第8章 分布式数据库的安全性
第8章 分布式数据库的安全性
• 扩展来说
– 保障DB数据的完整性(物理、逻辑和元素完整性) – 保障DB数据的保密性
• 身份识别, 访问控制, 审计, 隐蔽信道攻击、语义保密性等
– 保障DB数据的可用性
• 防止硬件系统引起的数据库破坏 • 及时休复上述破坏 • 拒绝和清除数据库垃圾
1 数据库安全性概述
1.2 分布式数据库的不安全因素
2 安全数据模型与多级安全数据库
划分安全级别的口令表
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
Read 关系1 t11 t12 t13 … 4 3
Write 4 关系2 T21 7 T22 T23
Read 4
Write 7 关系3
Read 2
Write 1
10
10
关系及元组的安全级表
2 安全数据模型与多级安全数据库
• 每个数据对象有一个存取口令, 用户通过出示其存取口令来 访问数据对象. 安全表集中管理, 系统实现简单
– 面向用户
• 每个用户或用户组一个口令, 口令表中存放该口令可以访问 的对象列表
• 简单口令表 • 划分安全级别的口令表
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
• OS安全 • DBMS安全 • 网络协议安全(TCP/IP协议一开始没有考虑安全)
1 数据库安全性概述
1.3 分布式数据库安全需求和安全措施分析
• DDB安全需求
– 安全环节
• 各站点上存储安全、 本地/远程访问安全、 传输安全
– 受破坏时的表现
• 非法用户对DB的访问; 执行了不正确的修改; DB一致性, 完整性被破坏, DB中垃圾堆积, 使DB不可用;数据库中数 据的机密被泄漏
分布式数据库安全性
数据库安全可以归纳为以下三个方面
一、保障数据库数据的完整性
(1)数据库数据的物理完整性
(2)数据库数据的逻辑完整性
(3)数据库数据的元素完整性
二、保障数据库数据的保密性
(1)数据库系统的用户鉴别,保证每个用户都是合法的,并且是可以识别的
(2)数据库系统的访问控制,即控制用户对数据对象的访问,拒绝非授权访问,防止信息泄露和破坏
(3)数据库对推理攻击的防范
三、数据库数据的可用性
(1)防止和减少因软硬件系统的错误所造成的数据库恶意破坏
(2)及时修复因软硬件系统的错误所造成的数据库恶意破坏
(3)拒绝和清除数据库垃圾,是数据库随时保持可用状态。
分布式数据库安全
北华大学计算机科学技术学院数据库原理及应用课程论文分布式数据库安全班级:计 09-2 班姓名:杜金田学号: 27指导教师:孟为2012年6月11日分布式数据库安全摘要:数据库安全性问题一直是数据库管理研究中的一个棘手的难题,尤其对于金融企业来说,数据库中的数据,几乎包含了企业的全部信息,它已成为现代企业运营的基本保证和企业的核心要素.因此,如果金融企业数据库中的数据丢失、或遭到非法入侵,其带来的经济损失将是无法估量的.该文结合工程实际以Oracle分布式数据库系统为对象,针对该系统在运行中可能遇见的几类主要的安全性问题,提出了一些相应的措施,避免在数据库使用过程中因计算机系统硬件故障、软件故障、网络故障和系统故障给数据库带来的安全性问题,确保数据库系统的数据完整、正确和有效的运行关键词:数据库安全;数据加密;数据库系统引言分布式数据库是地理上(或物理上)分散而逻辑上集中的数据库系统。
它是由一组数据组成的,这组数据分布在计算机网络的不同计算机上。
网络中的每个结点具有独立处理的能力(场地自治),可以执行局部应用;同时,每个结点也能通过通信子系统执行全局应用。
分布式数据库系统的研究始于20世纪70年代中期,随着集中式的关系型数据库系统研究的成熟和包括美国的ARPANET、欧洲各国的X.25网等计算机网络的逐步推向应用,分布式数据库系统逐渐成为研究的方向。
而随着社会的发展,各种国际性公司,跨国公司纷纷出现,这类企业往往在地域上比较分散,而在管理上,既要求各部门具有独立的分散管理的能力,同时,又要在整个企业内实现对所有部门的全局控制和统一管理。
随着这种需求的不断扩大和要求的不断提高,人们越来越认识到集中式数据库的局限性,而分布式数据库系统将地理位置上分布于不同地点的数据应用网络连接起来,并应用统一的数据库管理系统对不同位置的数据进行统一管理,使得数据在逻辑上又是一个整体,正是这种需求的完美解决方案。
在这种情况下,分布式数据库技术逐渐成为了研究的热点。
分布式数据库的安全探讨
分布式数据库的安全探讨分布式数据库系统是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统。
分布式数据库系统使用计算机网络将地理位置分散而管理和控制需要不同程度集中的多个逻辑单位(通常是集中式数据库)连接起来,共同组成一个统一的数据库系统。
因此,分布式数据库系统可以看成是计算机网络与数据库系统的有机组合。
Internet的高速发展推动着分布式数据库的发展,但同时也增加了分布式数据库安全问题的复杂性。
如何才能保证开放网络环境中分布式数据库系统的安全?一般情况下,分布式数据库面临着两大类安全问题:一类由单站点故障、网络故障等自然因素引起,这类故障通常可利用网络提供的安全性来实现安全防护,所以说网络安全是分布式数据库安全的基础;另一类来自本机或网络上的人为攻击,即黑客攻击,目前黑客攻击网络的方式主要有窃听、重发攻击、假冒攻击、越权攻击、破译密文等,针对这类安全隐患,我们分别介绍下列分布式数据库安全关键技术。
身份验证为了防止各种假冒攻击,在执行真正的数据访问操作之前,要在客户和数据库服务器之间进行双向身份验证,比如用户在登录分布式数据库时,或分布式数据库系统服务器与服务器之间进行数据传输时,都需要验证身份。
著名的Kerberos协议是一种基于对层码体制的身份验证协议。
在该协议中各站点从一个密钥管理中心站点获得与目标站点通信用的密钥,从而进行安全通信。
