【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用視圖的時(shí)候不用擔(dān)心用戶會(huì)無意地刪除數(shù)據(jù)或者給真實(shí)表中添加有害的數(shù)據(jù)，并且可以限制用戶只能使用指定部分的數(shù)據(jù)，增加了數(shù)據(jù)的保密性和安全性。 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 對(duì) DBA而言， 審計(jì) 就是記錄數(shù)據(jù)庫中正在作什么的過程。審計(jì)記錄可以告訴你正在使用哪些系統(tǒng)權(quán)限，使用頻率是多少，多少用戶正在登錄，會(huì)話平均持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，正在特殊表上使用哪些命令，以及許多其他有關(guān)事實(shí)。 ? 審計(jì) 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 審計(jì)功能把用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫的所有操作自動(dòng)記錄下來放入 審計(jì)日志 （ Audit Log）中。審計(jì)日志一般包括下列內(nèi)容： (1) 操作類型（如修改、查詢等）。 (2) 操作終端標(biāo)識(shí)與操作人員標(biāo)識(shí)。 (3) 操作日期和時(shí)間。 (4) 操作的數(shù)據(jù)對(duì)象（如表、視圖、記錄、屬性等）。 (5)數(shù)據(jù)修改前后的值。 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 審計(jì)一般可以分為 用戶級(jí)審計(jì) 和 系統(tǒng)級(jí)審計(jì) 。 用戶級(jí)審計(jì) 是任何用戶可設(shè)置的審計(jì)，主要是針對(duì)自己創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫或視圖進(jìn)行審計(jì)，記錄所有用戶對(duì)這些表或視圖的一切成功和（或）不成功的訪問要求以及各種類型的 SQL操作。 系統(tǒng)級(jí)審計(jì) 只能由 DBA設(shè)置，用以監(jiān)測(cè)成功或失敗的登錄要求、監(jiān)測(cè) Grant和 Revoke操作以及其他數(shù)據(jù)庫級(jí)權(quán)限下的操作。 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase ? 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫安全性 ? 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫的 特點(diǎn) – 允許用戶查詢聚集類型的信息（例如合計(jì)、平均值等） – 不允許查詢單個(gè)記錄信息 例：允許查詢“程序員的平均工資是多少？” 不允許查詢“程序員張勇的工資？” 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase ? 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫中特殊的 安全性問題 – 隱蔽的信息通道 – 從合法的查詢中推導(dǎo)出不合法的信息 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 例 1：下面兩個(gè)查詢都是合法的： 1．本公司共有多少女高級(jí)程序員？ 2．本公司女高級(jí)程序員的工資總額是多少？ 如果第一個(gè)查詢的結(jié)果是“ 1”，那么第二個(gè)查詢的結(jié)果顯然就是這個(gè)程序員的工資數(shù)。 規(guī)則 1：任何查詢至少要涉及 N(N足夠大 )個(gè)以上的 記錄 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 例 2：用戶 A發(fā)出下面兩個(gè)合法查詢： 1．用戶 A和其他 N個(gè)程序員的工資總額是多少？ 2．用戶 B和其他 N個(gè)程序員的工資總額是多少？ 若第一個(gè)查詢的結(jié)果是 X，第二個(gè)查詢的結(jié)果是 Y，由于 用戶 A知道自己的工資是 Z，那么他可以計(jì)算出用戶 B的工資 =Y(XZ)。 