第4章數(shù)據(jù)庫安全性

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論AnIntroductiontoDatabaseSystem第4章數(shù)據(jù)庫安全性第一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem第4章數(shù)據(jù)庫安全性

問題的提出數(shù)據(jù)庫的一大特點(diǎn)是數(shù)據(jù)可以共享但數(shù)據(jù)共享必然帶來數(shù)據(jù)庫的安全性問題數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)共享不能是無條件的共享例：軍事秘密、國家機(jī)密、新產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、市場需求分析、市場營銷策略、銷售計(jì)劃、客戶檔案、醫(yī)療檔案、銀行儲蓄數(shù)據(jù)第二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)庫安全性（續(xù)）數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的共享是在DBMS統(tǒng)一的嚴(yán)格的控制之下的共享，即只允許有合法使用權(quán)限的用戶訪問允許他存取的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全保護(hù)措施是否有效是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要的性能指標(biāo)之一第三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)庫安全性（續(xù)）什么是數(shù)據(jù)庫的安全性數(shù)據(jù)庫的安全性是指保護(hù)數(shù)據(jù)庫，防止因用戶非法使用數(shù)據(jù)庫造成數(shù)據(jù)泄露、更改或破壞。什么是數(shù)據(jù)的保密數(shù)據(jù)保密是指用戶合法地訪問到機(jī)密數(shù)據(jù)后能否對這些數(shù)據(jù)保密。通過制訂法律道德準(zhǔn)則和政策法規(guī)來保證。第四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem第4章數(shù)據(jù)庫安全性4.1計(jì)算機(jī)安全性概述4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.3統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫安全性4.4小結(jié)第五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem第4章數(shù)據(jù)庫安全性4.1計(jì)算機(jī)安全性概述4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.3統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫安全性4.4小結(jié)第六頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.1計(jì)算機(jī)安全性概論4.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三類安全性問題4.1.2可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)第七頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.1計(jì)算機(jī)安全性概論4.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三類安全性問題

4.1.2可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)第八頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三類安全性問題

什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全性為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建立和采取的各種安全保護(hù)措施，以保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件、軟件及數(shù)據(jù)，防止其因偶然或惡意的原因使系統(tǒng)遭到破壞，數(shù)據(jù)遭到更改或泄露等。第九頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三類安全性問題（續(xù)）

計(jì)算機(jī)安全涉及問題計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身的技術(shù)問題計(jì)算機(jī)安全理論與策略計(jì)算機(jī)安全技術(shù)管理問題安全管理安全評價(jià)安全產(chǎn)品第十頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三類安全性問題（續(xù)）

計(jì)算機(jī)安全涉及問題(續(xù))法學(xué)計(jì)算機(jī)安全法律犯罪學(xué)計(jì)算機(jī)犯罪與偵察安全監(jiān)察心理學(xué)第十一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三類安全性問題（續(xù)）

三類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全性問題技術(shù)安全類管理安全類政策法律類第十二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三類安全性問題（續(xù)）

技術(shù)安全指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用具有一定安全性的硬件、軟件來實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其所存數(shù)據(jù)的安全保護(hù)，當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到無意或惡意的攻擊時(shí)仍能保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，保證系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)不增加、不丟失、不泄露。第十三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三類安全性問題（續(xù)）

管理安全軟硬件意外故障、場地的意外事故、管理不善導(dǎo)致的計(jì)算機(jī)設(shè)備和數(shù)據(jù)介質(zhì)的物理破壞、丟失等安全問題第十四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三類安全性問題（續(xù)）

