数据库学习笔记(二)

数据库技术
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2023-03-13
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数据库学习笔记(二)

1. 数据库安全性

1.1 TCSEC/TDI 安全级别划分

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B1 级：”安全”或”可信的”产品 ，真正意义上的安全产品

1.2 数据库管理系统安全性控制模型

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存取控制流程：

  1. 数据库管理系统对提出 SQL 访问请求的数据库用户进行身份鉴别，防止不可信用户使用系统
  2. 在 SQL 处理层进行自主存取控制和强制存取控制，甚至还可以进行推理控制
  3. 还可以对用户访问行为和系统关键操作进行审计，对异常用户行为进行简单入侵检测

1.3 数据库安全性控制的常用方法

  1. 用户标识和鉴定
  2. 存取控制
  3. 视图
  4. 审计
  5. 数据加密

1.4 数据库安全性控制

1.4.1 用户身份鉴别

  • 静态口令鉴别
  • 动态口令鉴别
  • 生物特征鉴别
  • 智能卡鉴别

1.4.2 存取控制

自主存取控制:

  • C2 级
  • 用户对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有不同的权限
  • 用户可以将其拥有的存取权限授予其他用户

强制存取控制:

  • B1 级
  • 每一个数据对象被标以一定的密级
  • 每个用户也会被授予某个级别的许可证
  • 对于每一个对象，只有具有合法许可证的用户才可以存取

1.4.3 授权: 授予与回收

grant

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]	# 指定这个的话，表示权限可以再授予，没有指定的话，则不行

例子：

grant select
on table Student
to U1;	# 把查询Student表的权限授予用户U1

grant all priviliges
on table Student, Course
to U2, U3; # 把Student表和Course表的全部权限授予用户U2和U3

grant select
on table Student
to public;	# 把查询Student表的权限授予所有用户

grant update(Sno), select
on table Student
to U4	# 把查询Student表和修改学号的权限授予用户U4
with grant option; # 允许用户U4再把此权限授予其他用户

grant select
on table Student
to U5;	# 用户U4可以把自己的select权限授予U5, U5不能再传播此权限

revoke

格式：

revoke <权限>[, <权限>]...
on <对象类型> <对象名>[, <对象类型> <对象名>]...
from <用户>[, <用户>]...[cascade | restrict]

例子：

revoke select
on table Student
from public； # 收回所有用户对标Student的查询权限

revoke select
on table Student
from U4 cascade; # 将用户U5的select权限收回的时候，需要的使用cascade，否则拒绝执行该语句， 因为用户U4已经把select权限授予给U5了，所有收回U4的select权限的时候需要级联，收回用户U5的权限，因为U5的权限来自U4,U4没了，U5自然也会没

数据库管理员：

  • 拥有所有对象的所有权限
  • 根据实际情况将不同的权限授予不同用户

用户：

  • 拥有自己建立的对象的全部的操作权限
  • 可以使用 grant，把权限授予其他用户

被授权的用户：

  • 如果具有”继续授权”的许可，则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

数据库管理员在创建用户时实现

语法：

create user <username>
[with][DBA|RESOURCE|CONNECT];

CONNECT 权限：拥有 CONNECT 权限的用户不能创建新用户、模式、基本表，只能登录数据库

RESOURCE 权限：能创建基本表和视图，但不能创建模式、新用户

DBA 权限：可以创建新用户、创建模式、创建基本表和视图。DBA 拥有对所有数据库对象的存取权限，还可以吧这些权限授予一般用户

1.4.4 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，用来简化授权的过程

角色的创建

create role <角色名>;

给角色授权

grant <权限>[, <权限>]...
on <对象类型> <对象名>
to <角色>[, <角色>]...

将一个角色授予其他的角色或用户

grant <角色1>[, <角色2>]...
to <角色3>[, <用户1>]...
[with admin option] # 指定with admin option的话，可以把权限授予其他角色或用户

角色权限的收回

revoke <权限>[, <权限>]...
on <对象类型> <对象名>
from <角色>[, <角色>]...

例子：

create role R1;  # 创建一个角色R1

grant select, update, insert
on table Student
to R1;			# 给角色R1授予Student表的select、update、insert权限

grant R1
to clz, czh;	# 将角色R1授予clz、czh，使他们具有角色R1所包含的全部权限

revoke R1
from clz;		# 通过R1一次性收回clz的这3个权限

grant delete
on table Student
to R1;			# 使角色R1在原来的基础上增加了Student表的delete权限

revoke select
on table Student
from R1;		# 收回R1的select权限

1.4.4 强制存取控制方法

强制存取控制(MAC):

  • 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级分类的部门

在强制存取控制中，数据库管理系统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

  • 包括数据库管理系统所管理的实际用户
  • 也包括代表用户的各个进程

客体是系统中的被动实体，受主体控制

  • 文件、基本表、索引、视图等

敏感度标记

  • 对于主体和客体，DBMS 为它们每一个实例指派一个敏感度标记
  • 敏感度标记可分为若干级别
  • 绝密(TS)
  • 机密(S)
  • 可信(C)
  • 公开(P)
  • TS>=S>=C>=p
  • 主体的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，该主体才能读相应的客体
  • 仅当主体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

自主存取控制与强制存取控制共同构成数据库管理系统的安全机制

  • 先进行自主存取控制检查(DAC 检查)，通过自主存取控制检查的数据对象再由系统进行强制存取控制检查(MAC 检查)，只有通过 MAC 检查的数据对象才可以存取。

1.5 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，对数据提供一定程度的安全保护
  • 间接实现支持存取谓词的用户权限定义

例子：

create view CS_Student
as
select * from Student
where Sdept = 'CS';	# 建立计算机系学生的视图

grant select
on CS_Student
to clz;

grant all priviliges
on CS_Student
to czh;				# 在视图上进一步定义存取权限

1.6 审计

概念：

  • 启用一个专用的审计日志，将用户对数据库的所有操作记录在上面
  • 审计员可以利用审计记录，监控数据库中的各种行为，找出非法存取数据的人、时间和内容
  • C2 以上安全级别的 DBMS 必须具有审计功能

应该只有保密级别高的才需要设置审计功能，因为审计很费时间和空间，会增加很多开销

用户级审计：

  • 任何用户可设置的审计
  • 主要是用户针对自己创建的数据库表和视图进行审计

系统级审计：

  • 只能由数据库管理员设置
  • 可以监测成功或失败的登录请求、监测授权和收回操作以及其他数据库权限下的操作

1.6.1 audit 语句

audit 语句：设置审计功能

audit alter, update
on Student;		# 对修改Student表结构或修改表数据的操作进行审计

1.6.2 noaudit 语句

noaudit 语句：取消审计功能

noaudit alter, update
on Student;		# 取消对Student表的审计

1.7 数据加密

1.7.1 存储加密

透明存储加密：

  • 内核级加密保护方式对用户完全透明
  • 将数据在写到磁盘时对数据进行，授权用户读取数据时再对其进行解密
  • 数据库的管理应用程序不需要做任何修改，只需要在创建表语句中说明需加密的字段就可以

性能较好，安全完备性较高

非透明存储加密：

  • 通过多个加密函数实现

1.7.2 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
  • 报文和报头都加密

端对端加密：

  • 在发送端加密，接收端解密
  • 只加密报文，不加密报头
  • 容易被非法监听者发现并从中获取敏感信息

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