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数据库复习八

# 问题提出

  • 数据库的一大特点是可以共享
  • 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

# 数据库安全性

数据库安全性：保护数据库以防止不合法使用所造成的数据泄露、更改或破坏

# 数据库安全性概述

  • 非授权用户对数据库的恶意存取和破坏
  • 数据库中重要或敏感的数据被泄露
  • 安全环境的脆弱新

# 数据库安全性控制

计算机系统中，安全措施一级一级层层设置

数据库安全性控制的常用方法：

  • 用户标识和鉴别
  • 存取控制
  • 视图
  • 审计
  • 数据加密

# 用户标识与鉴别

系统提供的最外层安全保护措施

口令：系统核对口令以鉴别用户身份

# 存取控制

存取控制机制组成

  • 定义用户权限：
    • 用户对某一数据对象的操作权利称为权限
    • DBMS 提供适当的语言来定义用户权限，存放在数据字典中，称作安全规则或授权规则
  • 合法权限检查
    • 用户发出存取数据库操作请求
    • DBMS 查找数据字典，进行合法权限检查

用户权限定义和合法权检查机制一起组成了 DBMS 的存取控制子系统

常用存取控制方法：

  • 自主存取控制
    • C2 级
    • 灵活
  • 强制存取机制
    • B1
    • 严格

# 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

定义用户权限：定义用户可以在那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

关系数据库系统中存取控制对象

对象类型对象操作类型
数据库模式模式CREATE SCHEMA
基本表CREATE TABLE,ALTER TABLE
视图CREATE VIEW
索引CREATE INDEX
数据基本表和视图SELECT,INSERT,UPDATE,DELETE,REFERENCES,ALL PRIVILEGES
属性列SELECT,INSERT,UPDATE,DELETE,REFEREMCES,ALL PRIVILEGES

# 授权与回收

  • GRANT

    GRANT 语句一般格式

    GRANT <权限>[,< 权限 >]...

    ON <对象类型> < 对象名 >,[< 对象类型 >< 对象名 >]...

    TO <用户>[,< 用户 >]...

    [WITH GRANT OPTION];

  • 发出 GRANT

    • DBA
    • 数据库对象创建者 (即属主 Owner)
    • 拥有该权限的用户

  • 按受权限的用户

    • 一个或多个具体用户
    • PUBLIC (全体用户)

  • WITH GRANT OPTION 子句：

    • 子句：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 表权限授权给用户 U1

GRANT SELECT
ON TABLE Student
TO U1;

把对 Student 表和 Course 表的全部权限授予用户 U2 和 U3

GRANT ALL PRIVILEGES
ON TABLE Student
TO U2,U3;

把对表 SC 的查询权限授予所有用户

GRANT SELECT
ON TABLE SC
TO PUBLIC;

把查询 Student 表和修改学生学号的权限授予给用户 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

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

    • REVOKE 语句的一般格式为：

      REVOKE <权限>[,< 权限 >]...

      ON <数据类型> < 对象名 > ,...

      FROM <用户>[,< 用户 >]

      [CASCADE|RESTRICT];

例：把用户 U4 修改学生学号的权限收回

REVOKE UPDATE(Sno)
ON TABLE Student
FROM U4;

收回所有用户对 SC 表的查询权限

REVOKE SELECT
ON TABLE SC
FROM PUBLIC;

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 权限回收的时候必须级联 (CASCADE) 收回
  • 系统只收回直接或间接从 U5 出获得的权限
# 创建数据库模式的权限

  • DBA 在创建用户时实现

  • CREATE USER 语句格式

    CREATE USER < username >

    [WITH] [DBA|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
  • 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

角色的创建：

  • CREATE ROLE <角色名>

# 强制存取控制方法

自主存取控制缺点：

  • 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性控制，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：

  • 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集分类的部分
    • 军事部门
    • 政府部门

主体是系统中活动实体

  • DBMS 所管理的实际用户
  • 代表用户的各个进程

客体是系统的被动实体，是受主体操控的

  • 文件
  • 基本表
  • 索引
  • 视图

敏感度标记：

  • 绝密
  • 机密
  • 可信
  • 公开

主体敏感度标记称为许可证级别

客体的敏感度标记称为密级

强制存取控制规则：

  • 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客体
  • 仅当主题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

DAC 与 MAC 共同构成 DBMS 的安全机制

实现 MAC 时要首先 DAC

  • 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

例题：

1、安全性控制的防范对象是 (B)，防止他们对数据库数据的存取

A. 不合语义的数据

B. 非法用户

C. 不正确的数据

D. 不符合约束的数据

2、在强制存取控制机制中，当主体的许可证级别等于客体的密级时，主体可以对客体进行如下操作 (D)。

A. 读取

B. 写入

C. 不可操作

D. 读取、写入

# 视图机制

要把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

例：建立计算机系学生的视图，把对该视图的 SELECT 权限授予王平，把该视图上的所有操作权限授予张明

先建立计算机系学生视图 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 PRIVILEGES
ON CS_Student
TO 张明;

# 审计

什么是审计：

  • 审计日志：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 ALTER,UPDATE
ON SC;

取消对 SC 表的一切审计

NOAUDIT ALTER,UPDATE
ON SC;

数据库安全审计系统提供了一种 (C) 的安全机制

A. 事前检查

B. 事发时追踪

C. 事后检查

D. 事前预测

# 数据加密

防止数据库中数据在存取或传输中失密的有效手段

加密基本思想

  • 根据一定算法将原始数据 —— 明文变换为不可直接识别的格式 —— 密文

加密方法：

  • 存储加密
    • 透明存取加密
      • 内核级加密保护形式，对用户完全透明
      • 将数据在写到磁盘时对数据进行加密，授权用户读取数据时再对其进行解密
      • 数据库的应用程序不需要做任何修改，只需在创建表语句中说明需加密的字段即可
      • 内核级加密方法：性能较好，安全完备性较高
    • 非透明存取加密
      • 通过多个加密函数实现
  • 传输加密
    • 链路加密
      • 在链路层进行加密
      • 传输信息由报头和报文两部分组成
      • 报文和报头均加密
    • 端到端加密
      • 在发送端加密，接收端解密
      • 只加密报文不加密报头
      • 所需密码设备数量相对较少，容易被非法监听者发现并从中获取敏感信息
  • 库内加密
  • 库外加密
库内加密模式库外加密模式
加解密执行者DBMS专门的密码服务器或客户端
对数据库应用是否透明是否
服务器端性能影响服务器运行负担大基本无影响
密钥管理库内存储，风险大专门保护，风险小
是否影响 DBMS 功能完全不影响影响索引等部分功能
密码服务能力提供的算法等密码服务能力受 DBMS 限制可以灵活地变更，提供多种密码服务

# 其他安全性保护

  • 推理控制
    • 处理强制存取控制未解决的问题
    • 避免用户利用能够访问的数据推知更高密级的数据
  • 隐藏密道
    • 处理强制存取控制未解决的问题

# OpenGauss 数据库安全

  • 客户端接入认证
  • 管理用户及权限
  • 设置数据库审计