政策法律類政府部門建立的有關(guān)計(jì)算機(jī)犯罪、數(shù)據(jù)安全保密的法律道德準(zhǔn)則和政策法規(guī)、法令第十五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.1計(jì)算機(jī)安全性概論4.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三類安全性問題4.1.2可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)第十六頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.1.2可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)為降低進(jìn)而消除對系統(tǒng)的安全攻擊，各國引用或制定了一系列安全標(biāo)準(zhǔn)TCSEC(桔皮書)TDI(紫皮書)第十七頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）1985年美國國防部（DoD）正式頒布《DoD可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評估標(biāo)準(zhǔn)》（簡稱TCSEC或DoD85）TCSEC又稱桔皮書TCSEC標(biāo)準(zhǔn)的目的提供一種標(biāo)準(zhǔn)，使用戶可以對其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)敏感信息安全操作的可信程度做評估。給計(jì)算機(jī)行業(yè)的制造商提供一種可循的指導(dǎo)規(guī)則，使其產(chǎn)品能夠更好地滿足敏感應(yīng)用的安全需求。第十八頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）1991年4月美國NCSC（國家計(jì)算機(jī)安全中心）頒布了《可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評估標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于可信數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的解釋》（TrustedDatabaseInterpretation簡稱TDI）TDI又稱紫皮書。它將TCSEC擴(kuò)展到數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。TDI中定義了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中需滿足和用以進(jìn)行安全性級別評估的標(biāo)準(zhǔn)。第十九頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）TDI/TCSEC標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容TDI與TCSEC一樣，從四個(gè)方面來描述安全性級別劃分的指標(biāo)安全策略責(zé)任保證文檔第二十頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）R1安全策略（SecurityPolicy）

R1.1自主存取控制（DiscretionaryAccessControl，簡記為DAC）R1.2客體重用（ObjectReuse）R1.3標(biāo)記（Labels）R1.4強(qiáng)制存取控制（MandatoryAccessControl，簡記為MAC）第二十一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）R2責(zé)任（Accountability）

R2.1標(biāo)識與鑒別（Identification&Authentication）R2.2審計(jì)（Audit）R3保證（Assurance）

R3.1操作保證（OperationalAssurance）R3.2生命周期保證（LifeCycleAssurance）第二十二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）R4文檔（Documentation）R4.1安全特性用戶指南（SecurityFeaturesUser'sGuide）R4.2可信設(shè)施手冊（TrustedFacilityManual）R4.3測試文檔（TestDocumentation）R4.4設(shè)計(jì)文檔（DesignDocumentation）第二十三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）

TCSEC/TDI安全級別劃分安全級別定義A1驗(yàn)證設(shè)計(jì)（VerifiedDesign）B3安全域（SecurityDomains）

B2結(jié)構(gòu)化保護(hù)（StructuralProtection）

B1標(biāo)記安全保護(hù)（LabeledSecurityProtection）

C2受控的存取保護(hù)（ControlledAccessProtection）

C1自主安全保護(hù)（DiscretionarySecurityProtection）

D最小保護(hù)（MinimalProtection）第二十四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）四組(division)七個(gè)等級DC（C1，C2）B（B1，B2，B3）A（A1）按系統(tǒng)可靠或可信程度逐漸增高各安全級別之間具有一種偏序向下兼容的關(guān)系，即較高安全性級別提供的安全保護(hù)要包含較低級別的所有保護(hù)要求，同時(shí)提供更多或更完善的保護(hù)能力。第二十五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）D級將一切不符合更高標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)均歸于D組典型例子：DOS是安全標(biāo)準(zhǔn)為D的操作系統(tǒng)DOS在安全性方面幾乎沒有什么專門的機(jī)制來保障第二十六頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）C1級非常初級的自主安全保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶和數(shù)據(jù)的分離，進(jìn)行自主存取控制（DAC），保護(hù)或限制用戶權(quán)限的傳播。第二十七頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）C2級安全產(chǎn)品的最低檔次提供受控的存取保護(hù)，將C1級的DAC進(jìn)一步細(xì)化，以個(gè)人身份注冊負(fù)責(zé)，并實(shí)施審計(jì)和資源隔離達(dá)到C2級的產(chǎn)品在其名稱中往往不突出“安全”(Security)這一特色第二十八頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）典型例子操作系統(tǒng)Microsoft的WindowsNT3.5，數(shù)字設(shè)備公司的OpenVMSVAX6.0和6.1

