数据库系统简明教程chp5

数据库系统简明教程AnIntroductiontoDatabaseSystem第五章数据库安全性AnIntroductiontoDatabaseSystem数据库安全性

问题的提出数据库的一大特点是数据可以共享数据共享必然带来数据库的安全性问题数据库系统中的数据共享不能是无条件的共享例：军事秘密、国家机密、新产品实验数据、市场需求分析、市场营销策略、销售计划、客户档案、医疗档案、银行储蓄数据数据库安全性AnIntroductiontoDatabaseSystem数据库安全性数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、更改或破坏。安全性问题不是数据库系统所独有的，所有计算机系统都有这个问题。系统安全保护措施是否有效是数据库系统的主要指标之一。数据库的安全和计算机系统的安全性，包括操作系统、网络系统的安全性是紧密联系、相互支持的。AnIntroductiontoDatabaseSystem第五章数据库安全性5.1计算机系统的安全性概述5.2数据库安全性控制5.3数据库存取控制方法5.4数据库角色5.5视图机制5.6审计（Audit）5.7小结AnIntroductiontoDatabaseSystem计算机系统安全性为计算机系统建立和采取的各种安全保护措施，以保护计算机系统中的硬件、软件及数据，防止其因偶然或恶意的原因使系统遭到破坏，数据遭到更改或泄露等。5.1计算机系统的安全性概述AnIntroductiontoDatabaseSystem三类计算机系统安全性问题技术安全类管理安全类政策法律类5.1计算机系统的安全性概述AnIntroductiontoDatabaseSystem附：安全标准简介TCSEC标准CC标准5.1计算机系统的安全性概述AnIntroductiontoDatabaseSystem附：安全标准简介信息安全标准的发展历史

AnIntroductiontoDatabaseSystem附：安全标准简介（续）TCSEC/TDI标准的基本内容TCSEC/TDI，从四个方面来描述安全性级别划分的指标安全策略责任保证文档AnIntroductiontoDatabaseSystemTCSEC/TDI安全级别划分TCSEC/TDI安全级别划分安全级别定义A1验证设计（VerifiedDesign）

B3安全域（SecurityDomains）

B2结构化保护（StructuralProtection）

B1标记安全保护（LabeledSecurityProtection）

C2受控的存取保护（ControlledAccessProtection）

C1自主安全保护（DiscretionarySecurityProtection）D最小保护（MinimalProtection）AnIntroductiontoDatabaseSystemTCSEC/TDI安全级别划分（续）按系统可靠或可信程度逐渐增高各安全级别之间：偏序向下兼容AnIntroductiontoDatabaseSystemTCSEC/TDI安全级别划分（续）B2以上的系统还处于理论研究阶段应用多限于一些特殊的部门，如军队等美国正在大力发展安全产品，试图将目前仅限于少数领域应用的B2安全级别下放到商业应用中来，并逐步成为新的商业标准AnIntroductiontoDatabaseSystemCC

CC提出国际公认的表述信息技术安全性的结构把信息产品的安全要求分为安全功能要求安全保证要求AnIntroductiontoDatabaseSystemCC（续）

CC文本组成简介和一般模型安全功能要求安全保证要求AnIntroductiontoDatabaseSystemCC（续）

CC评估保证级划分

评估保证级定义TCSEC安全级别（近似相当）EAL1功能测试（functionallytested）EAL2结构测试（structurallytested）C1EAL3系统地测试和检查（methodicallytestedandchecked）C2EAL4系统地设计、测试和复查（methodicallydesigned，

tested，

andreviewed）B1EAL5半形式化设计和测试（semiformallydesignedandtested）B2EAL6半形式化验证的设计和测试（semiformallyverifieddesignandB3tested）EAL7形式化验证的设计和测试（formallyverifieddesignandtested）A1AnIntroductiontoDatabaseSystem第五章数据库安全性5.1计算机系统的安全性概述5.2数据库安全性控制5.3数据库存取控制方法5.4数据库角色5.5视图机制5.6审计（Audit）5.7小结AnIntroductiontoDatabaseSystem计算机系统中，安全措施是一级一级层层设置

