第6章计算机安全技术

个办法，数据库给用户ID号和口令、权限。当用 户用此ID号和口令登录后，就会获得相应的权限。 不同的用户或操作会有不同的权限。比如，对于 一个表，某人有修改权，而其他人只有查询权；
(3) 将数据加密，以密码的形式存于数据库内。 3. 数据的完整性
数据完整性这一术语用来泛指与损坏和丢失相对的 数据状态。它通常表明数据在可靠性与准确性上 是可信赖的，同时也意味着数据有可能是无效的 或不完整的。数据完整性包括数据的正确性、有 效性和一致性。
前面我们较细致地讨论了数据库系统的故障问题。 随着计算机越来越深入地使用，一些大型数据库 中存储着大量机密性的信息，如国防、金融、军 事等方面。若这些数据库中的数据遭到破坏，造 成的损失难以估量。所以数据库的保护是数据库 运行过程中一个不可忽视的方面。数据库系统必 须建立自己的保护机制，提供数据保护功能。
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黑客往往是一些精通计算机网络和软、硬件的计算 机操作者。他们利用一些非法手段取得计算机的 授权，非法却又随心所欲地读取甚至修改其它计 算机数据，造成巨大的损失。
对于黑客，更需要计算机数据库加强安全管理。这 种安全管理对于那些机密性的数据库显得尤为重 要。
6.2.2 数据库的数据保护
DBA负责监视数据库系统的运行，及时处理运行 过程中出现的问题。尤其是遇到硬件、软件或人 为故障时，数据库系统会因此而遭到破坏，DBA 必须能够在最短时间内把数据库恢复到某一正确 状态，并且尽可能不影响或少影响计算机系统其 他部分的正常运行。为此，DBA要定义和实施适 当的后援和恢复策略，例如周期性转储数据、维 护日志文件等。
(3) 一致性：当不同的用户使用数据库，应该保证 他们取出的数据必须一致。
因为数据库系统对数据的使用是集中控制的，因此 数据的完整性控制还是比较容易实现的。
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4. 并发控制 如果数据库应用要实现多用户共享数据，就可能在
同一时刻多个用户要存取数据，这种事件叫做并 发事件。当一个用户取出数据进行修改，在修改 存入数据库之前如有其他用户再取此数据，那么 读出的数据就是不正确的。这时就需要对这种并 发操作施行控制，排除和避免这种错误的发生， 保证数据的正确性。
4. 计算机病毒与黑客 病毒是一种计算机程序，然而这种程序与其它程序
不同的是它的功能在于破坏计算机中的数据，破 坏计算机使计算机处于一种不正确的状态，妨碍 计算机用户的使用。
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而且病毒具有自我繁殖的能力，传播速度很快。有 些病毒一旦发作就会马上摧毁系统。
针对计算机病毒，现在已出现了许多种防毒和杀毒 的软、硬件。但病毒发作后造成的数据库数据的 损坏还是需要操作者去恢复的。
2. 高可用性
与多用户的问题相关的是，数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ库系统要求被访问 和更新的时间长度。
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虽然办公自动化文件服务器在非工作时间很少进行 什么操作，但数据库系统却经常需要运行长的、 多的时间以完成批处理任务或为其他时区的用户 提供访问。
3. 频繁的更新
文件服务器在白天一般没有大量的磁盘写入操作。 一个办公自动化文件被打开之后，可能每隔15分 钟该文件的改动被保存一次。如果有250个用户 在该服务器上工作，这就意味着，平均每4秒就 有一个文件需要被保存。这与每秒要支持50次事 务处理的数据库相比是相当少的。
例如：在校园网中，各个部门要共用一个或几个服 务器，要分别对不同的或相同的数据库进行读取、 修改、增删，而且各个部门之间很有可能有进行 交叉浏览的需求，但是对于人事部门的资料其他 部门就无权进行修改，其他部门的资料人事部门 也不能随意修改，另外还要防止一些别有用心的 人的蓄意破坏。这就是属于数据库的安全性问题， DBMS必须具备这方面的功能。
控制数据库系统，具体的职责包括：
决定数据库的信息内容和结构
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决定数据库的存储结构和存取策略
定义数据的安全性要求和完整性约束条件
DBA的重要职责是确保数据库的安全性和完整性。 不同用户对数据库的存取权限、数据的保密级别 和完整性约束条件也应由DBA负责决定
监督和控制数据库的使用和运行
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恢复子系统必须在系统重新启动时让所有非正常终 止事务ROLLBACK，把数据库恢复到正确的状 态。
3. 介质故障 介质故障又称硬故障，主要指外存故障，如：磁盘
磁头碰撞，瞬时的强磁场干扰。这类故障会破坏 数据库或部分数据库，并影响正在使用数据库的 所有事务。所以，这类故障的破坏性很大。
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事务以COMMIT语句提交给数据库，以 ROLLBACK作为对已经完成的操作撤消。
事务内部的故障多发生于数据的不一致性，主要表 现为以下几种:
(1) 丢失修改：两个事务T1和T2读入同一数据，T2 的提交的结果破坏了T1提交的结果，T1对数据 库的修改丢失，造成数据库中数据错误。