數(shù)據(jù)庫Oracle公司的Oracle7Sybase公司的SQLServer11.0.6第二十九頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）B1級標(biāo)記安全保護(hù)?！鞍踩?Security)或“可信的”(Trusted)產(chǎn)品。對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加以標(biāo)記，對標(biāo)記的主體和客體實(shí)施強(qiáng)制存取控制（MAC）、審計(jì)等安全機(jī)制第三十頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）典型例子操作系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備公司的SEVMSVAXVersion6.0惠普公司的HP-UXBLSrelease4.0.4+數(shù)據(jù)庫Oracle公司的TrustedOracle7Sybase公司的SecureSQLServerversion11.0.6Informix公司的IncorporatedINFORMIX-OnLine/Secure5.0第三十一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）B2級結(jié)構(gòu)化保護(hù)建立形式化的安全策略模型并對系統(tǒng)內(nèi)的所有主體和客體實(shí)施DAC和MAC。經(jīng)過認(rèn)證的B2級以上的安全系統(tǒng)非常稀少第三十二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）典型例子操作系統(tǒng)只有TrustedInformationSystems公司的TrustedXENIX一種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品只有CryptekSecureCommunications公司的LLCVSLAN一種產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫沒有符合B2標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品第三十三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）B3級安全域。該級的TCB必須滿足訪問監(jiān)控器的要求，審計(jì)跟蹤能力更強(qiáng)，并提供系統(tǒng)恢復(fù)過程。第三十四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）A1級驗(yàn)證設(shè)計(jì)，即提供B3級保護(hù)的同時(shí)給出系統(tǒng)的形式化設(shè)計(jì)說明和驗(yàn)證以確信各安全保護(hù)真正實(shí)現(xiàn)。第三十五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）B2以上的系統(tǒng)還處于理論研究階段應(yīng)用多限于一些特殊的部門如軍隊(duì)等美國正在大力發(fā)展安全產(chǎn)品，試圖將目前僅限于少數(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的B2安全級別下放到商業(yè)應(yīng)用中來，并逐步成為新的商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。第三十六頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）第三十七頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評測標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)） 表示該級不提供對該指標(biāo)的支持；表示該級新增的對該指標(biāo)的支持；表示該級對該指標(biāo)的支持與相鄰低一級的等級一樣；表示該級對該指標(biāo)的支持較下一級有所增加或改動。第三十八頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem第4章數(shù)據(jù)庫安全性4.1計(jì)算機(jī)安全性概論4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.3統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫安全性4.4小結(jié)第三十九頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.2.1數(shù)據(jù)庫安全性控制概述4.2.2用戶標(biāo)識與鑒別4.2.3存取控制4.2.4自主存取控制方法4.2.5強(qiáng)制存取控制方法4.2.6視圖機(jī)制4.2.7審計(jì)4.2.8數(shù)據(jù)加密第四十頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2.1數(shù)據(jù)庫安全性控制概述非法使用數(shù)據(jù)庫的情況用戶編寫一段合法的程序繞過DBMS及其授權(quán)機(jī)制，通過操作系統(tǒng)直接存取、修改或備份數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；直接或編寫應(yīng)用程序執(zhí)行非授權(quán)操作；第四十一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)庫安全性控制概述（續(xù)）通過多次合法查詢數(shù)據(jù)庫從中推導(dǎo)出一些保密數(shù)據(jù)

例：某數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)禁止查詢單個(gè)人的工資，但允許查任意一組人的平均工資。用戶甲想了解張三的工資，于是他： 首先查詢包括張三在內(nèi)的一組人的平均工資 然后查用自己替換張三后這組人的平均工資從而推導(dǎo)出張三的工資破壞安全性的行為可能是無意的，故意的，惡意的。第四十二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的安全模型

應(yīng)用DBMSOS

DB低高安全性控制層次方法：

用戶標(biāo)識和鑒定

存取控制審計(jì)視圖

操作系統(tǒng)安全保護(hù)

