大学数据库系统原理《数据库安全性与完整性》专题课件

数据库系统原理数据库安全性与完整性数据库系统原理专题汇报人课程组日期2026年09月课程导览01安全之基数据库安全威胁与防护体系概览02存取控制用户标识、权限授予与回收机制03视图与审计视图机制与审计追踪的防护价值04完整性约束实体、参照与用户定义完整性05约束实现完整性约束的定义、检查与违约处理06协同与展望安全与完整性的协同及发展趋势章节01安全之基数据安全，防患未然数据库安全威胁与防护体系概览数据库安全性含义与目标保护数据库，防止不合法使用造成的数据泄露、更改与破坏。数据库安全性是指保护数据库以防止不合法使用所造成的数据泄露、更改或破坏，保障数据的保密性、完整性与可用性01核心目标核心目标涵盖数据的保密性、完整性与可用性三重保障02安全性与完整性安全性防止非法用户或越权操作；完整性防止合法用户的误操作导致数据失真03多层次防护安全性控制贯穿数据库系统的多个层次，需与操作系统、网络环境协同配合数据库面临的主要安全威胁认清威胁来源，是构建防护体系的前提。认清威胁来源，是构建防护体系的前提。四类核心威胁延伸威胁应用程序层面的缺陷同样可能成为数据泄露的入口恶意存取与破坏非授权用户对数据库的恶意存取与破坏非法泄露重要或敏感数据被非法泄露误操作或越权合法用户的无意误操作或越权操作环境脆弱性操作系统漏洞、网络传输风险与硬件故障数据库安全防护体系安全防护是层层设防的系统工程。身份鉴别›存取控制›视图机制›审计追踪›数据加密第一层用户身份鉴别确认访问者身份的真实性第一道防线，防止非法用户冒名进入系统。第二层多层存取控制自主存取控制与强制存取控制按授权粒度与安全级别，限制用户对数据的访问范围。第三层视图机制对无权用户隐藏保密数据通过视图隔离敏感字段，只暴露授权可见的数据子集。第四层审计追踪记录操作行为以供事后追查完整留痕用户操作，为安全事件追溯提供依据。第五层数据加密保护存储与传输中的数据内容加密确保数据即使被窃取也无法直接读取明文。章节02存取控制权限分明，各司其职用户标识、权限授予与回收机制用户标识与身份鉴别数据库系统的第一道门，由身份鉴别把守。身份鉴别是对用户身份的核对验证，确保只有被标识的合法用户才能进入系统两个核心概念用户标识系统标明用户身份的手段，内部记录用户标识号用户鉴别系统核对用户身份的过程，通过核对才允许进入系统三种常用鉴别方法口令鉴别生物特征鉴别智能卡鉴别口令在存储与传输中应加以保护，防止被窃取或猜测自主存取与强制存取控制存取控制决定谁能对哪些数据做什么。自主存取与强制存取可结合使用，兼顾灵活与安全。01方式一自主存取控制用户对不同数据库对象拥有不同权限，不同用户对同一对象也可拥有不同权限。权限可被转授，灵活度较高。灵活但安全性较弱。特点灵活02方式二强制存取控制每一数据对象被标以一定密级，每一用户被授予某一级别许可证。只有主体许可证级别与客体密级满足特定关系时才允许存取。更为严格，安全性更高。二者可结合使用，兼顾灵活与安全权限授予GRANT语句授权是自主存取控制的核心操作。授权语句遵循

GRANT权限ON对象类型

对象名TO用户

的基本句式，配以

WITHGRANTOPTION

实现权限的二次转授。语法结构GRANT

权限

ON

对象类型

对象名

TO

用户加上

WITHGRANTOPTION

子句后，被授权用户可将该权限继续转授给其他用户授权要点可授权限包括

SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE

及ALLPRIVILEGES授权对象可以是基本表，也可以是属性列或视图授权需遵循最小权限原则，避免权限过度集中权限回收REVOKE语句权限既能授予，也应当能够收回。REVOKE语句：收回已授予的权限，终结权限扩散的通道。REVOKE权限ON对象类型

