数据库系统概论数据库安全性.ppt
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1、数据库系统概论An Introduction to Database System第四章 数据库安全性,DBMS对数据的控制功能,DBMS提供的数据控制功能(1)数据的安全性(Security)保护使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数据,保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。(2)数据的完整性(Integrity)检查将数据控制在有效的范围内,或保证数据之间满足一定的关系。,(3)并发(Concurrency)控制对多用户的并发操作加以控制和协调,防止相互干扰而得到错误的结果。(4)数据库恢复(Recovery)将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。,DBMS对数据的控制
2、功能,第四章 数据库安全性,4.1 计算机安全性概述4.2 数据库安全性控制4.3 视图机制4.4 审计4.5 数据加密4.6 统计数据库安全性4.7 小结,4.1 计算机安全性概述,什么是数据库的安全性数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成数据泄露、更改或破坏。安全性问题不是数据库系统所独有的,所有计算机都有这个问题。数据库中大量数据集中存放;为许多最终用户共享;安全性问题更突出。,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。数据库的安全性和计算机系统的安全性,包括操作系统、网络系统的安全性是紧密联系、相互支持的。,4.1.1 计算机系统的三类安全性问题 4
3、.1.2 安全标准简介,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,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。,4.1.1 计算机系统的三类安全性问题,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
4、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,4.1 计算机安全性概述,4.1.1 计算机系统的三类安全性问题 4.1.2 安全标准简介,4.1.2 安全标准简介,为降低进而消除对系统的安全攻击,各国引用或制定了一系列安全标准TCSEC(桔皮书)TDI(紫皮书),1985年美国国防部(DoD)正式颁布 DoD可信计算机系统评估标准(简称TCSEC或D
5、oD85)TCSEC又称桔皮书TCSEC标准的目的提供一种标准,使用户可以对其计算机系统内敏感信息安全操作的可信程度做评估。给计算机行业的制造商提供一种可循的指导规则,使其产品能够更好地满足敏感应用的安全需求。,1991年4月美国NCSC(国家计算机安全中心)颁布了可信计算机系统评估标准关于可信数据库系统的解释(Trusted Database Interpretation 简称TDI)TDI又称紫皮书。它将TCSEC扩展到数据库管理系统。TDI中定义了数据库管理系统的设计与实现中需满足和用以进行安全性级别评估的标准。,TDI/TCSEC标准的基本内容TDI与TCSEC一样,从四个方面来描述安
6、全性级别划分的指标安全策略责任保证文档,R1 安全策略(Security Policy)R1.1 自主存取控制(Discretionary Access Control,简记为DAC)R1.2 客体重用(Object Reuse)R1.3 标记(Labels)R1.4 强制存取控制(Mandatory Access Control,简记为MAC),R2 责任(Accountability)R2.1 标识与鉴别(Identification&Authentication)R2.2 审计(Audit)R3 保证(Assurance)R3.1 操作保证(Operational Assurance)R
7、3.2 生命周期保证(Life Cycle Assurance),R4 文档(Documentation)R4.1 安全特性用户指南(Security Features Users Guide)R4.2 可信设施手册(Trusted Facility Manual)R4.3 测试文档(Test Documentation)R4.4 设计文档(Design Documentation),TCSEC/TDI安全级别划分(4组7个等级),D级将一切不符合更高标准的系统均归于D组典型例子:DOS是安全标准为D级的操作系统 DOS在安全性方面几乎没有什么专门的机制来保障。,C1级非常初级的自主安全保护。
8、能够实现对用户和数据的分离,进行自主存取控制(DAC),保护或限制用户权限的传播。,C2级安全产品的最低档次。提供受控的存取保护,将C1级的DAC进一步细化,以个人身份注册负责,并实施审计和资源隔离达到C2级的产品在其名称中往往不突出“安全”(Security)这一特色。,典型例子 操作系统Microsoft的Windows NT 3.5,数字设备公司的Open VMS VAX 6.0和6.1 数据库Oracle公司的Oracle 7Sybase公司的,B1级标记安全保护。“安全”(Security)或“可信的”(Trusted)产品。对系统的数据加以标记,对标记的主体和客体实施强制存取控制(
9、MAC)、审计等安全机制。,典型例子 操作系统数字设备公司的SEVMS VAX Version 6.0惠普公司的HP-UX BLS release 9.0.9+数据库Oracle公司的Trusted Oracle 7Sybase公司的Informix公司的Incorporated INFORMIX-OnLine/Secure 5.0,B2级结构化保护建立形式化的安全策略模型并对系统内的所有主体和客体实施DAC和MAC。经过认证的B2级以上的安全系统非常稀少,典型例子 操作系统只有Trusted Information Systems公司的Trusted XENIX一种产品 标准的网络产品只有C
10、ryptek Secure Communications公司的LLC VSLAN一种产品 数据库没有符合B2标准的产品。,B3级安全域。该级的TCB必须满足访问监控器的要求,审计跟踪能力更强,并提供系统恢复过程。,A1级验证设计,即提供B3级保护的同时给出系统的形式化设计说明和验证以确信各安全保护真正实现。,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。,第四章 数据库安全性,4.1 计算机安全性概述4.2 数据库安全性控制4.3 视图机制4.4 审计4.5 数据加
11、密4.6 统计数据库安全性4.7 小结,4.2 数据库安全性控制,4.2.1 用户标识与鉴别4.2.2 存取控制4.2.3 自主存取控制方法4.2.4 授权与回收4.2.5 数据库角色4.2.6 强制存取控制方法,安全模型在一般的计算机系统中,安全措施是一级一级层层设置的。例如可以有以下模型:,4.2.1 用户标识与鉴别,方法:,用户标识和鉴定,存取控制审计视图,操作系统 安全保护,密码存储,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,用户标识与鉴别系统提供的最外层安全保护措施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