密碼存儲

第四十三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)庫安全性控制概述（續(xù)）數(shù)據(jù)庫安全性控制的常用方法用戶標(biāo)識和鑒定存取控制視圖審計(jì)密碼存儲第四十四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.2.1數(shù)據(jù)庫安全性控制概述4.2.2用戶標(biāo)識與鑒別4.2.3存取控制4.2.4自主存取控制方法4.2.5強(qiáng)制存取控制方法4.2.6視圖機(jī)制4.2.7審計(jì)4.2.8數(shù)據(jù)加密第四十五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2.2用戶標(biāo)識與鑒別用戶標(biāo)識與鑒別（Identification&Authentication）系統(tǒng)提供的最外層安全保護(hù)措施第四十六頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2.2用戶標(biāo)識與鑒別基本方法系統(tǒng)提供一定的方式讓用戶標(biāo)識自己的名字或身份；系統(tǒng)內(nèi)部記錄著所有合法用戶的標(biāo)識；每次用戶要求進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，由系統(tǒng)核對用戶提供的身份標(biāo)識；通過鑒定后才提供機(jī)器使用權(quán)。用戶標(biāo)識和鑒定可以重復(fù)多次第四十七頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem用戶標(biāo)識自己的名字或身份用戶名/口令簡單易行，容易被人竊取每個(gè)用戶預(yù)先約定好一個(gè)計(jì)算過程或者函數(shù)系統(tǒng)提供一個(gè)隨機(jī)數(shù)用戶根據(jù)自己預(yù)先約定的計(jì)算過程或者函數(shù)進(jìn)行計(jì)算系統(tǒng)根據(jù)用戶計(jì)算結(jié)果是否正確鑒定用戶身份第四十八頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.2.1數(shù)據(jù)庫安全性控制概述4.2.2用戶標(biāo)識與鑒別4.2.3存取控制4.2.4自主存取控制方法4.2.5強(qiáng)制存取控制方法4.2.6視圖機(jī)制4.2.7審計(jì)4.2.8數(shù)據(jù)加密第四十九頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2.3存取控制存取控制機(jī)制的功能存取控制機(jī)制的組成定義存取權(quán)限檢查存取權(quán)限用戶權(quán)限定義和合法權(quán)檢查機(jī)制一起組成了DBMS的安全子系統(tǒng)第五十頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem存取控制（續(xù)）定義存取權(quán)限在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為了保證用戶只能訪問他有權(quán)存取的數(shù)據(jù)，必須預(yù)先對每個(gè)用戶定義存取權(quán)限。檢查存取權(quán)限對于通過鑒定獲得上機(jī)權(quán)的用戶（即合法用戶），系統(tǒng)根據(jù)他的存取權(quán)限定義對他的各種操作請求進(jìn)行控制，確保他只執(zhí)行合法操作。第五十一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem存取控制（續(xù)）常用存取控制方法自主存取控制（DiscretionaryAccessControl，簡稱DAC）C2級

靈活強(qiáng)制存取控制（MandatoryAccessControl，簡稱MAC）B1級嚴(yán)格第五十二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法同一用戶對于不同的數(shù)據(jù)對象有不同的存取權(quán)限不同的用戶對同一對象也有不同的權(quán)限用戶還可將其擁有的存取權(quán)限轉(zhuǎn)授給其他用戶第五十三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem強(qiáng)制存取控制方法每一個(gè)數(shù)據(jù)對象被標(biāo)以一定的密級每一個(gè)用戶也被授予某一個(gè)級別的許可證對于任意一個(gè)對象，只有具有合法許可證的用戶才可以存取第五十四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.2.1數(shù)據(jù)庫安全性控制概述4.2.2用戶標(biāo)識與鑒別4.2.3存取控制4.2.4自主存取控制方法4.2.5強(qiáng)制存取控制方法4.2.6視圖機(jī)制4.2.7審計(jì)4.2.8數(shù)據(jù)加密第五十五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2.4自主存取控制方法定義存取權(quán)限存取權(quán)限存取權(quán)限由兩個(gè)要素組成數(shù)據(jù)對象操作類型第五十六頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法（續(xù)）關(guān)系系統(tǒng)中的存取權(quán)限類型

數(shù)據(jù)對象 操作類型模式 模式 建立、修改、刪除、檢索 外模式建立、修改、刪除、檢索 內(nèi)模式 建立、刪除、檢索數(shù)據(jù) 表 查找、插入、修改、刪除 屬性列 查找、插入、修改、刪除第五十七頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法（續(xù)）關(guān)系系統(tǒng)中的存取權(quán)限(續(xù))定義方法GRANT/REVOKE第五十八頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法（續(xù)）關(guān)系系統(tǒng)中的存取權(quán)限(續(xù))例:一張授權(quán)表