由于密钥管理中心负责管理和安全分发大量密钥,容易造成系统性能瓶颈,而且系统内必须有一个被所有站点信任的密钥管理中心,因此该协议应用场合存在着一定的局限性。
为了简化站点间通信密钥的分发,开放式网络应用系统一般采用基于公钥密码体制的双向身份验证技术。
在这种技术中,每个站点都生成一个非对称密码算法(如RSA)的公钥对,其中的私钥由站点自己保存,并可通过可信渠道将自己的公钥分发给分布式系统中的其他站点。
这样任意两个站点均可利用所获得的公钥信息相互验证身份。
保密通信客户与服务器、服务器与服务器之间身份验证成功后,就可以进行数据传输了,为了对抗报文窃听和报文重发攻击,需要在通信双方之间建立保密信道,对数据进行加密传输。
分布式数据库系统的安全性及防护策略的研究
a l zn e s c rt e ur m e ,h u h rbr nay ig t e u iy r q ie nt e a t e i h omp e e ie a ay i b u d n i e i c to a c s onr ld tb s h t ngste c r h nsv n lssa o tie tt v rf ai n,c e sc to ,aa a e y i
用户 的真 实身 份进 行确 认 ,并 在此 基础 之上 决定 该用户 的类 别及 访 问权 限。 ( )保 密通 信 二 在身 份验 证成 功后 ,即可 以进 行数据 传输 了,而 为 了对 抗报 文 窃 听和 报文 重 发攻击 ,则 需 要在 通讯 双方之 间建 立保 密 信道 , 对 数据 进行 加 密传 输 。 由于传 输 的数据 量 往往 比较 大 ,加解密 算 法 的速 度对 系 统性 能影 响也 就 随之增 大 ,而非 对称 密码 体制运 算 较 为复 杂 、速度 也 比较 慢 ,对称 密码 体制 速度 相对 较快 ,所 以~ 般 采用 对称 密码 算 法来进 行 加解 密 。通常 身份 验证 和加解 密数 据 的过程 可 以结 合在 一起 使用 。保 密信 道可 以 由分布 式数据 库系 统 实 现 ,也可 以采用 底层 网络协 议提供 的 安全机 制来 实现 。 ( )访 问控 制 三 所 谓访 问控 制 ,一般 是指 系统 内部的访 问控 制 ,即 系统 内部 主 体对 客体 访 问所 受的控 制 。访 问控制 的主要 任务 是对存 取访 问 权 限的 确定 、授 予和 实施 ,其 目的就是 在 保证 系统 安全为 前提 条 件 下 ,最大 限度地 共 享资 源 。访 问控制 的基 础 ,是主 体和 客体 的 安全 属 性 。实施访 问控制 ,侧 重保 护 的是 客体 。每个 需要 加 以保 护 的客 体 , 都必 须按 照安 全要 求 , 预先 标定 一组 相应 的安全 属性 , 并 以此 作为 鉴别 、确 定对 客体 访 问的权 限。这个 标 识安全 属性 称 为访 问控制 表 ,同样 ,每 个主 体也 应 当设 有相应 的访 问控 制表 , 用 以标 明它访 问客 体 的能 力 。标识 的作 用就 是授权 ,用 以标 明主 体访 问权 限 。所确 定 的访 问权 限实 际是 允许 的访 问方 式 ,即读 、 写 、查询 、增 加 、删 除 、修改 等操 作 的组合 ,还 有安 全 的访 问过 程等 。 四 、总结 以上 提 出 的分 布式 数据 库 的安全 防 护策 略 ,对 数据 库 的 “ 入 口”进行 严密 的把 关 。但 是 , 由于潜 在 的安 全 隐患一 般都 具有 复 杂性 ,故 单独 使用 某一 种方 法 是不够 的 ,通常 情况 下 需要 多种安 全 机 制相 组合 来实 现安 全 防护 ,例如 ,对 于安 全性 要 求不 高的系
分布式数据库与数据安全
分布式数据库与数据安全在当今数字化时代,数据已经成为企业和组织中不可或缺的重要资产。
随着数据量的不断增长,传统的中心化数据库已经无法满足大规模数据存储和处理的需求。
分布式数据库应运而生,成为了大型企业和云计算平台客户端的首选方案。
但是,随之而来的问题是如何保障分布式数据库中数据的安全性。
一、分布式数据库的概述分布式数据库是将数据存储在多个物理或虚拟的计算机节点上,通过网络相互连接,形成一个统一的数据库系统。
相比于传统的中心化数据库,分布式数据库能够提供更高的可扩展性和可靠性。
二、分布式数据库的工作原理1. 数据分片:分布式数据库将数据分成多个片段,并存储在不同的节点上。
这种方式可以提高数据的读写并行性,加快查询速度。
2. 数据复制:为了提高数据的可靠性和容灾能力,分布式数据库通常会将数据复制到不同的节点上。
当某个节点损坏或离线时,可以快速切换至其他节点。
3. 数据一致性:分布式数据库需要保持在不同节点上的数据的一致性。
常见的方法有基于主从模式的数据同步和基于分布式事务的数据协调。
三、分布式数据库的数据安全挑战1. 数据泄露:分布式数据库中的数据可能会遭受到黑客攻击或内部人员的非法获取,导致敏感信息的泄露。
2. 数据篡改:黑客可能通过篡改分布式数据库中的数据来进行欺诈或犯罪活动,对企业和用户造成重大损失。
3. 数据丢失:节点故障、数据复制错误或其他错误可能导致分布式数据库中的数据丢失,造成无法恢复的损失。
四、分布式数据库的数据安全保障措施1. 身份认证与访问控制:分布式数据库应该建立严格的身份认证机制,只有授权用户才能访问敏感数据,并且需要控制用户的操作权限。
2. 数据加密:对于敏感数据,可以采用加密算法对数据进行加密存储,即使数据被盗取,黑客也无法获取明文数据。
3. 数据备份与恢复:分布式数据库应该定期进行数据备份,并建立可靠的灾备机制,以确保数据在灾难发生时能够快速恢复。
4. 审计与监控:开启分布式数据库的审计功能,记录用户的操作行为。
分布式数据库系统的安全性及其防护策略
工 程 技 术
Cm u e D S f w r n p lc to s o p t r C o ta e a d A p ia i n
21 第 1 0 0年 2期
分布式数据库系统的安全性及其防护策略
黄 城