计算机系统的安全模型

5.2数据库安全性控制AnIntroductiontoDatabaseSystem5.2数据库安全性控制非法使用数据库的情况编写合法程序绕过DBMS及其授权机制直接或编写应用程序执行非授权操作通过多次合法查询数据库从中推导出一些保密数据AnIntroductiontoDatabaseSystem数据库安全性控制的常用方法用户标识和鉴定存取控制视图审计密码存储5.2数据库安全性控制AnIntroductiontoDatabaseSystem5.2.1用户标识与鉴别5.2.2存取控制5.2数据库安全性控制AnIntroductiontoDatabaseSystem5.2.1用户标识与鉴别用户标识与鉴别（Identification&Authentication）系统提供的最外层安全保护措施AnIntroductiontoDatabaseSystem用户标识口令系统核对口令以鉴别用户身份用户名和口令易被窃取每个用户预先约定好一个计算过程或者函数5.2.1用户标识与鉴别AnIntroductiontoDatabaseSystem5.2.1用户标识与鉴别5.2.2存取控制5.2数据库安全性控制AnIntroductiontoDatabaseSystem5.2.2存取控制数据库安全最重要的一点就是确保只授权给有资格的用户访问数据库的权限，同时令所有未被授权的人员无法接近数据。这主要通过数据库系统的存取控制机制实现。存取控制机制的组成主要包括两部分，它们一起组成了DBMS的安全子系统定义用户权限合法权限检查AnIntroductiontoDatabaseSystem5.2.2存取控制定义用户权限用户对某一数据对象的操作权力称为权限。某个用户应该具有何种权限是个管理问题和政策问题，而不是技术问题。DBMS的功能是保证这些决定的执行。为此DBMS必须提供适当的语言来定义用户权限，这些定义经过编译后存放在数据字典中，被称作安全规则或授权规则。AnIntroductiontoDatabaseSystem5.2.2存取控制合法权限检查每当用户发出存取数据库的操作请求后，DBMS就查找数据字典，根据安全规则进行合法权限检查，若用户的操作请求超出了定义的权限，系统将拒绝执行此操作。AnIntroductiontoDatabaseSystem常用存取控制方法自主存取控制（DiscretionaryAccessControl，简称DAC）用户对于不同的数据对象有不同的存取权限，不同的用户对同一对象也有不同的权限，而且用户还可将其拥有的存取权限转授给其它用户。使用灵活C2级强制存取控制（MandatoryAccessControl，简称

MAC）每个数据对象被标以一定的密级，每一个用户也被授予某一个级别的许可证。对于任意一个对象，只有具有合法许可证的用户才可以存取。相对比较严格B1级5.2.2存取控制AnIntroductiontoDatabaseSystem第五章数据库安全性5.1计算机系统的安全性概述5.2数据库安全性控制5.3数据库存取控制方法5.4数据库角色5.5视图机制5.6审计（Audit）5.7小结AnIntroductiontoDatabaseSystem5.3数据库存取控制方法5.3.1用户权限5.3.2授权与回收AnIntroductiontoDatabaseSystem5.3.1用户权限用户权限由两个要素组成：数据对象操作类型在关系数据库系统中，存取控制的对象不仅有数据本身，还有数据库模式（包括SCHEMA、TABLE、VIEW、INDEX的创建）。

AnIntroductiontoDatabaseSystem关系数据库系统中存取控制对象对象类型对象操作类型数据库模式模式CREATESCHEMA基本表CREATETABLE，ALTERTABLE视图CREATEVIEW索引CREATEINDEX数据基本表和视图SELECT，INSERT，UPDATE，DELETE，REFERENCES，ALLPRIVILEGES属性列SELECT，INSERT，UPDATE，REFERENCESALLPRIVILEGES关系数据库系统中的存取权限