对象名FROM用户CASCADE

级联回收，将用户转授出去的权限一并收回。RESTRICT

限制回收，若用户已转授权限则拒绝回收操作。回收机制保证权限始终处于可控状态，防止权限扩散失控。数据库角色机制角色把一组权限打包，让授权管理更简洁。角色是被命名的一组权限的集合，可视为权限的容器角色是授权的中间层，职责更清晰一组权限的集合角色是被命名的一组权限的集合，可视为权限的容器。简化授权操作通过创建角色并为其授予权限，再将角色授予用户，可大幅简化授权操作。权限并集用户可被授予多个角色，其最终权限为各角色权限的并集。复杂场景优势角色机制在用户数量多、权限规则复杂时优势尤为明显。章节03视图与审计隐显有度，有迹可循视图机制与审计追踪的防护价值视图机制的安全作用视图是数据可见性的过滤器。视图将数据访问范围限定在授权之内，越权数据一概不可见。视图过滤范围2项可见性过滤只呈现表中允许用户看到的数据权限隔离为不同用户定义不同视图，各用户仅能访问权限范围内的数据自动安全保护2项隐藏保密数据对无权存取的用户隐藏保密数据，实现自动安全保护精细控制与授权配合，精细控制到行与列的访问范围审计追踪与日志审计让每一次操作都留下痕迹。核心机制与代价的双面审视审计以威慑与追溯守护数据库安全审计的核心机制审计功能把用户对数据库的所有操作自动记录到审计日志中审计日志中可记录操作时间、操作类型、操作者与操作对象等信息审计员可利用审计日志多角度分析，追踪非法存取行为审计具有一定的威慑作用，使潜在违规操作者有所顾忌审计的代价审计会带来额外的时间与空间开销，需要合理设置审计范围数据加密与其他措施加密是数据泄露后的最后一道保险。数据加密的基本思想是将明文转变为密文，使非授权者难以识别真实内容。🔐按应用场景与风险维度分类防护存储加密保护静态数据安全传输加密保护网络链路数据安全推理控制·隐蔽信道控制应对间接泄密风险综合运用形成纵深防御体系章节04完整性约束数据可信，约束为纲实体、参照与用户定义完整性完整性约束概述完整性关注数据是否正确、是否相容。数据完整性完整性关注数据是否正确、是否相容，与安全性共同保障数据的可信与可用。“安全性与完整性共同保障数据的可信与可用。”数据完整性是指数据的正确性和相容性，防止合法用户误操作造成数据失真。语义完整性约束实体完整性针对主码，保证实体唯一可辨参照完整性针对外码，维护关联数据一致用户定义完整性针对具体语义要求，约束业务规则完整性由数据库管理系统自动检查，无需用户逐一编程实现。实体完整性规则主码是元组的身份证，绝不能为空。实体完整性约束：唯一且非空，由系统自动守护核心定义实体完整性规则：若属性是基本关系的主属性，则该属性不能取空值。主码是元组在关系中的唯一身份标识，空值意味着无法识别与定位。约束执行要点主码作为元组的唯一标识，必须满足唯一且非空。该规则在插入与更新操作时由系统自动检查。检查内容：主码各属性是否为空、主码取值是否唯一。违反实体完整性约束的操作将被系统拒绝执行。唯一非空自动检查参照完整性规则外码的取值，必须在被参照关系中站得住脚。外码取值必须是参照的主码值，或取空值核心规则4项参照对应关系外码与主码之间构成参照与被参照的对应关系空值表达不明确关联允许取空值，是为了表达尚不明确的关联关系保证参照有效性不允许取非空但不存在的值，以保证参照关系的有效性插入与更新时检查该规则同样在插入与更新操作时接受检查则规则要点外码取值为主码值或空值空值语义表达尚不明确的关联有效性保证拒绝不存在的非空值检查时机在插入与更新操作时用户定义完整性不同应用有各自的业务规则，需要自定义约束。用户定义完整性针对某一具体应用的数据必须满足的语义要求属性约束非空限定属性不允许为NULL唯一限定属性取值互不相同取值条件限定属性的取值范围元组约束相互制约描述多个属性之间的制约关系典型示例成绩落在合理范围、性别取值限定集合定义方式由用户根据实际业务场景自行定义章节05约束实现定义有据，检查有方完整性约束的定义、检查与违约处理完整性约束定义方式约束既可以定义在列上，也可以定义在表上。约束用于保证数据的完整性，可在列级或表级定义，并支持命名与自动检查列级约束紧跟属性定义之后作用于单个属性表级约束所有属性定义完成后统一给出可涉及多个属性实体与参照完整性的实现主码与外码，用专门子句来声明。两层完整性，共同守住数据一致实体完整性参照完整性实体完整性PRIMARYKEY

子句定义可作用于单属性或多属性自动获得唯一且非空约束定义后的属性组参照完整性FOREIGNKEY与REFERENCES子句定义指明外码与所参照的表及主码被参照属性需是主码或候选码定义外码时的必要条件更新与插入时自动执行检查定义完成后由系统自动完成用户定义完整性的实现把业务规则写成系统可检查的约束。非空约束限定属性不允许取空值保证数据完整性，防止关键字段缺失。唯一约束限定属性或属性组的取值互不相同防止重复数据，确保记录可区分。默认值约束为属性指定未显式赋值时的默认取值简化插入操作，降低业务复杂度。条件检查子句用逻辑表达式限定属性或元组应满足的条件元组级检查可同时引用同一元组中的多个属性，表达属性间制约关系。完整性检查与违约处理系统在插入、更新、删除操作时检查完整性约束，发现违约时按预设策略处理。参照完整性违约时可在定义外码时指定上述策略策略的选择取决于具体业务语义与数据依存关系处理策略含义拒绝执行拒绝该操作，NOACTION级联操作连带更新或删除相关元组，CASCADE设为空值将相关属性值置为空，SETNULL章节06协同与展望双轮驱动，行稳致远安全与完整性的协同及发展趋势安全与完整性的协同安全守住数据的门，完整性守住数据的真。数据库安全与完整性是两种互补的保障：安全管住访问入口，完整性守护数据本真。协同工作实际系统中，身份鉴别、存取控制、视图、审计与完整性检查协同工作，数据库管理员需同时关注权限配置与约束设计。安全性管住入口，完整性守住数据——权限配置与约束设计需并重。安安全性控制核心职责控制谁能访问数据缺失后果数据可能被窃取完完整性约束核心职责保证数据本身是否正确缺失后果数据可能失真安全与完整性发展趋势技术环境在变，防护思路也在演进。安全与完整性演进趋势5项云化复杂云数据库与分布式架构下，安全边界更加复杂，访问控制需求持续强化隐私强化数据隐私保护要求不断提高，加密与脱敏技术应用日益广泛智能审计自动化审计与异常行为监测成为安全管理的重要方向约束进化完整性约束的表达能力与检查效率持续优化体系协同安全与完整性正从单点防护走向体系化协同课程知识框架回顾回顾一课所学，形成完整知识地图。知安全之基明确数据库安全性的目标与主要威胁存取控制掌握用户标识鉴别、自主与强制存取控制、授权与回收、角色机制视图与审计理解视图的数据隐藏作用与审计的追溯与威慑价值完整性约束掌握实体完整性、参照完整性与用户定义完整性三类规则约束实现掌握约束的定义方式、检查时机与违约处理