( 成都 广播 电视 大学 ,成都
60 5 ) 10 1
sc rys aeisa dte aeo t ei lme tt no escrt oi ae noal a b e whc eo eaino e e ui rtge, ng v u t t n h h t mpe nai f eui p l yb sdo rcedt a , iht p rt f o h t y c as h o h t
一
、
一
( 二)分布式数据库系统体系结构 通过对分布式数据库系统基本特 点的分析,分布式数据库系
统的体 系结构 如 图 1 所示 。
图 1 分 布式数 据库 系统体 系结构 二 、分布式 数据 库系统 的不 安全 因素 在 当前 的计 算环境 中 , 据库 系统需 要面对 更 多的安全 威胁 , 数 针对 数据 库系统 的新 攻击 方法 也层 出不穷 。所 以 ,正确地 识别 不 安全 因素 所带来 的威 胁对 于抗击 和 防止数据 侵 害是 至关重 要 的, 因此 在讨 论安全 策略 之前 ,先来 分析 一下 各种 分布 式数据 库 的不 安 全 因素 。 ( )黑客 攻击 一 为 了窃取数 据或扰 乱 系统正 常运 行 ,黑客对 分布 式数 据库 系 统主 要采 取窃 听、重 发攻击 、假 冒攻 击 、越 权攻 击 、迂 回攻击 等 攻击 方式 。 ( )计算 机病 毒的攻 击 二 病毒 的种类 迅速 增加 ,病毒 的机 制越 来越 复杂 化 ,破 坏性 和 攻击 性越 来越 强 。 ( )网络 安全 环境 的脆弱 性 -
分布式数据库管理中的数据安全性分析
分布式数据库管理中的数据安全性分析随着信息技术的不断发展,大量的数据存储和处理需求迅速地增加了分布式数据库的应用。
尤其是在云计算、大数据等领域,分布式数据库管理系统已经成为了非常重要的组成部分。
然而,分布式数据库管理中的数据安全性问题却是一个重要的挑战,需要我们认真对待。
分布式数据库管理系统在处理数据时需要涉及多个计算节点,这种分布式的结构给数据的安全带来了风险。
分布式数据库管理系统的数据安全问题主要集中在以下几个方面。
首先,数据保密性问题是分布式数据库管理中的重要安全问题。
因为数据需要在多个计算节点之间传输,因此存在被黑客窃取和泄露的可能性。
为了解决这个问题,在设计分布式数据库系统时,需要采用加密技术保证数据传输的安全。
例如,使用对称加密或者非对称加密技术,与传输层安全协议相结合,保护传输的数据。
其次,还需要在数据存储和访问的时候进行加密,保证敏感数据不被未经授权的人员窃取。
其次,数据完整性问题也是分布式数据库管理中的重要安全问题。
因为分布式数据库管理系统需要通过多个节点进行数据存储和处理,因此,存在在网络传输和存储过程中数据被篡改或损毁的问题。
为了解决这个问题,可以采用数据签名技术和数据校验技术,保证数据不被篡改和损毁。
例如,使用数字签名、完整性校验码或散列函数来确认数据的完整性。
最后,数据可用性问题也是分布式数据库管理中的重要安全问题。
因为分布式数据库管理系统需要通过多个节点进行数据存储和处理,因此,如果某个节点故障或网络中发生故障,就可能导致数据不可用。
为了解决这个问题,分布式数据库管理系统需要实现数据备份和冗余,保证数据可以在任何时候可用。
例如,采用数据复制、备份和容错技术,以保证数据的可用性和不间断性。
在分布式数据库管理中,数据的安全问题是不可忽视的。
我们需要采用合适的技术和方法,保证数据在传输和存储过程中的保密性、完整性和可用性。
此外,对于数据的安全要有整体的把握,不仅要建立完善的安全规范和管理制度,还需要定期进行网络安全评估和漏洞扫描,及时发现和解决潜在的风险。
分布式数据库的数据安全与权限控制(系列一)
分布式数据库的数据安全与权限控制随着大数据时代的到来,数据的规模和复杂性逐渐增加,分布式数据库成为了处理和存储海量数据的重要工具。
然而,分布式数据库的安全性和权限控制问题也随之而来。
本文将探讨分布式数据库的数据安全与权限控制问题,并提出相应的解决方法。
一、分布式数据库的数据安全问题分布式数据库的数据安全问题主要包括数据泄漏、数据丢失和数据篡改等方面。
首先,由于数据分散在多个节点上,节点之间的通信可能存在被窃听、篡改的风险,导致数据泄漏。
同时,由于分布式数据库的节点较多,备份和恢复的复杂性增加,可能导致数据丢失的风险增加。
最后,分布式数据库中的数据可能被未经授权的用户篡改,破坏数据的完整性和可靠性。
为了解决这些问题,我们可以采取以下措施。
首先,使用加密技术对数据进行加密,确保数据在传输和存储过程中的安全性。
其次,建立完善的备份和恢复机制,确保数据的可靠性和可用性。
最后,引入身份认证和访问控制机制,对用户进行身份验证,并限制其对数据的访问权限,从而减少数据被篡改的风险。
二、分布式数据库的权限控制问题分布式数据库的权限控制问题主要包括用户认证、用户授权和访问控制三个方面。
首先,对于用户认证,需要确保只有合法的用户才能够访问数据库,并防止恶意用户进行非法操作。
其次,对于用户授权,需要对用户的权限进行管理,确保用户只能够进行其被授权的操作,避免恶意用户的恶意操作。
最后,对于访问控制,需要根据用户的身份和权限进行访问控制,确保用户只能够访问其被授权的数据,避免用户越权访问数据。
为了解决这些问题,我们可以采取以下措施。
首先,建立用户身份认证机制,通过用户名和密码等方式对用户进行身份验证。
其次,建立用户授权机制,对用户的权限和角色进行管理,确保用户只能够进行其被授权的操作。
最后,建立访问控制机制,通过访问控制列表或者访问控制矩阵等方式对用户的访问进行控制,确保用户只能够访问其被授权的数据。
三、分布式数据库的数据安全与权限控制的挑战与未来发展分布式数据库的数据安全与权限控制面临着许多挑战。
分布式计算中的安全性与隐私保护
分布式计算中的安全性与隐私保护近年来,随着分布式计算技术的快速发展,人们享受到了更高效、更便捷的互联网服务。
然而,随之而来的是对数据安全与隐私保护的新挑战。