5.3.1用户权限AnIntroductiontoDatabaseSystem5.3数据库存取控制方法5.3.1用户权限5.3.2授权与回收AnIntroductiontoDatabaseSystem5.3.2授权与回收定义用户存取权限：定义用户可以在哪些数据库对象上进行哪些类型的操作定义存取权限称为授权

通过SQL的GRANT

语句和REVOKE

语句实现AnIntroductiontoDatabaseSystemGRANT语句的一般格式：

GRANT<权限>[,<权限>]...[ON<对象类型><对象名>]TO<用户>[,<用户>]...[WITHGRANTOPTION];语义：将对指定操作对象的指定操作权限授予指定的用户

可以一次向一个用户授权；也可以一次向多个用户授权；还可以一次传播多个同类对象的权限；甚至一次可以完成对基本表和属性列这些不同对象的授权。GRANT语句AnIntroductiontoDatabaseSystem发出GRANT：DBA数据库对象创建者（即属主Owner）拥有该权限的用户按受权限的用户

一个或多个具体用户PUBLIC（全体用户）GRANT语句AnIntroductiontoDatabaseSystemWITHGRANTOPTION子句:指定：可以再授予没有指定：不能传播不允许循环授权GRANT语句AnIntroductiontoDatabaseSystem

[例1]把查询Student表权限授给用户U1GRANTSELECTONTABLEStudentTOU1;GRANT语句AnIntroductiontoDatabaseSystem[例2]把对Student表和Course表的全部权限授予用户U2和U3GRANTALLPRIVILIGES

ONTABLEStudent,CourseTOU2,U3;GRANT语句AnIntroductiontoDatabaseSystem[例3]把对表SC的查询权限授予所有用户

GRANTSELECTONTABLESC TOPUBLIC;GRANT语句AnIntroductiontoDatabaseSystem[例4]把查询Student表和修改学生学号的权限授给用户U4

GRANTUPDATE(Sno),SELECT ONTABLEStudent TOU4;对属性列的授权时必须明确指出相应属性列名

GRANT语句AnIntroductiontoDatabaseSystem

[例5]把对表SC的INSERT权限授予U5用户，并允许他再将此权限授予其他用户

GRANTINSERTONTABLESCTOU5

WITHGRANTOPTION;GRANT语句AnIntroductiontoDatabaseSystem执行例5后，U5不仅拥有了对表SC的INSERT权限，还可以传播此权限：

[例6]

GRANTINSERTONTABLESCTOU6

WITHGRANTOPTION;

同样，U6还可以将此权限授予U7：

[例7]GRANTINSERTONTABLESCTOU7;

但U7不能再传播此权限。

GRANT语句AnIntroductiontoDatabaseSystem下表是执行了［例1］到［例7］的语句后，学生-课程数据库中的用户权限定义表

授权用户名被授权用户名数据库对象名允许的操作类型能否转授权DBAU1关系StudentSELECT不能DBAU2关系StudentALL不能DBAU2关系CourseALL不能DBAU3关系StudentALL不能DBAU3关系CourseALL不能DBAPUBLIC关系SCSELECT不能DBAU4关系StudentSELECT不能DBAU4属性列Student.SnoUPDATE不能DBAU5关系SCINSERT能U5U6关系SCINSERT能U6U7关系SCINSERT不能GRANT语句AnIntroductiontoDatabaseSystem授予的权限可以由DBA或其他授权者用REVOKE语句收回REVOKE语句的一般格式为：

REVOKE<权限>[,<权限>]...[ON<对象类型><对象名>]FROM<用户>[,<用户>]...;REVOKE语句AnIntroductiontoDatabaseSystem[例8]把用户U4修改学生学号的权限收回

REVOKEUPDATE(Sno) ONTABLEStudent FROMU4;REVOKE语句AnIntroductiontoDatabaseSystem[例9]收回所有用户对表SC的查询权限

REVOKESELECT ONTABLESC FROMPUBLIC;

