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1、23.09.2020,.,数据库系统概论 An Introduction to Database System 第四章 数据库安全性,23.09.2020,.,第四章 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 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,23.09.2020,.,数据库安全性（续）,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
2、保护措施是否有效是数据库系统主要的性能指标之一,23.09.2020,.,数据库安全性（续）,什么是数据库的安全性 数据库的安全性是指保护数据库，防止不合法的使用所造成的数据泄露、更改或破坏。 什么是数据的保密 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。,23.09.2020,.,第四章 数据库安全性,4.1 计算机安全性概论 4.2 数据库安全性控制 4.3 统计数据库安全性 4.4 视图机制 4.5 审计 4.6 统计数据库安全性 4.7 小结,23.09.2020,.,第四章 数据库安全性,4.1 计算机安全性概论 4.2 数据库安
3、全性控制 4.3 统计数据库安全性 4.4 视图机制 4.5 审计 4.6 统计数据库安全性 4.7 小结,23.09.2020,.,4.1 计算机安全性概论,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,23.09.2020,.,4.1 计算机安全性概论,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,23.09.2020,.,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。,23.09.2020,
4、.,计算机系统的三类安全性问题（续）,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,23.09.2020,.,计算机系统的三类安全性问题（续）,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。,23.09.2020,.,计算机系统的三类安全性问题（续）,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,23.09.2020,.,计算机系统的三类安全性问题（续）,政策法律类 政府部门建
5、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,23.09.2020,.,4.1 计算机安全性概论,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,23.09.2020,.,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) CC(Common Criteria),23.09.2020,.,安全标准简介（续）,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DoD85） 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
6、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。,23.09.2020,.,安全标准简介（续）,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。,23.09.2020,.,安全标准简介（续）,TDI/TCSEC标准的基本内容 TDI与TCSEC一样，从四个方面来描
7、述安全性级别划分的指标 安全策略 责任 保证 文档,23.09.2020,.,安全标准简介（续）,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）,23.09.2020,.,安全标准简介（续）,R2 责任（Accountability） R2.1 标识与鉴别（Identification ,23.09.2020,.,4.2.5
8、数据库角色,一、角色的创建 CREATE ROLE 二、给角色授权 GRANT , ON TO ,23.09.2020,.,数据库角色,三、将一个角色授予其他的角色或用户 GRANT , TO , WITH ADMIN OPTION 四、角色的收回 REVOKE , ON FROM ,23.09.2020,.,4.2.6 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,23.
9、09.2020,.,强制存取控制方法（续）,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,23.09.2020,.,强制存取控制方法（续）,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） 敏感度标记分成若干级别 绝密（Top Secret） 机密（Secret） 可信（Confidential） 公开（Public）,23.09.2020,.,强制存取控制方法（续）,主体的敏感度标记称为许可证级别
10、（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,23.09.2020,.,强制存取控制方法（续）,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，该主体才能写相应的客体。,23.09.2020,.,强制存取控制方法（续）,修正规则： 主体的许可证级别 =客体
11、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。,23.09.2020,.,强制存取控制方法（续）,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,23.09.2020,.,强制存取控制方法（续）,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,23.09.2020,.,MAC与DAC,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
12、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，只有通过MAC检查的数据对象方可存取。,23.09.2020,.,强制存取控制方法（续）,DAC + MAC安全检查示意图 SQL语法分析 & 语义检查 DAC 检 查 安全检查 MAC 检 查 继 续,23.09.2020,.,第四章 数据库安全性,4.1 计算机安全性概论 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,23.09.2020,.,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
13、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。,23.09.2020,.,视图机制（续）,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,23.09.2020,.,视图机制（续）,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；,23.09.2020,.,视图机制（续）,在视图上进一步定义存取权限 GRANT SELECT ON CS_S
14、tudent TO 王平 ；,23.09.2020,.,第四章 数据库安全性,4.1 计算机安全性概论 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,23.09.2020,.,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,23.09.2020,.,审计（续）,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。,23.
15、09.2020,.,审计（续）,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,23.09.2020,.,第四章 数据库安全性,4.1 计算机安全性概论 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,23.09.2020,.,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,23.09.2020,.,数
16、据加密（续）,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）,23.09.2020,.,数据加密（续）,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,23.09.2020,.,数据加密（续）,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,23.09.2020,.,第四章 数据库安全性,4.1 计算机安全性概论 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,23.09.2020,.,4.6