在分布式计算的环境下,数据可能被拆分、传输和存储在不同的节点上,这带来了一系列的安全隐患。
本文将探讨分布式计算中的安全性问题,并提出一些解决方案。
一、数据传输安全在分布式计算中,数据的传输是一个不容忽视的环节。
由于数据在传输过程中易受到窃听、篡改和拒绝服务攻击等威胁,因此确保数据传输安全是十分重要的。
为此,可以采取以下几种措施:1. 使用加密技术:在数据传输过程中使用加密算法对数据进行加密,确保数据在传输过程中不被窃取。
常见的加密算法有对称加密算法和非对称加密算法,可以根据具体的应用场景选择合适的加密方式。
2. 建立安全通道:通过建立安全通道,采用SSL/TLS等安全传输协议,可以有效预防数据被中间人攻击和篡改。
3. 引入数字签名:对数据进行数字签名,能够验证数据的完整性和真实性,防止数据被篡改。
二、数据存储安全在分布式计算中,数据的存储是另一个值得关注的问题。
由于数据可能分散存储在多个节点上,数据的隐私和完整性面临挑战。
为了保护数据的安全,以下措施可供参考:1. 数据加密:对数据进行加密存储,确保即使数据被盗取,也无法被恢复和使用。
同时,在分布式存储环境中可以使用数据分段加密,将数据分块存储在不同的节点上,提高数据的安全性。
2. 访问控制:通过访问控制策略,限制对数据的访问权限。
只有具有合法权限的用户才能访问和修改数据,从而保护数据的隐私。
3. 安全备份:建立数据备份机制,确保数据在存储节点发生故障时仍能够恢复。
同时,备份数据也需要采取相应的安全措施,防止备份数据遭到攻击。
三、隐私保护在分布式计算中,个人信息的隐私保护尤为重要。
通过以下方式可以加强隐私保护:1. 匿名化处理:在处理涉及用户隐私的数据时,可以采用匿名化技术,对敏感信息进行脱敏处理,以确保用户的真实身份不被泄露。
分布式计算中的安全性与隐私保护(一)
分布式计算中的安全性与隐私保护引言在信息和通信技术的迅猛发展下,分布式计算已经成为一种非常有效和广泛应用的计算模式。
它充分利用了网络中的资源,具有高效、可靠、灵活等特点。
然而,随之而来的安全性与隐私保护问题也成为了亟待解决的挑战。
本文将探讨分布式计算中的安全性和隐私保护问题,并提出一些解决方案。
一、安全性问题分析在分布式计算环境中,安全性问题主要包括数据隐私、网络攻击和计算可信性等方面。
首先,数据隐私问题是分布式计算中最重要的安全性问题之一。
由于数据往往分散存储在不同的节点中,可能会面临数据泄露、篡改甚至丢失的风险。
其次,网络攻击是分布式计算中普遍存在的威胁,黑客和恶意软件可能通过网络渗透和攻击,获取用户的敏感信息或破坏计算过程。
最后,计算可信性问题是指分布式计算中节点之间可能存在的不信任关系,有些节点可能出于个人利益而提供虚假的计算结果,这对于分布式计算的结果产生了不可忽视的影响。
二、隐私保护问题解决方案为解决分布式计算中的隐私保护问题,需要采取一系列的措施来提升数据的安全性和用户的隐私保护。
首先,对于数据隐私问题,可以采用加密算法来对敏感数据进行加密保护。
同时,利用访问控制机制对数据的访问进行限制,确保只有授权用户可以访问数据。
其次,针对网络攻击问题,可以建立防火墙、入侵检测系统等来监控和防御潜在的攻击。
此外,采用安全传输协议和数据完整性验证等技术手段也能有效增强网络的安全性。
最后,为提升计算可信性,可以引入第三方信任机构进行监督和验证,确保节点提供的计算结果的正确性和可信度。
三、重要技术挑战和发展趋势分布式计算中安全性和隐私保护问题的解决并非易事,还面临着一些重要的技术挑战。
首先,如何在保障安全性和隐私的前提下提高计算效率仍然是一个亟待解决的问题。
其次,如何设计更强大和高效的加密算法来保护数据隐私也是一个关键的挑战。
此外,随着物联网和边缘计算的兴起,如何应对大规模、异构和复杂的分布式计算环境也需要持续的研究和创新。
分布式数据库的数据安全与权限控制(系列八)
分布式数据库的数据安全与权限控制I. 引言随着数据的爆炸性增长和分散在各个地方的需求增加,分布式数据库逐渐成为数据存储和管理的主流选择。
然而,分布式数据库的使用也带来了一系列与数据安全和权限控制相关的挑战。
本文将探讨分布式数据库中的数据安全和权限控制问题,并提出一些解决方案。
II. 数据安全问题1. 数据传输的加密在分布式数据库中,数据的传输往往需要通过公共网络进行,这就给数据的安全性带来了风险。
为了确保数据在传输过程中的机密性,可以采用加密技术,如使用SSL/TLS协议。
2. 数据存储的加密在分布式数据库中,数据的存储通常是分散在不同的节点上的。
为了保护存储的数据免受未经授权的访问,可以使用数据加密技术,如对称加密和非对称加密。
3. 安全审计和监控分布式数据库中的安全审计和监控是保障数据安全的重要手段。
通过在数据库中记录所有的操作和访问日志,并使用安全分析工具对其进行实时监控和审计,可以及时发现和阻止恶意行为。
III. 权限控制问题1. 身份验证和授权在分布式数据库中,身份验证和授权是实现权限控制的基础。
用户需要提供可信的身份证明,并经过身份验证后才能访问数据库。
授权则是根据用户的身份和角色来确定其对数据库的访问权限。
2. 细粒度的访问控制为了更好地保护数据的隐私性,分布式数据库需要实现细粒度的访问控制。
这意味着控制每个用户对数据的访问权限,可以基于不同的维度,如表、列、行等粒度进行控制。
3. 安全策略的管理在分布式数据库中,管理安全策略对于维护数据的安全性至关重要。
安全策略应包括对访问权限的定义、用户身份验证的设置以及安全审计和监控的相关配置等。
IV. 解决方案1. 引入区块链技术区块链技术以其去中心化、不可篡改等特性,可以为分布式数据库的数据安全和权限控制提供一种新的解决方案。
通过在区块链中记录数据的访问和操作记录,可以实现更加透明和可信的权限管理。
2. 引入多因素认证为了增加身份验证的安全性,可以引入多因素认证,如指纹识别、面部识别、声纹识别等。
在分布式数据库中的安全性管理研究
在分布式数据库中的安全性管理研究分布式数据库是指在多个物理位置上分布的数据库系统,它们可以相互连接并能够提供对不同数据库的共同访问。
