第7章 数据库的安全与保护

7.1.3 SQL Server的安全性控制
7.1.3.2设置身份验证模式 具体的过程如下：
在SQL Server Management Studio的【对象资源管 理器】中，右键单击服务器，在弹出的快捷菜单中 单击【属性】。 在“安全性“页上的“服务器身份验证”下，选择 新的服务器身份验证模式，再单击【确定】。 重新启动 SQL Server，使设置生效。
7.2.4 SQL Server的完整性控制
SQL Server 2008中数据完整性可分为四 种类型：
实体完整性 域完整性 引用完整性 用户定义完整性
1．实体完整性 实体完整性相关的约束如下：
PRIMARY KEY约束 UNIQUE 约束 IDENTITY属性
2．域完整性
域完整性是指给定列的输入正确性与有效性。SQL Server 2008中强制域有效性的方法有：
7.4.2 数据库恢复的基本原理 及其实现技术
3.登记日志文件（Logging） （1）以记录为单位的日志文件 （2）以数据块为单位的日志文件
7.4.2 数据库恢复的基本原理 及其实现技术
4.日志文件的作用
（1）事务故障恢复和系统故障恢复必须用日志文 件。 （2）在动态转储方式中必须建立日志文件，后备 副本和日志文件综合起来才能有效地恢复数据库。 （3）在静态转储方式中，也可以建立日志文件。 当数据库毁坏后可重新装入后援副本把数据库恢复 到转储结束时刻的正确状态，然后利用日志文件， 把已完成的事务进行重做处理，对故障发生时尚未 完成的事务进行撤销处理。
7.2.2 完整性约束条件
六类完整型约束条件分别为：
静态列级约束。 静态元组约束。 静态关系约束。 动态列级约束。 动态元组约束。 动态关系约束。
7.2.3完整性控制
DBMS的完整性控制机制应具有三个方面 的功能：
1.定义功能：提供定义完整性约束条件的机 制。 2.检查功能：检查用户发出的操作请求是否 违背了完整性约束条件。 3.违约处理：如果发现用户的操作请求使数 据违背了完整性约束条件，则采取一定的动 作来保证数据的完整性。
数据库系统中可能发生各种各样的故障， 大致可以分为四类：事务故障、系统故 障、介质故障及计算机病毒。
7.4.3 数据库的故障及恢复策略
1.事务故障及恢复 事务故障是指事务在运行至正常结束点 前被终止。事务故障有的是可预期的， 即应用程序可以发现并让事务回滚，撤 消已作的修改，恢复数据库到正确状态。 有的是非预期的，即不能由事务程序来 处理。
7.3.4 活锁和死锁
死锁与活锁示例如下图：
7.3.5 SQL Server中的并发控制技术
1. SQL Server中的锁
共享锁(S) 更新锁(U) 排它锁(X) 意向锁(I) 架构锁（Sch） 大容量更新锁（BU）
7.3.5 SQL Server中的并发控制技术
2. T-SQL语句中加锁 在T-SQL语句使用中有如下缺省加锁规则：
7.1.2 安全性控制的一般方法
计算机系统安全模型：
7.1.2 安全性控制的一般方法
1.用户标识和鉴别
口令（password） 公式鉴别法 使用 IC 卡或磁卡等识别系统来鉴别用户。 利用声音、指纹等用户特征来鉴别用户。
7.1.2 安全性控制的一般方法
2.存取控制 存取控制机制主要包括两部分：
引用完整性主要由FOREIGN KEY约束体现。强制引用 完整性时，SQL Server禁止用户进行下列操作：
(1) 当主表中没有关联的记录时，将记录添加到相关表中。 (2) 更改主表中的值并导致相关表中的记录孤立。 (3) 从主表中删除记录，但仍存在与该记录匹配的相关记录。
4、用户定义完整性 SQL Server 2008用户定义完整性主要由 Check约束所定义的列级或表级约束体现， 用户定义完整性还能由规则、触发器、 客户端或服务器端应用程序灵活定义。
7.4.2 数据库恢复的基本原理 及其实现技术
利用日志文件恢复图示如下：
7.4.2 数据库恢复的基本原理 及其实现技术
5.登记日志文件（Logging） 为保证数据库是可恢复的，登记日志文 件时必须遵循两条原则：
登记的次序严格按并发事务执行的时间次序； 必须先写日志文件，后写数据库。
7.4.3 数据库的故障及恢复策略
7.3.2并发操作与数据的不一致性
1.并发的概念 并发（ Concurrency ）：多个事务同时 存取访问相同的数据库。
7.3.2并发操作与数据的不一致性
2．并发操作带来的问题
（1）丢失修改（Lost Update） （2）不可重复读（Non-Repeatable Read） （3）读“脏”数据(Dirty Read)
7.3.4 活锁和死锁
1.活锁
活锁:在多个事务并发执行的过程中，可能会存在某个总 有机会获得锁的事务却永远也没有得到锁，而使这个事务 一直处于等待状态的现象。
2.死锁
死锁：如果事务T1封锁了数据R1，T2封锁了数据R2，然 后T1又请求封锁R2，因T2已封锁了R2，于是T1等待T2释 放R2上的锁。接着T2又申请封锁R1，因T1 已封锁了Ｒ1， T2也只能等待T1释放R1上的锁。这样就出现了T1在等待 T2，而T2又等待T1的局面，T1和T2两个事务永远不能结 束的现象。