用戶名數(shù)據(jù)對象名允許的操作類型王平關(guān)系StudentSELECT張一關(guān)系StudentUPDATE張一關(guān)系CourseALL張一SC.GradeUPDATE張一SC.SnoSELECT張一SC.CnoSELECT第五十九頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法（續(xù)）檢查存取權(quán)限對于獲得上機(jī)權(quán)后又進(jìn)一步發(fā)出存取數(shù)據(jù)庫操作的用戶DBMS查找數(shù)據(jù)字典，根據(jù)其存取權(quán)限對操作的合法性進(jìn)行檢查若用戶的操作請求超出了定義的權(quán)限，系統(tǒng)將拒絕執(zhí)行此操作第六十頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法（續(xù)）授權(quán)粒度授權(quán)粒度是指可以定義的數(shù)據(jù)對象的范圍它是衡量授權(quán)機(jī)制是否靈活的一個(gè)重要指標(biāo)。授權(quán)定義中數(shù)據(jù)對象的粒度越細(xì)，即可以定義的數(shù)據(jù)對象的范圍越小，授權(quán)子系統(tǒng)就越靈活。第六十一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法（續(xù)）關(guān)系數(shù)據(jù)庫中授權(quán)的數(shù)據(jù)對象粒度數(shù)據(jù)庫表屬性列行能否提供與數(shù)據(jù)值有關(guān)的授權(quán)反映了授權(quán)子系統(tǒng)精巧程度第六十二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法（續(xù)）實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)值有關(guān)的授權(quán)利用存取謂詞存取謂詞可以很復(fù)雜可以引用系統(tǒng)變量，如終端設(shè)備號，系統(tǒng)時(shí)鐘等，實(shí)現(xiàn)與時(shí)間地點(diǎn)有關(guān)的存取權(quán)限，這樣用戶只能在某段時(shí)間內(nèi)，某臺終端上存取有關(guān)數(shù)據(jù)

例：規(guī)定“教師只能在每年1月份和7月份星期一至星期五上午8點(diǎn)到下午5點(diǎn)處理學(xué)生成績數(shù)據(jù)”。第六十三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法（續(xù)）自主存取控制小結(jié)定義存取權(quán)限用戶檢查存取權(quán)限D(zhuǎn)BMS第六十四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法（續(xù)）自主存取控制小結(jié)(續(xù))授權(quán)粒度數(shù)據(jù)對象粒度：數(shù)據(jù)庫、表、屬性列、行數(shù)據(jù)值粒度：存取謂詞授權(quán)粒度越細(xì)，授權(quán)子系統(tǒng)就越靈活，能夠提供的安全性就越完善。但另一方面，因數(shù)據(jù)字典變大變復(fù)雜，系統(tǒng)定義與檢查權(quán)限的開銷也會相應(yīng)地增大。第六十五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法（續(xù)）自主存取控制小結(jié)(續(xù))優(yōu)點(diǎn)能夠通過授權(quán)機(jī)制有效地控制其他用戶對敏感數(shù)據(jù)的存取第六十六頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制方法（續(xù)）自主存取控制小結(jié)(續(xù))缺點(diǎn)可能存在數(shù)據(jù)的“無意泄露”原因：這種機(jī)制僅僅通過對數(shù)據(jù)的存取權(quán)限來進(jìn)行安全控制，而數(shù)據(jù)本身并無安全性標(biāo)記。解決：對系統(tǒng)控制下的所有主客體實(shí)施強(qiáng)制存取控制策略第六十七頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem授權(quán)與收回權(quán)限誰定義？DBA和表的建立者（即表的屬主）如何定義？SQL語句：GRANTREVOKE第六十八頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystemDBMS實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全性保護(hù)的過程用戶或DBA把授權(quán)決定告知系統(tǒng)SQL的GRANT和REVOKEDBMS把授權(quán)的結(jié)果存入數(shù)據(jù)字典當(dāng)用戶提出操作請求時(shí)，DBMS根據(jù)授權(quán)定義進(jìn)行檢查，以決定是否執(zhí)行操作請求第六十九頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem授權(quán)GRANT語句的一般格式：GRANT<權(quán)限>[,<權(quán)限>]...[ON<對象類型><對象名>]TO<用戶>[,<用戶>]...[WITHGRANTOPTION];誰定義？DBA和表的建立者（即表的屬主）REVOKE功能：將對指定操作對象的指定操作權(quán)限授予指定的用戶。第七十頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem(1)操作權(quán)限第七十一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem(2)用戶的權(quán)限建表（CREATETAB）的權(quán)限:屬于DBADBA授予-->普通用戶基本表或視圖的屬主擁有對該表或視圖的一切操作權(quán)限接受權(quán)限的用戶:一個(gè)或多個(gè)具體用戶PUBLIC（全體用戶）第七十二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem(4)WITHGRANTOPTION子句指定了WITHGRANTOPTION子句:獲得某種權(quán)限的用戶還可以把這種權(quán)限再授予別的用戶。沒有指定WITHGRANTOPTION子句:獲得某種權(quán)限的用戶只能使用該權(quán)限，不能傳播該權(quán)限第七十三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem例題例1把查詢Student表權(quán)限授給用戶U1GRANTSELECTONTABLEStudentTOU1;第七十四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem例題（續(xù)）例2把對Student表和Course表的全部權(quán)限授予用戶U2和U3GRANTALLPRIVILIGES