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很多数据库应用于客户机/服务器(client/server)平 台，这已成为90年代主流的计算模式。在server 端，数据库由server上的DBMS进行管理。由于 client/server结构允许服务器有多个客户端，各 个终端对于数据的共享要求非常强烈，这就涉及 到数据库的安全性与可靠性问题。
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数据库系统的改进和重组
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6.2 数据库的数据保护
6.2.1 数据库的故障类型 这里数据库的故障是指从保护安全的角度出发，数
据库系统中会发生的各种故障。这些故障主要 包括：事务内部的故障、系统范围内的故障、 介质故障、计算机病毒与黑客等。 1. 事务内部的故障 事务(Transaction)是指并发控制的单位，它是一个 操作序列。在这个序列中的所有操作只有两种 行为，要么全都执行，要么全都不执行。因此， 事务是一个不可分割的单位。
2. 系统范围内的故障
系统故障又称软故障，是指系统突然停止运行时造成 的数据库故障。如CPU故障、突然断电、操作系统 故障，这些故障不会破坏数据库，但会影响正在运 行的所有事务，因为数据库缓冲区中的内容会全部 丢失，运行的事务非正常终止，从而造成数据库处 于一种不正确的状态。这种故障对于一个需要不停 运行的数据库来讲损失是不可估量的。
2. 数据安全性 一个数据库能否实现防止无关人员得到他不应该知
道的数据，是数据库是否实用的一个重要指标。 如果一个数据库对所有的人都公开数据，那么这 个数据库就不是一个可靠的数据库。
一般，比较完整的数据库对数据安全性采取以下措 施：
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(1) 将数据库中需要保护的部分与其他部分相隔离； (2) 使用授权规则。这是数据库系统经常使用的一
各种故障可能会造成数据库本身的破坏，也可能不 破坏数据库，但使得数据不正确。对于数据库的 恢复，其原理就是“冗余”，即数据库中的任何 一部分数据都可以利用备份在其它介质上的冗余 数据进行重建。这种恢复的原理非常简单，但要 付出时、空代价。
黑客与病毒不同，是近年来新出现的名词。从某种 角度来讲，黑客的危害要比计算机病毒更大。
DBMS的主要职能为： 有正确的编译功能，能正确执行规定的操作
能正确执行数据库命令
保证数据的安全性、完整性，能抵御一定程度的物 理破坏，能维护和提交数据库内容
能识别用户，分配授权和进行访问控制，包括身份 识别和验证
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顺利执行数据库访问，保证网络通信功能
另一方面，数据库的管理不但要靠DBMS，还要靠 人员。这些人员主要是指管理、开发和使用数据 库系统的数据管理员（DBA，database administrator）、系统分析员、应用程序员和用 户。用户是对应用程序员设计的应用程序模块的 使用，系统分析员负责应用系统的需求分析和规 范说明，而且要和用户及DBA相结合，确定系统 的软硬件配置并参与数据库各级应用的概要设计。 这些人中最重要的是DBA，他们负责全面地管理 和
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(1) 正确性：数据在输入时要保证其输入值与定义 这个表时相应的域的类型一致。如表中的某个字 段为数值型，那么它只能允许用户输入数值型的 数据，否则不能保证数据库的正确性。
(2) 有效性：在保证数据正确的前提下，系统还要 约束数据的有效性。例如：对于月份字段，若输 入值为16，那么这个数据就是无效数据，这种无 效输入也称为“垃圾输入”。当然，若数据库输 出的数据是无效的，相应称为“垃圾输出”。
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数据库保护主要是指数据库的安全性、完整性、并 发控制和数据库恢复。
1. 数据库的安全性
安全性问题是所有计算机系统共有的问题，并不是 数据库系统特有的，但由于数据库系统数据量庞 大且多用户存取，安全性问题就显得尤其突出。 由于安全性问题有系统问题与人为问题，所以一 方面我们可以从法律、政策、伦理、道德等方面 控制约束人们对数据库的安全使用，另一方面还 可以从物理设备、操作系统等方面加强保护，保 证数据库的安全。另外，也是我们要论述的，可 以从数据库本身实现数据库的安全性保护。
(2) 不能重复读：事务T1读取某一数据，事务T2读 取并修改了同一数据，T1为了对读取值进行校 对再读取此数据，便得到了不同的结果。例如： T1读取数据B=200，T2也读取B并把它修改为 300，那么T1再读取数据B得到300与第一次读取 的数值便不一致。
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(3) “脏”数据的读出，即不正确数据的读出。T1修改 某一数据，T2读取同一数据，但T1由于某种原因被 撤消，则T2读到的数据为“脏”数据。例如：T1读 取数据B值为100修改为200，则T2读取B值为200， 但由于事务T1被撤消，其所做的修改宣布无效，B 值恢复为100，而T2读到的数据是200，与数据库内 容不一致。
第6章计算机安全技术
2020/11/26
第6章计算机安全技术
6.1 数据库安全概述