原因：兩個(gè)查詢之間有很多重復(fù)的數(shù)據(jù)項(xiàng) 規(guī)則 2：任意兩個(gè)查詢的相交數(shù)據(jù)項(xiàng)不能超過 M個(gè) 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 可以證明，在上述兩條規(guī)定下，如果想獲知用戶 B的工資額 A至少需要進(jìn)行 1+(N2)/M次查詢 規(guī)則 3：任一用戶的查詢次數(shù)不能超過 1+(N2)/M 如果兩個(gè)用戶合作查詢就可以使這一規(guī)定失效 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 數(shù)據(jù)庫安全機(jī)制的 設(shè)計(jì)目標(biāo) ： 試圖破壞安全的人所花費(fèi)的代價(jià) 得到的利益 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 第四章 數(shù)據(jù)庫安全性 ? 數(shù)據(jù)庫安全性概述 ? 訪問控制 ? 數(shù)據(jù)庫加密技術(shù) ? SQL Server的安全機(jī)制 ? Oracle的安全機(jī)制 ? 安全數(shù)據(jù)庫的研究方向 ? 小結(jié) 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 如果入侵者繞過系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)庫的信息內(nèi)容，如果入侵者通過物理移除磁盤或備份磁盤盜走數(shù)據(jù)庫，如果入侵者接入載有真實(shí)用戶數(shù)據(jù)的通信鏈路，如果聰明的入侵者通過運(yùn)行程序，突破操作系統(tǒng)防線來檢索數(shù)據(jù)，情況會(huì)如何呢？ 在這些情況下，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的各種授權(quán)規(guī)則或許不能提供充分的保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)安全技術(shù)無法防范繞過系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)的侵?jǐn)_，這就需要采取其他保護(hù)措施來加強(qiáng)安全系統(tǒng)。加密技術(shù)提供了附加保護(hù)，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可以被加密（ encrypt），加密數(shù)據(jù)是不可能被讀出的，除非讀數(shù)據(jù)的人知道如何對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密（ decrypt）。加密也構(gòu)成了鑒定數(shù)據(jù)庫用戶身份良好機(jī)制的基礎(chǔ)。 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 加密 是一種編碼數(shù)據(jù)的方法，使入侵者難以理解數(shù)據(jù)內(nèi)容，在授權(quán)用戶使用時(shí)，解碼數(shù)據(jù)，使其返回原始格式。一些商業(yè) DBMS包含加密模塊，還有一些能提供程序，使用戶編寫自己的加密例程。當(dāng)前，加密技術(shù)廣泛應(yīng)用于諸如電子資金劃撥（ electronic fund transfers, 簡(jiǎn)寫 EFT）和電子商務(wù)等應(yīng)用程序中。 加密方案 需要一個(gè)包含下列組件和概念的密碼系統(tǒng)。 ?編碼數(shù)據(jù)（稱為明文）的加密密鑰 ?將明文更改為編碼文本（稱為密文）的加密算法 ?解碼密文的解碼密鑰 ?將密文轉(zhuǎn)換回原始明文的解密算法 ?加密的概念 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 加 密 元 素 明 文明 文發(fā) 送 者接 收 者加 密 密 鑰 加 密 算 法 解 密 算 法解 密 密 鑰密 文密 文數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase ? 編碼 最簡(jiǎn)單、最方便的方法。對(duì)于重要字段，值被編碼。例如，不存儲(chǔ)銀行分支的名稱，而是存儲(chǔ)代碼來表示。 ? 替代 逐個(gè)替代明文中的字母，以生成密文。 ? 轉(zhuǎn)置 使用特殊算法重新排列明文中的字符。 一般地，替代和轉(zhuǎn)置結(jié)合使用可取得理想效果。不過，未使用加密密鑰的技術(shù)無法提供充分保護(hù)。技術(shù)的強(qiáng)度取決于密鑰以及用于加密和解密的算法。如果單純使用替代和轉(zhuǎn)置，若入侵者分析足夠多的編碼文本，可能解密文本。 常用加密方法： 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 根據(jù)加密密鑰的使用和部署，可將 加密 技術(shù)分為兩種 類型 ： ? 