ONTABLEStudent,CourseTOU2,U3;例4第七十五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem例題（續(xù)）例3把對表SC的查詢權(quán)限授予所有用戶GRANTSELECTONTABLESC TOPUBLIC;第七十六頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem例題（續(xù)）例4把查詢Student表和修改學(xué)生學(xué)號的權(quán)限授給用戶U4

GRANTUPDATE(Sno),SELECT ONTABLEStudent TOU4;第七十七頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem例題（續(xù)）例5把對表SC的INSERT權(quán)限授予U5用戶，并允許他再將此權(quán)限授予其他用戶GRANTINSERTONTABLESCTOU5

WITHGRANTOPTION;第七十八頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem傳播權(quán)限

執(zhí)行例5后，U5不僅擁有了對表SC的INSERT權(quán)限，還可以傳播此權(quán)限：GRANTINSERTONTABLESCTOU6

WITHGRANTOPTION;同樣，U6還可以將此權(quán)限授予U7：GRANTINSERTONTABLESCTOU7;

但U7不能再傳播此權(quán)限。U5-->U6-->U7第七十九頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem例題（續(xù)）例6DBA把在數(shù)據(jù)庫S_C中建立表的權(quán)限授予用戶U8 GRANTCREATETAB ONDATABASES_C TOU8;第八十頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystemSQL收回權(quán)限的功能REVOKE語句的一般格式為：REVOKE<權(quán)限>[,<權(quán)限>]...[ON<對象類型><對象名>]FROM<用戶>[,<用戶>]...;功能：從指定用戶那里收回對指定對象的指定權(quán)限第八十一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem例題例7把用戶U4修改學(xué)生學(xué)號的權(quán)限收回

REVOKEUPDATE(Sno) ONTABLEStudent FROMU4;第八十二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem例題（續(xù)）例8收回所有用戶對表SC的查詢權(quán)限

REVOKESELECT

ONTABLESC FROMPUBLIC;

第八十三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem例題（續(xù)）例9把用戶U5對SC表的INSERT權(quán)限收回 REVOKEINSERT ONTABLESC FROMU5;第八十四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem權(quán)限的級聯(lián)回收系統(tǒng)將收回直接或間接從U5處獲得的對SC表的INSERT權(quán)限:-->U5-->U6-->U7收回U5、U6、U7獲得的對SC表的INSERT權(quán)限:<--U5<--U6<--U7第八十五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem小結(jié):SQL靈活的授權(quán)機(jī)制DBA擁有對數(shù)據(jù)庫中所有對象的所有權(quán)限，并可以根據(jù)應(yīng)用的需要將不同的權(quán)限授予不同的用戶。用戶對自己建立的基本表和視圖擁有全部的操作權(quán)限，并且可以用GRANT語句把其中某些權(quán)限授予其他用戶。被授權(quán)的用戶如果有“繼續(xù)授權(quán)”的許可，還可以把獲得的權(quán)限再授予其他用戶。所有授予出去的權(quán)力在必要時(shí)又都可以用REVOKE語句收回。第八十六頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)庫角色被命名的一組與數(shù)據(jù)庫操作相關(guān)的權(quán)限，角色是權(quán)限的集合。角色的創(chuàng)建createrole<角色名>給角色授權(quán)：grant<權(quán)限>…On<對象類型>對象名To<角色>[,<角色>]第八十七頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem將一個(gè)角色授予其他的角色或用戶角色權(quán)限的收回revoke<權(quán)限>…On<對象類型>對象名from<角色>[,<角色>]數(shù)據(jù)庫角色

