1、An Introduction to Database System数据库系统概论数据库系统概论An Introduction to Database System第四章第四章 数据库安全性数据库安全性学习目的学习目的v掌握什么是数据库的安全问题掌握什么是数据库的安全问题v牢固掌握数据库管理系统实现数据库安全牢固掌握数据库管理系统实现数据库安全性控制的常用方法和技术性控制的常用方法和技术An Introduction to Database System重点重点v使用使用SQLSQL中的中的GRANTGRANT语句和语句和REVOKEREVOKE语句来实现语句来实现数据库的自主存取控制功能数据
2、库的自主存取控制功能v使用使用SQLSQL中中CREATE ROLECREATE ROLE语句创建角色语句创建角色v使用使用GRANTGRANT语句给角色授权语句给角色授权An Introduction to Database System难点难点v强制存取控制强制存取控制(MAC)(MAC)机制中确定机制中确定主体能否存取客主体能否存取客体体的存取规则的存取规则(理解理解)An Introduction to Database SystemAn Introduction to Database System 数据库安全性数据库安全性v 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
3、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数据库安全性An Introduction to Database System第四章第四章 数据库安全性数据库安全性4.1 计算机安全性概述计算机安全性概述4.2 数据库安全性控制数据库安全性控制4.3 视图机制视图机制4.4 审计（审计（Audit）4.5 数据加密数据加密4.6 统计数据库安全性统计数据库安全性4.7 小结小结An Introduction to Database System4.1 计算
4、机安全性概述计算机安全性概述4.1.1 计算机系统的三类安全性问题计算机系统的三类安全性问题 4.1.2 安全标准简介安全标准简介An Introduction to Database System4.1.1 计算机系统的三类安全性问题计算机系统的三类安全性问题 v 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。An Introduction to Database System计算机系统的三类安全性问题（续）计算机系统的三类安全性问题（续）v三类计算机系统安全性问题 技术安全类
5、管理安全类 政策法律类An Introduction to Database System4.1 计算机安全性概论计算机安全性概论4.1.1 计算机系统的三类安全性问题计算机系统的三类安全性问题 4.1.2 安全标准简介安全标准简介An Introduction to Database System4.1.2 安全标准简介安全标准简介vTCSEC标准vCC标准An Introduction to Database System安全标准简介（续）安全标准简介（续）信息安全标准的发展历史 An Introduction to Database System安全标准简介（续）安全标准简介（续）vTC
6、SEC/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An Introduction to Database SystemTCSEC/TDI安全级别划分安全级别划分vTCSEC/TDI安全级别划分安安 全全 级级 别别 定定 义义 A1验证设计（验证设计（Verified Design）B3安全域（安全域（Security Domains）B2结构化保护（结构化保护（Structural Protection）B1标记安全保护（标记安全保护（Labeled Security Protection）C2受控的存取保护受控的存取保护（Contro
7、lled Access Protection）C1自主安全保护自主安全保护（Discretionary Security Protection）D最小保护（最小保护（Minimal Protection）An Introduction to Database SystemTCSEC/TDI安全级别划分（续）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An Introduction to Database SystemTCSEC/TDI安全级别划分（续）安全级别划分（续）vB2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
8、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An Introduction to Database System CCv 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An Introduction to Database SystemCC（续）（续）v CC文本组成 简介和一般模型 安全功能要求 安全保证要求An Introduction to Database SystemCC（续）（续）v 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（functionally
9、 tested）EAL2结构测试（structurally tested）C1EAL3系统地测试和检查（methodically tested and checked）C2EAL4系统地设计、测试和复查（methodically designed，tested，and reviewed）B1EAL5半形式化设计和测试（semiformally designed and tested）B2EAL6半形式化验证的设计和测试（semiformally verified design and B3tested）EAL7形式化验证的设计和测试（formally verified design and t
10、ested）A1An Introduction to Database System第四章第四章 数据库安全性数据库安全性4.1 计算机安全性概述计算机安全性概述4.2 数据库安全性控制数据库安全性控制4.3 视图机制视图机制4.4 审计（审计（Audit）4.5 数据加密数据加密4.6 统计数据库安全性统计数据库安全性4.7 小结小结An Introduction to Database System4.2 数据库安全性控制概述数据库安全性控制概述v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An
11、Introduction to Database System数据库安全性控制概述（续）数据库安全性控制概述（续）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 An Introduction to Database System数据库安全性控制概述（续）数据库安全性控制概述（续）v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An Introduction to Database System4.2 数据库安全性控制数据库安全性控制4.2.1 用户标识与鉴别用户标识与鉴别4.2.2 存取控制存取控制4.2.3 自主存取控制方法自主存取控制方法4.2.