REVOKE语句AnIntroductiontoDatabaseSystem[例10]把用户U5对SC表的INSERT权限收回

REVOKEINSERT ONTABLESC FROMU5CASCADE;将用户U5的INSERT权限收回的时候必须级联（CASCADE）收回系统只收回直接或间接从U5处获得的权限

REVOKE语句AnIntroductiontoDatabaseSystem

执行［例8］到［例10］的语句后，学生-课程数据库中的用户权限定义表授权用户名被授权用户名数据库对象名允许的操作类型能否转授权DBAU1关系StudentSELECT不能DBAU2关系StudentALL不能DBAU2关系CourseALL不能DBAU3关系StudentALL不能DBAU3关系CourseALL不能DBAU4关系StudentSELECT不能REVOKE语句AnIntroductiontoDatabaseSystemSQL具有灵活的授权机制DBA：拥有所有对象的所有权限不同的权限授予不同的用户用户：拥有自己建立的对象的全部的操作权限GRANT：授予其他用户被授权的用户“继续授权”许可：再授予所有授予出去的权力在必要时又都可用REVOKE语句收回5.3.2授权与回收AnIntroductiontoDatabaseSystem三、创建数据库模式的权限DBA在创建用户时实现CREATEUSER语句格式

CREATEUSER<username>

［WITH］［DBA|RESOURCE|CONNECT］5.3.2授权与回收AnIntroductiontoDatabaseSystem拥有的权限可否执行的操作CREATEUSERCREATESCHEMACREATETABLE登录数据库执行数据查询和操纵DBA可以可以可以可以RESOURCE不可以不可以不可以不可以CONNECT不可以不可以不可以可以，但必须拥有相应权限权限与可执行的操作对照表

5.3.2授权与回收AnIntroductiontoDatabaseSystem第五章数据库安全性5.1计算机系统的安全性概述5.2数据库安全性控制5.3数据库存取控制方法5.4数据库角色5.5视图机制5.6审计（Audit）5.7小结AnIntroductiontoDatabaseSystem5.4数据库角色数据库角色：被命名的一组与数据库操作相关的权限角色是权限的集合可以为一组具有相同权限的用户创建一个角色简化授权的过程AnIntroductiontoDatabaseSystem一、角色的创建CREATEROLE<角色名>二、给角色授权

GRANT<权限>［，<权限>］…ON<对象类型>对象名

TO<角色>［，<角色>］…5.4数据库角色AnIntroductiontoDatabaseSystem三、将一个角色授予其他的角色或用户GRANT<角色1>［，<角色2>］…TO<角色3>［，<用户1>］…［WITHADMINOPTION］四、角色权限的收回REVOKE<权限>［，<权限>］…ON<对象类型><对象名>FROM<角色>［，<角色>］…5.4数据库角色AnIntroductiontoDatabaseSystem[例11]通过角色来实现将一组权限授予一个用户。步骤如下：1.首先创建一个角色R1CREATEROLER1；2.然后使用GRANT语句，使角色R1拥有Student表的SELECT、UPDATE、INSERT权限

GRANTSELECT，UPDATE，INSERTONTABLEStudentTOR1；5.4数据库角色AnIntroductiontoDatabaseSystem3.将这个角色授予王平，张明，赵玲。使他们具有角色R1所包含的全部权限

GRANTR1TO王平，张明，赵玲；4.可以一次性通过R1来回收王平的这3个权限

REVOKER1FROM王平；5.4数据库角色AnIntroductiontoDatabaseSystem[例12]角色的权限修改，使角色R1在原来的基础上增加了对Student表的DELETE权限。

GRANTDELETEONTABLEStudentTOR15.4数据库角色AnIntroductiontoDatabaseSystem[例13]使角色R1在原来的基础上减少对Student表的SELECT权限。