grant<角色1>…to<角色3>[<用戶1>]…withadminoption第八十八頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystemCreateroleR1GRANTselect,update,insertontablestudenttoR1GRANDR1TOaa,bb,ccRevokeselectOntablestudentFromR1數(shù)據(jù)庫角色第八十九頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystemsp_addrole'r1'GRANTselect,update,insertonstudenttoR1sp_addrolemember'r1',aaRevokeselectOnstudentFromR1第九十頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.2.1數(shù)據(jù)庫安全性控制概述4.2.2用戶標(biāo)識與鑒別4.2.3存取控制4.2.4自主存取控制方法4.2.5強(qiáng)制存取控制方法4.2.6視圖機(jī)制4.2.7審計(jì)4.2.8數(shù)據(jù)加密第九十一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2.5強(qiáng)制存取控制方法什么是強(qiáng)制存取控制強(qiáng)制存取控制(MAC)是指系統(tǒng)為保證更高程度的安全性，按照TDI/TCSEC標(biāo)準(zhǔn)中安全策略的要求，所采取的強(qiáng)制存取檢查手段。MAC不是用戶能直接感知或進(jìn)行控制的。MAC適用于對數(shù)據(jù)有嚴(yán)格而固定密級分類的部門軍事部門政府部門第九十二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem強(qiáng)制存取控制方法（續(xù)）主體與客體在MAC中，DBMS所管理的全部實(shí)體被分為主體和客體兩大類主體是系統(tǒng)中的活動實(shí)體DBMS所管理的實(shí)際用戶代表用戶的各進(jìn)程客體是系統(tǒng)中的被動實(shí)體，是受主體操縱的文件基表索引視圖第九十三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem強(qiáng)制存取控制方法（續(xù)）敏感度標(biāo)記對于主體和客體，DBMS為它們每個(gè)實(shí)例（值）指派一個(gè)敏感度標(biāo)記（Label）敏感度標(biāo)記分成若干級別絕密（TopSecret）機(jī)密（Secret）可信（Confidential）公開（Public）第九十四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem強(qiáng)制存取控制方法（續(xù)）主體的敏感度標(biāo)記稱為許可證級別（ClearanceLevel）客體的敏感度標(biāo)記稱為密級（ClassificationLevel）MAC機(jī)制就是通過對比主體的Label和客體的Label，最終確定主體是否能夠存取客體第九十五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem強(qiáng)制存取控制方法（續(xù)）強(qiáng)制存取控制規(guī)則當(dāng)某一用戶（或某一主體）以標(biāo)記label注冊入系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)要求他對任何客體的存取必須遵循下面兩條規(guī)則：（1）僅當(dāng)主體的許可證級別大于或等于客體的密級時(shí)，該主體才能讀取相應(yīng)的客體；（2）僅當(dāng)主體的許可證級別等于客體的密級時(shí)，該主體才能寫相應(yīng)的客體。第九十六頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem強(qiáng)制存取控制方法（續(xù)）修正規(guī)則：主體的許可證級別<=客體的密級主體能寫客體用戶可為寫入的數(shù)據(jù)對象賦予高于自己的許可證級別的密級一旦數(shù)據(jù)被寫入，該用戶自己也不能再讀該數(shù)據(jù)對象了。第九十七頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem強(qiáng)制存取控制方法（續(xù)）規(guī)則的共同點(diǎn)禁止了擁有高許可證級別的主體更新低密級的數(shù)據(jù)對象第九十八頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem強(qiáng)制存取控制方法（續(xù)）強(qiáng)制存取控制的特點(diǎn)MAC是對數(shù)據(jù)本身進(jìn)行密級標(biāo)記無論數(shù)據(jù)如何復(fù)制，標(biāo)記與數(shù)據(jù)是一個(gè)不可分的整體只有符合密級標(biāo)記要求的用戶才可以操縱數(shù)據(jù)從而提供了更高級別的安全性第九十九頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystemMAC與DACDAC與MAC共同構(gòu)成DBMS的安全機(jī)制原因：較高安全性級別提供的安全保護(hù)要包含較低級別的所有保護(hù)先進(jìn)行DAC檢查，通過DAC檢查的數(shù)據(jù)對象再由系統(tǒng)進(jìn)行MAC檢查，只有通過MAC檢查的數(shù)據(jù)對象方可存取。第一百頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem強(qiáng)制存取控制方法（續(xù)）DAC+MAC安全檢查示意圖

SQL語法分析&語義檢查

DAC檢查安全檢查MAC檢查

繼續(xù)第一百零一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.2.1數(shù)據(jù)庫安全性控制概述4.2.2用戶標(biāo)識與鑒別4.2.3存取控制4.2.4自主存取控制方法4.2.5強(qiáng)制存取控制方法4.2.6視圖機(jī)制4.2.7審計(jì)4.2.8數(shù)據(jù)加密第一百零二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2.6視圖機(jī)制視圖機(jī)制把要保密的數(shù)據(jù)對無權(quán)存取這些數(shù)據(jù)的用戶隱藏起來，