SELECT查询缺省时请求获得共享锁(页级或表级)； INSERT语句总是请求独占的页级锁； UPDATE和DELETE通常获得某种类型的独占锁以进 行数据修改；如果当前将被修改的页上存在读锁， 则delete或update语句首先会得到修改锁，当读过 程结束以后，修改锁自动改变为独占锁。
7.3.5 SQL Server中的并发控制技术
限制类型，如通过数据类型、用户自定义数据类型等实现； 格式限制，如通过CHECK约束和规则等实现； 列值的范围限定，如通过PRIMARY KEY 约束、UNIQUE 约束、 FOREIGN KEY 约束、CHECK约束、DEFAULT定义、NOT NULL定义等实现。
3、引用完整性(即参照完整性)
7.4.2 数据库恢复的基本原理 及其实现技术
转储与恢复图示如下：
7.4.2 数据库恢复的基本原理 及其实现技术
2.数据转储分类
按照转储时的状态分： 静态转储：在系统中无运行事务时进行的转储操作。 动态转储：转储期间允许对数据库进行存取或修改。 按照转储方式分： 海量转储指每次转储全部数据库。 增量转储则指每次只转储上一次转储后更新过的数 据。
7.4.3 数据库的故障及恢复策略
2.系统故障及恢复 系统故障是指造成系统停止运转的任何 事件，使得系统要重新启动。例如，特 定类型的硬件错误（CPU故障）、操作系 统故障、DBMS代码错误、突然停电等。 这类故障影响正在运行的所有事务．但 不破坏数据库。
7.4.3 数据库的故障及恢复策略
3.介质故障及其恢复 介质故障常称为硬故障（Hard Crash）。 外存故障，如磁盘损坏、磁头碰撞，瞬 时强磁场干扰等。这类故障将破坏存储 在介质上的数据库或部分数据库，并影 响正在存取这部分数据的所有事务。
7.4.2 数据库恢复的基本原理 及其实现技术
因此恢复机制的两个关键问题是：第一， 如何建立冗余数据；第二，如何利用这 些冗余数据实施数据库恢复。 生成冗余数据最常用的技术是数据转储 和登记日志文件，在实际应用中，这两 种方法常常结合起来一起使用。
7.4.2 数据库恢复的基本原理 及其实现技术
1.数据转储 数据转储是指定期地将整个数据库复制 到多个存储设备如磁带、磁盘上保存起 来的过程，它是数据库恢复中采用的基 本手段。
2.封锁协议（Lock Protocol）
（1） 一级封锁协议 （2）二级封锁协议 （3）三级封锁协议
7.3.3 封锁
3.封锁粒度（Lock Granularity）
封锁对象的大小称为封锁粒度。根据对数据的不同处 理，封锁的对象可以是一些逻辑单元：字段、数据库 等，也可以是一些物理单元：页（数据页或索引页）、 物理块等。封锁粒度与系统的并发度和并发控制的开 销密切相关。 封锁粒度越小，系统中能够被封锁的对象就越多，并 发度越高，但封锁机构复杂，系统开销也就越大。封 锁粒度越大，系统中能够被封锁的对象就越少，并发 度越小，封锁机构简单，相应系统开销也就越小。
7.3.3 封锁
封锁就是当一个事务在对某个数据对象（可 以是数据项、记录、数据集、以至整个数据 库）进行操作之前，必须获得相应的锁，以 保证数据操作的正确性和一致性。 1.封锁类型（Lock Type）
（1）排它锁（Exclusive Lock） （2）共享锁（Share Lock）
7.3.3 封锁
7.1.2 安全性控制的一般方法
4.审计
审计一般可分为用户级审计和系统级审计。 用户级审计是任何用户可设置的审计，主要 针对自己创建的数据库表或视图进行审计， 记录所有用户对这些表或视图的一切成功和 （或）不成功的访问要求以及各种类型的 SQL操作 。
7.1.3 SQL Server的安全性控制
3. SQL Server中的隔离级别 SQL Server 2008支持四种隔离级别：
未提交读（read uncommitted） 提交读（read committed） 可重复读（repeatable read） 可串行读（serializable）
7.4 数据库的备份及恢复
7.4.1 数据库恢复概述 数据库恢复是指DBMS必须具备把数据库 从错误状态恢复到某一已知的正确状态 (亦称为一致状态或者完整状态）的功能。
7.1.3 SQL Server的安全性控制
7.1.3.3 SQL Server的用户和角色管理 1.登录用户的帐号管理 2.数据库用户的帐号管理 3.角色管理
7.2 数据库的完整性
7.2.1 数据库完整性的含义
数据库完整性是指数据库中数据的正确性和 相容性，数据库通过应用完整性规则防止不 合语义的数据进入数据库。 数据的完整性是防止数据库中存在不符合语 义的数据，也就是防止数据库中存在不正确 的数据。数据的安全性是保护数据库防止恶 意的破坏和非法的存取。也就是说，安全性 措施的防范对象是非法用户和非法操作，完 整性措施的防范对象是不合语义的数据。