义好的用户权限控制用户对数据库的存取, 保证用户只能存取到有权存取的数据 存取控制机制的组成 定义用户权限,并登记到数据字典中 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,定义存取权限 在

6、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。 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。,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,自主存取控制方法,同一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,用户权限: 用户对数据库中

7、的不同数据对象允许执行的操作权限 关系系统中的存取权限: 不同的DBMS具体实现方法是存在一些差别的,数据本身:表、属性列 外模式, 模式, 内模式:,不同类型的数据对象有不同的操作权力,关系数据库系统中的存取权限,授权与回收,Grant语句的一般格式 grant , on to , with grant option; 把指定对象的一些操作权限授给一些用户 例子: 把查询Students表的权限授给用户wang grant select on table Students to wang; 例子: 把查询Students和SC表的权限授给全部用户 grant select on table

8、Students, SC to public;,with grant option子句 例子: 把对表SC的查询权限、修改成绩权限授给wang和zhang, 并允许wang和zhang将该权限授予他人 grant select, update(Grade) on table SC to wang, zhang with grant option; DBA、对象的建立者和经过with grant option授权的用户可以把他们对该对象具有的操作权限授予其它的合法用户 DBA把在数据库S-C中建立表的权限授予zhao grant createtab on database S-C to zhao

9、;,不同对象允许的操作权限 对象 对象类型 操作权限 属性列 table select update 视图 table select update insert delete all privileges 基本表 table select update insert delete alter index all privileges 数据库 database createtab,DBA具有在数据库中建立表的权限 用户仅能根据自己所拥有的权限来操作数据库中的数据,收回授权,授出的权限可以由DBA或其他的授权者收回 revoke , on from , 例子: 把用户wang和zhang修改成绩的

10、权限收回 revoke update(Grade) on table SC from wang, zhang; 权利回收操作是级联的 例如: DBA user1 user2 user3,授予SC表的 select权限,收回授权,revoke select on table SC from user1 从user1、user2和user3收回对SC表的select权限 例子：收回所有用户对SC表的查询授权 REVOKE SELECT ON TABLE SC FROM PUBLIC;,授权与回收小结,DBA拥有对数据库中所有对象的权限,并可以根据实际情况将不同的权限授予不同的用户 用户对自己建立的

11、基本表和视图拥有全部的操作权限,并且可以将其中某些权限授予其他用户 被授权的用户如果有继续授权的许可,还可以把获得的权限再授予其他用户,创建数据库模式的权限,对数据库模式的授权则由DBA在创建用户时实现 CREATE USER WITHDBA|RESOURCE|CONNECT,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 优点: 为一组具有相同权限的用户创建一个角色,利用角色管理数据库权限简化权限管理 角色创建 CREATE ROLE ,给角色授权 GRANT ,. ON TO ,. 将一个角色授予其他的角色或用户 GRANT ,. TO ,. WITH ADM

12、IN OPTION 角色权限的收回,强制存取控制方法,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,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,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）

13、敏感度标记分成若干级别 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） 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,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下面两条规则： （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，

14、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 用户可为写入的数据对象赋予高于自 己的许可证级别的密级 一旦数据被写入，该用户自己也不能再读该数据对象了。,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,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,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 先进行DAC检查，通过DAC检查的数据对象再由系统进行MAC检查，只有

15、通过MAC检查的数据对象方可存取。,4.3 视图机制,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， 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 视图上面再进一步定义存取权限 间接实现了支持存取谓词的用户权限定义,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_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

16、 ON CS_Student TO 王平 ；,4.4 审计,什么是审计 启用一个专用的审计日志（Audit Log） 将用户对数据库的所有操作记录在上面 DBA可以利用审计日志中的追踪信息 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,审计功能的可选性 审计很费时间和空间 DBA可以根据应用对安全性的要求，灵活地打开或关闭审计功能。,强制性机制: 用户识别和鉴定、存取控制、视图 预防监测手段: 审计技术,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 加密的基本思想 根据一定的算法将原始数据（术语为明文，Plain text）变换为不可直接识别的格

17、式（术语为密文，Cipher text） 不知道解密算法的人无法获知数据的内容,加密方法 替换方法 使用密钥（Encryption Key）将明文中的每一个字符转换为密文中的一个字符 置换方法 将明文的字符按不同的顺序重新排列 混合方法 美国1977年制定的官方加密标准：数据加密标准（Data Encryption Standard，简称DES）,DBMS中的数据加密 有些数据库产品提供了数据加密例行程序 有些数据库产品本身未提供加密程序，但提供了接口,数据加密功能通常也作为可选特征，允许用户自由选择 数据加密与解密是比较费时的操作 数据加密与解密程序会占用大量系统资源 应该只对高度机密的数据加密,