分布式数据库是现代技术发展的必然产物,因为它可以为用户提供更便捷的服务。
但是,由于它的本质特点,分布式数据库也面临着许多安全风险,因此需要进行安全性管理。
一、分布式数据库的安全性问题在分布式数据库系统中,数据不仅存储在一个地方,而是分布在不同的节点上。
这样的架构使得数据更加易于访问,但也呈现出了许多的安全问题。
我们来看一些具体的问题。
1. 数据盗取由于分布式数据库系统中的数据是分布的,所以如果没有采取任何安全措施,黑客或者不道德的用户可以通过攻击其中的一台节点,获取整个数据库的数据。
2. 数据篡改分布式数据库可能使用不同的协议和通信方式,这使得数据传输变得更加复杂。
如果传输的数据发生被篡改的情况,那么这个分布式数据库的完整性就会受到威胁。
3. 数据不一致性当分布式数据库中的不同节点之间的数据更新出现冲突时,数据就会导致不一致的情况。
如果不及时处理这种情况,将导致整个数据库失去准确性和一致性。
二、分布式数据库的安全性管理对于分布式数据库的管理与控制,需要采取高效的管理策略。
下面是几种可行的安全管理方案。
1. 身份认证、访问控制和权限管理身份认证是确保只有合法用户才能访问分布式数据库的必要条件。
缺乏认证或身份验证体系将暴露整个数据库系统在风险之下。
在分布式数据库管理系统中,访问控制和权限管理是需要引起高度重视的问题。
2. 数据传输加密分布式数据库中的数据传输通常是通过网络传输的,因此必须对数据进行加密。
网络通信加密有两种方式:对称加密和非对称加密。
非对称加密方式的安全性更高,但是加密过程需要耗费大量计算时间。
3. 数据备份与恢复在分布式数据库中,数据备份是防止数据丢失、系统故障和数据盗取等情况发生的重要手段。
数据备份应该充分考虑到节点之间的复制和数据的同步问题,采取合理的数据备份策略,防止数据丢失和损坏,保证数据的完整性,有效避免数据丢失。
分布式数据库中的数据一致性与安全性研究
分布式数据库中的数据一致性与安全性研究近年来,随着物联网、云计算等技术的快速发展,分布式数据库技术也得到了广泛应用。
分布式数据库是指将数据存储在多个不同的网络节点上,通过网络通信协议实现数据的交互和共享。
分布式数据库具有高可用性、高并发性等优点,然而由于其分布式性质,数据一致性和安全性成为制约分布式数据库应用的重要因素。
本文将就分布式数据库中的数据一致性和安全性问题进行研究和分析。
一、数据一致性数据一致性是指在分布式系统中,多个节点访问同一数据副本时,这些数据副本必须保持一致。
在分布式数据库中,数据一致性可以分为强一致性和弱一致性。
1.强一致性强一致性是指任何时间节点所有副本的数据都是一致的,即使在网络通信异常和节点故障的情况下,数据仍然保持一致。
在强一致性模型下,节点间的数据同步通过多次通信确认,确保了数据完整性和正确性。
强一致性模型中常用的算法包括Paxos、Raft等。
Paxos算法主要用于保证一组机器中的数据副本是一致的,该算法中选举一个leader来协调各个节点之间的数据同步。
Raft算法同样也是保证数据副本的一致性,管理者节点选举和数据同步过程中也非常灵活。
2.弱一致性相对于强一致性模型,弱一致性模型允许数据副本在一段时间内不一致。
弱一致性模型根据时间因素和数据访问的规则,分别有一致性模型、因果一致性模型和最终一致性模型等,其中最终一致性模型是弱一致性模型中应用最为广泛的一种。
最终一致性模型是指节点之间存在短暂失联和消息延迟的情况下,数据仍然可以在最终期间达到一致,即任何两个节点都可以在发送了足够数量的更新消息之后,将最新的数据版本保存为相同的值。
最终一致性由于弱化了数据同步的次数,可以极大地提高系统的性能,适合于多写少读的场景。
二、数据安全性在分布式数据库中,数据的安全性是非常重要的,采用了一些技术来提高数据的安全性,例如数据加密、访问授权等。
1.数据加密数据加密技术通过对数据进行加密,使得即使攻击者窃取了数据,也无法获得真实的数据。
分布式数据存储中的安全性研究
分布式数据存储中的安全性研究随着大数据技术的快速发展,分布式数据存储逐渐成为了数据存储的主流形式之一。
作为一种分散数据存储的方式,分布式数据存储可以分散在多台计算机上,通过网络协议进行交互和管理,从而实现数据的存储、管理和共享。
然而,在分布式数据存储中,安全性问题一直备受关注,尤其是随着大规模分布式系统的出现,安全性问题越来越严重。
本文将就分布式数据存储中的安全性问题进行探究。
一、分布式数据存储中的安全性问题1、数据泄漏和数据流失数据泄漏和数据流失是分布式数据存储安全问题最为常见的问题之一。
在不受控制的环境中,数据的保密性和完整性都无法得到保证。
同时,数据的保密性与完整性是数据安全的两个最基本保障措施,若存在泄漏与流失,将会导致难以估量的风险。
例如,企业的核心数据一旦泄露,就会直接导致企业的重大损失。
2、攻击与侵入在分布式数据存储中,由于数据量巨大、存储设备数量众多、数据传输加密不严格等因素,使得该环境容易受到攻击与侵入,使得分布式数据存储的安全受到极大的威胁。
同时,因为分布式数据存储系统通常是全天候提供服务的,所以攻击者可以利用系统运行时,秘密地进行攻击和侵入。
3、数据篡改和假冒数据篡改和假冒是另一种常见的分布式数据存储安全问题。
分布式数据存储中的数据传输过程是通过多个计算机节点,由多个用户和系统间进行交流与传输的。
若其中一方成为攻击者,可以通过对数据的篡改和假冒,直接危及数据的完整性和真实性。
二、分布式数据存储中的安全措施1、数据加密技术在分布式数据存储中,数据传输和存储过程中使用加密技术是一种很常见的安全机制。
该技术通过加密传输数据,达到了保护数据的目的。
同时,保障数据安全的过程中不只是简单的加密解密转化,而是需要通过符合实际情况的数据解密与分析工具,来快速地保护数据。
2、访问控制与权限管理由于有些数据是限制有权限人员进行访问的,因此在分布式数据存储的管理过程中,应该配备访问控制与权限管理方面的技术。
大规模分布式数据库系统安全性研究