對(duì)稱加密 該技術(shù)為加密和解密使用相同加密密鑰。密鑰必須保密，以防范潛在入侵者。該技術(shù)依賴于安全通信，以便在數(shù)據(jù)提供者和授權(quán)用戶之間交換密鑰。若密鑰確實(shí)安全，則要將密鑰作為消息本身的一部分。這么做效率不高，大多數(shù)密鑰較短。數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) (Data Encryption standard, 簡(jiǎn)寫DES)是該技術(shù)的一個(gè)例子。 ?非對(duì)稱加密 該技術(shù)為加密和解密使用不同密鑰。一種是公開的公鑰，另一種是只有授權(quán)用戶知道的私鑰。加密算法也可以公開。公鑰加密（ RSA）是一種非對(duì)稱加密方法。 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase ?數(shù)據(jù)庫加密標(biāo)準(zhǔn) 該技術(shù)在 1977年由 IBM開發(fā)和設(shè)計(jì)，被國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局采用為正式 DES。從那時(shí)起，各種行業(yè)機(jī)構(gòu)開始采用 DES。 該技術(shù)為加密和解密使用單個(gè)密鑰。密鑰必須保持秘密，以防范潛在入侵者。同樣，加密算法決不能對(duì)外公開。該算法由字符替代和轉(zhuǎn)置（或置換）構(gòu)成。 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 單 密 鑰 加 密 技 術(shù) DES 明 文明 文發(fā) 送 者接 收 者 D E S D E S密 文密 文密 鑰 : 5 4 2 6 9 4 7 1 8 3 2密 鑰 : 5 4 2 6 9 4 7 1 8 3 2數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 工作原理 DES將明文劃分為塊，每個(gè)塊 64位。用 64位密鑰來加密各個(gè)塊。密鑰雖 64位長(zhǎng)，但有效位僅 56位，其余 8位用作奇偶校驗(yàn)位。即使 56位密鑰，也可能有 256種可能的不同密鑰。所以，在建立密鑰時(shí)，選擇余地非常大。 按下列順序執(zhí)行加密： ? 使用密鑰為各個(gè)塊應(yīng)用初始置換。 ? 按 16個(gè)連續(xù)復(fù)雜替代步驟操作轉(zhuǎn)換或置換塊。 ? 最后應(yīng)用另一種置換算法，與初始置換相反。 解密算法與加密算法相同，但步驟執(zhí)行順序正好相反。 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase ?公鑰加密 公鑰加密技術(shù)由 Rivest、 Shamir和 Adleman提出，該技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。按三名創(chuàng)始者的姓名首字母，將其稱為 RSA。 RSA模型基于以下概念： ?使用兩個(gè)加密密鑰，一個(gè)是公鑰，另一個(gè)是私鑰。 ?每位用戶都有公鑰和私鑰。 ?公鑰向所有人發(fā)布，是公開的。 ?加密算法也可免費(fèi)看到。 ?只有個(gè)體用戶知道自己的私鑰。 ? 加密算法和解密算法相反。 數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase 公鑰加密技術(shù) 明 文明 文發(fā) 送 者接 收 者 公 共 算 法密 文密 文私 鑰 : 3 9私 鑰 : 2 7公 鑰發(fā) 送 者 1 9接 收 者 1 3數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 Principle and Application of DataBase RSA的一個(gè)非常重要的應(yīng)用就是實(shí)現(xiàn) 數(shù)字簽名（ digital signature），數(shù)字簽名是指附加在數(shù)據(jù)單元上的一些數(shù)據(jù)，或是對(duì)數(shù)據(jù)所作的密碼變換，這種數(shù)據(jù)變換能使數(shù)據(jù)接收者確認(rèn)數(shù)據(jù)的來源、完整性并保護(hù)數(shù)據(jù)。數(shù)字簽名可以作為某個(gè)文檔的出處證明，就像日常生活中應(yīng)用的手寫簽名一樣。和公鑰加密法一樣，這一概念是在 [Diffie and Hellman 1976]中首次采用的，但是和公鑰系統(tǒng)一樣，絕大多數(shù)數(shù)字簽名系統(tǒng)也是建立在 R