視圖機(jī)制更主要的功能在于提供數(shù)據(jù)獨(dú)立性，其安全保護(hù)功能太不精細(xì)，往往遠(yuǎn)不能達(dá)到應(yīng)用系統(tǒng)的要求。第一百零三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem視圖機(jī)制（續(xù)）視圖機(jī)制與授權(quán)機(jī)制配合使用:首先用視圖機(jī)制屏蔽掉一部分保密數(shù)據(jù)視圖上面再進(jìn)一步定義存取權(quán)限間接實(shí)現(xiàn)了支持存取謂詞的用戶權(quán)限定義第一百零四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem視圖機(jī)制（續(xù)）例：王平只能檢索計(jì)算機(jī)系學(xué)生的信息先建立計(jì)算機(jī)系學(xué)生的視圖CS_Student

CREATEVIEWCS_StudentASSELECT*FROMStudentWHERESdept='CS'；第一百零五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem視圖機(jī)制（續(xù)）在視圖上進(jìn)一步定義存取權(quán)限GRANTSELECTONCS_StudentTO王平；第一百零六頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.2.1數(shù)據(jù)庫安全性控制概述4.2.2用戶標(biāo)識與鑒別4.2.3存取控制4.2.4自主存取控制方法4.2.5強(qiáng)制存取控制方法4.2.6視圖機(jī)制4.2.7審計(jì)4.2.8數(shù)據(jù)加密第一百零七頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2.7審計(jì)什么是審計(jì)啟用一個(gè)專用的審計(jì)日志（AuditLog）將用戶對數(shù)據(jù)庫的所有操作記錄在上面DBA可以利用審計(jì)日志中的追蹤信息找出非法存取數(shù)據(jù)的人C2以上安全級別的DBMS必須具有審計(jì)功能第一百零八頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem審計(jì)（續(xù)）審計(jì)功能的可選性審計(jì)很費(fèi)時(shí)間和空間DBA可以根據(jù)應(yīng)用對安全性的要求，靈活地打開或關(guān)閉審計(jì)功能。第一百零九頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem審計(jì)（續(xù)）強(qiáng)制性機(jī)制:用戶識別和鑒定、存取控制、視圖預(yù)防監(jiān)測手段:審計(jì)技術(shù)第一百一十頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.2.1數(shù)據(jù)庫安全性控制概述4.2.2用戶標(biāo)識與鑒別4.2.3存取控制4.2.4自主存取控制方法4.2.5強(qiáng)制存取控制方法4.2.6視圖機(jī)制4.2.7審計(jì)4.2.8數(shù)據(jù)加密第一百一十一頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2.8數(shù)據(jù)加密數(shù)據(jù)加密防止數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)在存儲和傳輸中失密的有效手段加密的基本思想根據(jù)一定的算法將原始數(shù)據(jù)（術(shù)語為明文，Plaintext）變換為不可直接識別的格式（術(shù)語為密文，Ciphertext）不知道解密算法的人無法獲知數(shù)據(jù)的內(nèi)容第一百一十二頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)加密（續(xù)）加密方法

替換方法使用密鑰（EncryptionKey）將明文中的每一個(gè)字符轉(zhuǎn)換為密文中的一個(gè)字符置換方法將明文的字符按不同的順序重新排列混合方法美國1977年制定的官方加密標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（DataEncryptionStandard，簡稱DES）第一百一十三頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)加密（續(xù)）DBMS中的數(shù)據(jù)加密有些數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品提供了數(shù)據(jù)加密例行程序有些數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品本身未提供加密程序，但提供了接口第一百一十四頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)加密（續(xù)）數(shù)據(jù)加密功能通常也作為可選特征，允許用戶自由選擇數(shù)據(jù)加密與解密是比較費(fèi)時(shí)的操作數(shù)據(jù)加密與解密程序會占用大量系統(tǒng)資源應(yīng)該只對高度機(jī)密的數(shù)據(jù)加密第一百一十五頁，共一百二十八頁。AnIntroductiontoDatabaseSystem第4章數(shù)據(jù)庫安全性4.1計(jì)算機(jī)安全性概論4.2數(shù)據(jù)庫安全性控制4.3統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫安全性