大规模分布式数据库系统安全性研究在当今互联网发展的大背景下,分布式数据库已成为企业信息化建设不可或缺的一部分。
由于其高度可扩展和高并发等特点,大规模分布式数据库系统正在被越来越多的企业广泛采用,它可以处理更多的数据,更快地提供更多的高质量的服务。
但在大规模分布式数据库系统中存在着许多安全风险,如果不加以有效的预防和控制,很容易造成严重的信息泄露和安全威胁。
因此,对大规模分布式数据库系统的安全性进行研究和防范,已成为当前信息技术界的热点之一。
一、大规模分布式数据库系统的安全威胁在大规模分布式数据库系统中,常常面临着以下安全威胁:1. 数据泄露大规模分布式数据库系统中存储着大量的敏感数据,如姓名、电话号码、密码等,如果这些数据泄漏出去,会给用户带来不可挽回的损失。
数据泄露的原因可能是数据库管理员的不当操作、黑客攻击、人为失误等。
2. 数据被篡改黑客攻击和病毒感染会导致数据被篡改或破坏,进而影响企业的业务流程和信用。
3. 未经授权的访问或操作未授权的用户访问或操作数据库会导致敏感数据的泄露,或者导致数据被恶意篡改或删除。
4. 数据库服务器受到攻击大规模分布式数据库系统中的服务器常常被攻击,例如DoS攻击、DDoS攻击、SQL注入攻击等,这些攻击可能会使服务器宕机或系统崩溃,导致业务中断。
5. 数据库服务器性能问题分布式数据库系统中的服务器负载可能过高,不仅会影响系统的性能和稳定性,而且也会增加系统被攻击的风险。
二、提高大规模分布式数据库安全性的措施大规模分布式数据库系统的安全性需要采取一系列综合性的措施,包括物理安全、网络安全、身份认证、访问控制、数据加密、防火墙、安全审计和系统可靠性等方面的防范措施,以确保系统的安全和稳定。
以下是提高大规模分布式数据库安全性的具体措施:1. 确保数据库服务器的物理安全为了避免机器失窃或破坏,应将服务器安放在物理安全控制区域内,只有授权人员才能访问。
2. 高效的网络安全措施网络安全措施是保证数据库系统安全的重要步骤。
分布式存储系统的数据安全性设计与实施(八)
分布式存储系统的数据安全性设计与实施随着大数据时代的到来,人们对数据的安全性越来越重视。
在分布式存储系统中,数据的安全性设计与实施尤为重要。
本文将从数据加密、访问控制和故障恢复几个方面,探讨分布式存储系统的数据安全性设计与实施。
一、数据加密数据加密是保证分布式存储系统数据安全性的基础。
分布式存储系统中的数据往往分布在多个节点上,如果数据在传输过程中未加密,就有可能被中间节点截获并泄露。
为了保证数据传输的安全性,可以采用传输层安全协议(TLS/SSL)对数据进行加密。
TLS/SSL协议通过使用数字证书等手段,确保数据在传输过程中的机密性和完整性。
此外,还可以采用对称加密算法或非对称加密算法对数据进行加密和解密,确保数据在存储和读取过程中的安全性。
二、访问控制访问控制是保证分布式存储系统数据安全性的核心。
在分布式存储系统中,不同用户拥有不同的访问权限,需要通过访问控制机制来确保数据的安全性。
可以采用基于角色的访问控制(RBAC)机制对用户的访问进行控制。
通过设定不同的角色和权限,可以限制用户对数据的访问和操作。
此外,还可以采用访问令牌、身份验证和访问审计等手段对用户进行认证和授权,确保只有合法用户才能访问系统中的数据。
三、故障恢复故障恢复是保证分布式存储系统数据安全性的保障。
由于分布式存储系统中的数据分布在多个节点上,单个节点的故障可能导致数据的丢失或不可用。
因此,需要设计故障恢复机制来保证数据的可用性和完整性。
可以采用数据备份和冗余存储技术来实现故障恢复。
数据备份可以将数据复制到多个节点上,一旦某个节点发生故障,可以通过其他节点上的备份数据进行恢复。
冗余存储则是在不同的节点上存储相同的数据,即使某个节点发生故障,其他节点仍然可以提供数据的访问和服务。
同时,还可以采用故障检测和自动重试机制来快速发现并处理节点故障。
通过监测节点的状态和响应时间,可以及时切换到其他可用节点,保证系统的可用性和数据的安全性。
分布式系统 11、安全性
防火墙一般实现模型
防火墙
防火墙有两种不同类型: 数据包过滤网关 应用层网关。检查出站入站消息内容。例
如邮件网关
务的系统。 一个可以信任的计算机系统应该具有: 一般意义的可靠性 机密性:系统只将信息向授权用户公开 完整性:系统资源的变更只能以授权的方
式进行
安全威胁、策略与机制
从另一个角度上说,安全是保护系统提供 的服务和数据不受到安全威胁。
安全威胁一般有四种: 窃听:如包截获、非法侵入 中断:如拒绝服务攻击(DOS) 修改:未经授权修改数据或篡改服务 伪造
一个改进办法是采用一种集中式的方式, 使用一个密钥分发中心(KDC)来专门负 责分发密钥。
密钥分发中心与每台主机共享一个密钥, 其他主机之间无需相互共享密钥,他们之 间的身份认证都必须通过密钥分发中心。 这使得系统密钥数目大大减少。
a、基本KDC原理 b、使用票据的改进KDC原理
使用公钥加密的身份验证
解决访问控制矩阵规模问题
对每个客体保存一个访问该客体的主体访问权 限表。称为访问控制列表(ACL)。
另一种方法是对每个主体存储一个它对要访问 的对象的权能列表。
ACL好比邀请名单,而权能则好比电影票
a) 使用 ACL b) 使用权能
保护域
ACL尽管忽略了访问控制矩阵中的空项, 但依然有可能非常庞大。
从不同层面上设置安全机制
安全性的设计
另一个重要问题是把安全机制部署在哪一层。 一般把通用服务与通信服务分离开来,通用服
务构建在高层协议上,通信服务则构建在底层 协议上。如下页图所示。 对应地,我们把信任和安全区分开来,纯粹考 虑一个系统的时候,我们说它是不是安全的, 而一个客户是否认为一个系统是否安全则是个 信任问题 安全机制放在哪一层,取决于客户对特定层中 服务的信任度。 分布式系统中,安全机制一般放在中间件层。
浅论分布式数据库的安全性及其防护策略
综合论坛新教师教学分布式数据库系统(DDBS )是数据库技术和网络技术两者相互渗透和有机结合的结果。