12、所有合法用户的标识;,4.2.2 用户标识与鉴别,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,4.2 数据库安全性控制,4.2.1 用户标识与鉴别4.2.2 存取控制4.2.3 自主存取控制方法4.2.4 授权与回收4.2.5 数据库角色4.2.6 强制存取控制方法,9.2.3 存取控制,存取控制机制的功能存取控制机制的组成 定
13、义存取权限 检查存取权限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),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。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。,存取控制(续),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 数据库安全性控制,4.2.1 用户标识与鉴别
14、4.2.2 存取控制4.2.3 自主存取控制方法4.2.4 授权与回收4.2.5 数据库角色4.2.6 强制存取控制方法,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,9.2 数据库安全性控制,9.2.1 用户标识与鉴别9.2.2 存取控制9.2.3 自主存取控制方法9.2.4 强制存取控制方法,9.2.3 自主存取控制方法,定义存取权限存取权限 存取权限由两个要素组成数据对象和操作类型,自主存取控制方法(续),关系系统中的存取权限类型数据对象操作类型模 式 模 式建立、修改、删除、检索外模式 建立、修改
15、、删除、检索 内模式建立、删除、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),关系系统中的存取权限定义方法GRANT/REVOKE,自主存取控制方法(续),关系系统中的存取权限(续)例:一张授权表 用户名 数据对象名 允许的操作类型 王 平 关系Student SELECT 张明霞 关系Student UPDATE 张明霞 关系Course ALL 张明霞 SC.Grade UPDATE 张明霞 SC.Sno SELECT 张明霞 SC.Cno SELECT,自主存取控制方法(续),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
16、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),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 数据库 表 属性列 行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,自主存取控制方法(续),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可以引用系统变量,如终端设备号,系统时钟等,实现与时间地点有关的存取权限,这样用户只能在某段时间
17、内,某台终端上存取有关数据 例: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Student SELECT Sdept=CS张明霞 关系Student UPDATE Sname=张明霞张明霞 关系 Course ALL 空,自主存取控制方法(续),自主存取控制小结定义存取权限用户检查存取权限DBMS,自主存取控制方法(续),自主存取控制小结(续)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
18、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),自主存取控制小结(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,自主存取控制方法(续),自主存取控制小结(续)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,4.2 数据库安全性控制,4.2.1 用户标识与鉴别4.2.2 存取控制4.2.3 自主存取控制方法4.2.4 授权与回收4.2.5 数据库角色4.2.6 强制存取控制方法,4.2.4 授 权与回收,G
19、RANT语句的一般格式:GRANT,.ON TO,|PUBLIC WITH GRANT OPTION;功能:将指定操作对象的指定操作权限授予指定的用户。,建表(CREATE TAB)的权限:属于DBADBA授予-普通用户基本表或视图的属主拥有对该表或视图的一切操作权限接受权限的用户:一个或多个具体用户 PUBLIC(全体用户),指定了WITH GRANT OPTION子句:获得某种权限的用户还可以把这种权限再授予别的用户。没有指定WITH GRANT OPTION子句:获得某种权限的用户只能使用该权限,不能传播该权限,例题,例1 把查询Student表权限授给用户U1,GRANT SELECT
20、 ON Student TO U1;,例题(续),例2 把对Student表和Course表的全部权限授予用户U2和U3,GRANT ALL PRIVILEGES ON Student,Course TO U2,U3;注意:在Oracle中,只能对一个对象授权。,例题(续),例3 把对表SC的查询权限授予所有用户,GRANT SELECT ON SC TO PUBLIC;,例题(续),例4 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 Student TO U4;,例题(续),例5 把对表SC的INSERT权限授予U5用户,并允
21、许他再将此权限授予其他用户,GRANT INSERT ON SC TO U5 WITH GRANT OPTION;,传播权限,执行例5后,U5不仅拥有了对表SC的INSERT权限,还可以传播此权限:GRANT INSERT ON SC TO U6 WITH GRANT OPTION;同样,U6还可以将此权限授予U7:GRANT INSERT ON SC TO U7;但U7不能再传播此权限。U5-U6-U7,例题(续),例6 DBA把在数据库S_C中建立表的权限授予用户U8GRANT CREATETABON DATABASE S_C TO U8;注意:Oracle中由DBA把CREATE TAB
22、LE的权限授予用户。,3.6 数据控制,概述3.6.1 授权3.6.2 收回权限小结,3.6.2 收回权限,REVOKE语句的一般格式为:REVOKE,.ON FROM,.;功能:从指定用户那里收回指定的权限。,例题,例7 把用户U4修改学生学号的权限收回,REVOKE UPDATE(Sno)ON Student FROM U4;注意:Oracle中不能按列收回权限。,例题(续),例8 收回所有用户对表SC的查询权限,REVOKE SELECT ON SC FROM PUBLIC;,例题(续),例9 把用户U5对SC表的INSERT权限收回,REVOKE INSERT ON SC FROM U
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