REVOKESELECTONTABLEStudentFROMR1；

5.4数据库角色AnIntroductiontoDatabaseSystem第五章数据库安全性5.1计算机系统的安全性概述5.2数据库安全性控制5.3数据库存取控制方法5.4数据库角色5.5视图机制5.6审计（Audit）5.7小结AnIntroductiontoDatabaseSystem5.5视图机制把要保密的数据对无权存取这些数据的用户隐藏起来，对数据提供一定程度的安全保护

主要功能是提供数据独立性，无法完全满足要求间接实现了支持存取谓词的用户权限定义AnIntroductiontoDatabaseSystem[例14]建立计算机系学生的视图，把对该视图的SELECT权限授于王平，把该视图上的所有操作权限授于张明先建立计算机系学生的视图CS_Student

CREATEVIEWCS_StudentASSELECT*FROMStudentWHERESdept='CS'；5.5视图机制AnIntroductiontoDatabaseSystem在视图上进一步定义存取权限

GRANTSELECTONCS_StudentTO王平；

GRANTALLPRIVILIGESONCS_Student

TO张明；5.5视图机制AnIntroductiontoDatabaseSystem第五章数据库安全性5.1计算机系统的安全性概述5.2数据库安全性控制5.3数据库存取控制方法5.4数据库角色5.5视图机制5.6审计（Audit）

5.7小结AnIntroductiontoDatabaseSystem5.6审计什么是审计审计日志（AuditLog）将用户对数据库的所有操作记录在上面DBA利用审计日志找出非法存取数据的人、时间和内容C2以上安全级别的DBMS必须具有AnIntroductiontoDatabaseSystem审计分为用户级审计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操作系统级审计DBA设置监测成功或失败的登录要求监测GRANT和REVOKE操作以及其他数据库级权限下的操作5.6审计AnIntroductiontoDatabaseSystemAUDIT语句：设置审计功能

NOAUDIT语句：取消审计功能5.6审计AnIntroductiontoDatabaseSystem［例15］对修改SC表结构或修改SC表数据的操作进行审计

AUDITALTER，UPDATEONSC；［例16］取消对SC表的一切审计

NOAUDITALTER，UPDATEONSC；5.6审计AnIntroductiontoDatabaseSystem附：其它数据库安全性控制强制存取控制方法数据加密统计数据库安全性AnIntroductiontoDatabaseSystem自主存取控制的缺点：可能存在数据的“无意泄露”原因：这种机制仅仅通过对数据的存取权限来进行安全控制，而数据本身并无安全性标记解决：对系统控制下的所有主客体实施强制存取控制策略附：强制存取控制方法AnIntroductiontoDatabaseSystem强制存取控制（MAC)保证更高程度的安全性用户能不能直接感知或进行控制适用于对数据有严格而固定密级分类的部门

军事部门政府部门附：强制存取控制方法AnIntroductiontoDatabaseSystem主体是系统中的活动实体

DBMS所管理的实际用户代表用户的各进程客体是系统中的被动实体，是受主体操纵的文件基表索引视图附：强制存取控制方法AnIntroductiontoDatabaseSystem敏感度标记（Label）绝密（TopSecret）机密（Secret）可信（Confidential）公开（Public）主体的敏感度标记称为许可证级别（ClearanceLevel）客体的敏感度标记称为密级（ClassificationLevel）附：强制存取控制方法AnIntroductiontoDatabaseSystem强制存取控制规则

(1)仅当主体的许可证级别大于或等于客体的密级时，该主体才能读取相应的客体

(2)仅当主体的许可证级别等于客体的密级时，该主体才能写相应的客体修正规则主体的许可证级别<=客体的密级主体能写客体附：强制存取控制方法AnIntroductiontoDatabaseSystem规则的共同点禁止了拥有高许可证级别的主体更新低密级的数据对象附：强制存取控制方法AnIntroductiontoDatabaseSystemDAC与MAC共同构成DBMS的安全机制实现MAC时要首先实现DAC原因：较高安全性级别提供的安全保护要包含较低级别的所有保护附：强制存取控制方法AnIntroducti