涉及数据库基本理论和网络通信理论。
分布式数据库由一组数据组成,这些数据在物理上分布在计算机网络的不同节点上,逻辑上是属于同一个系统。
这些节点由通讯网络联接在一起,每个节点都是一个独立的数据库系统,它们都拥有各自的数据库、中央处理机、终端,以及各自的局部数据库管理系统。
因此分布式数据库系统可以看作是一系列集中式数据库系统的联合。
分布式数据库存在于开放的网络环境中,这就对安全性以及防护策略提出了越来越高的要求。
本文针对网络环境中分布式数据库的不安全因素以及相应的防护策略进行探讨。
一、分布式数据库系统的特点1、数据独立性。
数据独立性是数据库方法追求的主要目标之一,在分布式数据库中,数据独立性这一特点更加重要。
并且有更多的内容,数据独立性亦称分布透明性,分布透明性的优点就是很明显,有了分布透明性,用户的应用程序书写起来就如同数据没有分布一样,当数据从一个场地移动到另一个场地时不必改写应用程序,当增加某些数据的重复副本时也不必改写应用程序,数据分布信息系统存储在数据字典中,用户对非本地数据的请求由系统根据字典予以解释、转换、传送。
2、集中与自治相结合的控制系统。
数据库是用户共享的资源,分布式数据库系统常常采用集中和自治相结合的控制结构,同时,系统又没有集中控制机制,协调各个局部的工作,执行全局应用。
3、全局的一致性、可串行性与可恢复性。
分布式数据库中各个局部数据库应满足集中式数据库的一致性、可串行性和可恢复性。
因此在分布式数据库系统中一个业务可能由不同场地上的几个操作组成。
二、分布式数据在库的安全性。
在开发分布式数据库系统中,保证数据库中数据安全是一项非常重要的工作。
一个好的分布式数据库,必须能确保系统数据的完整性、有效性、安全性。
防止未授权用户对其访问,跟踪用户对其访问的情况,控制授权用户仅能对自己所拥有权限的子系统和数据进行访问,使系统免于因各种破坏而造成数据的丢失和窃取,这也是分布式数据库系统安全管理必须要解决的问题。
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2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
• 结论
– DBA所持口令的级别最高,可读写全部关系 和元组。 – 持有口令PW1的各用户可读写关系1中除元组 t12之外的所有元组及整个关系3 – 持有口令PW2的各用户可读写除元组t22之外 的关系2、关系1和关系3的全部元组 – 持有口令PWn的各用户,只能读写关系3
• 扩展来说
– 保障DB数据的完整性(物理、逻辑和元素完整性) – 保障DB数据的保密性
• 身份识别, 访问控制, 审计, 隐蔽信道攻击、语义保密性等
– 保障DB数据的可用性
• 防止硬件系统引起的数据库破坏 • 及时休复上述破坏 • 拒绝和清除数据库垃圾
1 数据库安全性概述
1.2 分布式数据库的不安全因素
• 三个方面
– 数据存储在各个站点上存在的不安全因素 – 访问各个站点上数据存在的不安全因素 – 数据在各站点之间传输时存在的不安全因素
• 综合起来分析,不安全因素有:
– 黑客攻击(猎取用户口令、伪装、隐蔽通道、特洛伊 木马、程序蠕虫、攻击电子邮件、突破防火墙等) – 病毒(病毒种类10几万种、破坏性更强、互联网环境 有利于传播) – 网络环境的脆弱性
口令 PW1
能存取的数据对象 O 5 , O 7 , O9
… PWn
… O1, O2 , O9 , O10
面向用户的简单口令系统
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
口令 PW-DBA PW1 PW2 … PWn
Read 10 3 5 … 2
Write 10 4 7 … 1
– 审计扫描一段时间内的日志,以检查所有作用于数据库的存 取动作和操作 – 当发现一个非法的或未授权的操作时,DBA就可以确定执行 这个操作的帐号
• 数据库审计对于敏感性数据库非常重要,比如银行数 据 • 用于安全性的数据库日志,也叫审计跟踪
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.1 数据库安全术语和基本概念 • 主体(Subject)
第8章 分布式数据库的安全性与目录管理
1. 数据库安全性概述 2. 安全数据模型与多级安全数据库 3. 分布式数据库系统中的权限保护盒用户识
别
4. 计算机系统与数据库系统的安全评估标准
和安全机制
1 数据库安全性概述
1.1 数据库安全性的概念
• 两个方面
– 保密性:即“私有”, 控制属于自己的数据,包括 数据的收集、存储、处理、传输和使用 – 安全性:保护保密数据不被非法使用
– 主体和客体的访问特权, 一般主体安全级表示主体对客体敏感 信息的操作能力, 客体安全级表示客体信息的敏感度
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.1 数据库安全术语和基本概念
• 最小特权原理
– 主体应该授予能够完成任务所需的最小存取权
• 访问监控器
– 监控主体和客体之间授权访问关系的部件
• 信道
– 系统内的信息传输通路
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
权限控制
• 当主体访问客体时, 要进行访问的合法性检查. • “知必所需” 原则: 限制用户只能知道授权他知 道的那些数据对象(最小特权原则) • 数据库部分的权的形式:
– 读权 - 允许读, 但是不能修改数据 – 插入权 - 允许插入新数据, 但不能修改已存在的数据 – 修改权 - 允许修改, 但不能删除数据 – 删除权 - 允许删除数据
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
安全矩阵S
用户 O1 U1 U2 R, D R, U O2 R, D R 数据对象 …… …… …… Om R, I R, DR
..
.. Un
..
.. R
..
.. R, U
……
…… ……
..
.. R, D
2 安全数据模型与多级安全数据库
– 基于保密字的协议 (password-based), – 密码学(Cryptography)
1 数据库安全性概述
1.3 分布式• 假定在OS, 网络, 人员, 物理层都是安全的 • 数据库安全是:
– 每个用户仅仅可以读/写部分数据 – 用户可能对整个文件或关系有权, 也可能仅 仅只对文件或关系的一部分有权
– 根据用户需求、安装环境、建立规则和法律等方面的限制来 制定的,用来描述访问规则和访问特征的关系 – 有四类策略:安全管理策略、最小特权策略、访问控制分类 策略、访问控制策略
• 形式化安全保护策略模型
– 安全保护策略的完整精确描述
• 安全保护策略模型
– 安全保护策略的非形式化描述
2 安全数据模型与多级安全数据库
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
授权与收权 • Grant 语句
– Grant <权> To <用户> With Grant Option
• Revoke 语句
– Revoke <权> From <用户>
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
安全矩阵法实现技术
• 锁钥实现法
– 矩阵法中按行存储与按列存储方法的结合 – 每个用户Ui设立一个钥表{(O1, K1), (O2, K2),... (Om, Km),} – 每个数据对象Oj设立一个锁表{(L1, P1), (L2, P2),... (Ls, Ps),}
– Ki:保密钥;Li:保密锁;Pi:存取权集合
授权方式
• 静态授权
– 检查功能
• 隔离功能:保证用户只访问已授权的数据对象 • 控制访问:保证用户只能按他已得到的访问权的访问方式存 取数据,不得越权
– DBMS必须要确定不同用户对不同数据对象的存取权
• 数据对象的粒度由系统规定 • 数据对象命名唯一 • DBA拥有访问全部数据对象的全权
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
– 矩阵法
• 称作安全矩阵法或存取检查矩阵法
• O代表数据对象,U代表用户 • 各种存取权限
– R:读;U:修改;I:添加;D:删除元组;DR:删除 关系
• 矩阵S的元素 Sij=S(Ui, Oj)表示用户Ui对数据对象 Oj的存取权,与数据对象的值无关. • 矩阵法简便有效, OS的存取检查中广泛使用
物理层
• 保护数据不受侵入者的物理破坏, 传统方式用 锁和钥匙等 • 保护不受洪水, 电力故障等 – 数据恢复 • 保护磁盘不被偷窃, 清除, 物理损坏等
1 数据库安全性概述
1.3 分布式数据库安全需求和安全措施分析
用户层
• 防止保密字被盗, 偷看
• 主要的管理方法:
– – – – – 经常变换保密字 使用不可猜测的保密字 日志所有非法的访问 数据审计 仔细雇用人员
划分安全级别的口令表
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
Read 关系1 t11 t12 t13 … 4 3
Write 4 关系2 T21 7 T22 T23
Read 4
Write 7 关系3
Read 2
Write 1
10
10
关系及元组的安全级表
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
安全矩阵法实现技术
• 按行存储法
– 按用户存储的权利表方法。 用户Ui有一由 偶对(Oj, Sij)组成的一维表行
• 按列存储法
– 按数据对象存储的权利表方法。数据对象Oj 有一由偶对(Uj, Sij)组成的一维表列
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
2 安全数据模型与多级安全数据库
2.2 基于授予/收回权限的自主访问控制
权限控制
• 更新数据库模式权的的形式:
– – – – 索引权 - 允许创建和删除索引 资源权 - 允许创建新关系 修改权 - 允许增加或删除关系中的属性 删除权 - 允许删除关系
• 权与视图
– 用户可以将某个权授给视图 – 视图可以通过限制用户访问的数据而加强数据库的安全性 – 关系层和视图层的安全组合可以精确地限制用户只对其应 用需要的数据访问
2 安全数据模型与多级安全数据库
– 引起信息流动或改变系统状态的主动实体, 如用户, 程序, 进程
• 客体(Object)
– 蕴含或接收信息的被动实体, 信息的载体, 如DB, 表, 记录, 视图, 属性等
• 可信计算基
– 实现安全保护机制的集合体(硬件、软件等)
• 域
– 主体有能力存取的客体集合
• 安全级(Security Level)
1 数据库安全性概述
1.4 分布式数据库的用户帐户和数据审计
用户帐户
• DBA为用户创建一个帐号和口令 • 每次用户登录都要输入帐号和口令 • 保持数据库用户的账号和口令痕迹是必要的,可以通 过建立一个加密表来实现
– 每创建一个用户在加密表中添加一条记录 – 每取消一个帐户,就从表中删除一个相应的记录
– 提供服务
• • • • DB有保密性,数据加密 DB有一致性 DB有可用性,防止/及时修复错误造成的恶意破坏 对DB变化做跟踪记录
1 数据库安全性概述
1.3 分布式数据库安全需求和安全措施分析
• 安全层次
– – – – – 物理层 用户层 OS层 网络层 数据库系统
1 数据库安全性概述
1.3 分布式数据库安全需求和安全措施分析
• 隐蔽信道(Covert Channel)
– 进程以危害系统安全的隐蔽方式传输信息的通信信道