12、4 授权与回收授权与回收4.2.5 数据库角色数据库角色4.2.6 强制存取控制方法强制存取控制方法An Introduction to Database System4.2.1 用户标识与鉴别用户标识与鉴别v用户标识与鉴别 （Identification&Authentication）系统提供的最外层安全保护措施An Introduction to Database System用户标识与鉴别（续）用户标识与鉴别（续）v 用户标识v 口令 系统核对口令以鉴别用户身份 v 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An Introduction to Database Syst
13、em4.2 数据库安全性控制数据库安全性控制4.2.1 用户标识与鉴别用户标识与鉴别4.2.2 存取控制存取控制4.2.3 自主存取控制方法自主存取控制方法4.2.4 授权与回收授权与回收4.2.5 数据库角色数据库角色4.2.6 强制存取控制方法强制存取控制方法An Introduction to Database System4.2.2 存取控制存取控制v存取控制机制组成 定义用户权限，并将用户权限登记到数据字典中 合法权限检查 v用户权限定义和合法权检查机制一起组成了 DBMS的安全子系统An Introduction to Database System存取控制（续）存取控制（续）v常
14、用存取控制方法 自主存取控制（Discretionary Access Control，简称DAC）C2级 灵活 强制存取控制（Mandatory Access Control，简称 MAC）B1级严格An Introduction to Database System4.2 数据库安全性控制数据库安全性控制4.2.1 用户标识与鉴别用户标识与鉴别4.2.2 存取控制存取控制4.2.3 自主存取控制方法自主存取控制方法4.2.4 授权与回收授权与回收4.2.5 数据库角色数据库角色4.2.6 强制存取控制方法强制存取控制方法An Introduction to Database System4
15、.2.3 自主存取控制方法自主存取控制方法v 通过 SQL 的 GRANT 语句和 REVOKE 语句实现v 用户权限组成数据对象操作类型v 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v 定义存取权限称为授权 An Introduction to Database System自主存取控制方法（续）自主存取控制方法（续）v 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CREATE SCHEMA基本表CREATE TABLE，ALTER TABLE模式视图CREATE VIEW索引CREATE INDEX数据基本表和视图SELECT，INSERT，U
16、PDATE，DELETE，REFERENCES，ALL PRIVILEGES数据属性列SELECT，INSERT，UPDATE，REFERENCESALL PRIVILEGES关系数据库系统中的存取权限 An Introduction to Database System4.2 数据库安全性控制数据库安全性控制4.2.1 用户标识与鉴别用户标识与鉴别4.2.2 存取控制存取控制4.2.3 自主存取控制方法自主存取控制方法4.2.4 授权与回收授权与回收4.2.5 数据库角色数据库角色4.2.6 强制存取控制方法强制存取控制方法An Introduction to Database System
17、4.2.4 授权与回收授权与回收一、一、GRANTv GRANT语句的一般格式：GRANT,.ON ,TO,.WITH GRANT OPTION;v 语义：将对指定操作对象的指定操作权限授予指定的用户 An Introduction to Database SystemGRANT（续）（续）发出GRANT：DBA数据库对象创建者（即属主Owner）拥有该权限的用户接受权限的用户 一个或多个具体用户PUBLIC（全体用户）An Introduction to Database SystemWITH GRANT OPTION子句子句v WITH GRANT OPTION子句:指定：可以再授予 没有
18、指定：不能传播v 不允许循环授权An Introduction to Database System例题例题 例1 把查询Student表权限授给用户U1 GRANT SELECT ON TABLE Student TO U1;An Introduction to Database System例题（续）例题（续）例2 把对Student表和Course表的全部权限授予用户U2和U3 GRANT ALL PRIVILIGES ON TABLE Student,Course TO U2,U3;An Introduction to Database System例题（续）例题（续）例3 把对表SC
19、的查询权限授予所有用户 GRANT SELECT ON TABLE SC TO PUBLIC;An Introduction to Database System例题（续）例题（续）例4 把查询Student表和修改学生学号的权限授给用户U4 GRANT UPDATE(Sno),SELECT ON TABLE Student TO U4;v对属性列的授权时必须明确指出相应属性列名 An Introduction to Database System例题（续）例题（续）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 GRANT INSERT ON TABLE SC
20、 TO U5 WITH GRANT OPTION;An Introduction to Database System传播权限传播权限执行例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 GRANT INSERT ON TABLE SC TO U6 WITH GRANT OPTION;同样，U6还可以将此权限授予U7：例7 GRANT INSERT ON TABLE SC TO U7;但U7不能再传播此权限。An Introduction to Database System传播权限（续）传播权限（续）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
21、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An Introduction to Database System授权与回收（续）授权与回收（续）二、二、REVO
22、KEv授予的权限可以由DBA或其他授权者用REVOKE语句收回vREVOKE语句的一般格式为：REVOKE,.ON ,FROM,.;An Introduction to Database SystemREVOKE（续）（续）例8 把用户U4修改学生学号的权限收回REVOKE UPDATE(Sno)ON TABLE Student FROM U4;An Introduction to Database SystemREVOKE（续）（续）例9 收回所有用户对表SC的查询权限REVOKE SELECT ON TABLE SC FROM PUBLIC;An Introduction to Datab
23、ase SystemREVOKE（续）（续）例10 把用户U5对SC表的INSERT权限收回REVOKE INSERT ON TABLE SC FROM U5 CASCADE;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 An Introduction to Database SystemREVOKE（续）（续）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Cour
24、seALL不能DBAU3关系StudentALL不能DBAU3关系CourseALL不能DBAU4关系StudentSELECT不能An Introduction to Database System小结小结:SQLSQL灵活的授权机制灵活的授权机制v DBA：拥有所有对象的所有权限 不同的权限授予不同的用户v 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v 被授权的用户“继续授权”许可：再授予v 所有授予出去的权力在必要时又都可用REVOKE语句收回An Introduction to Database System授权与回收（续）授权与回收（续）三、创建数据库模式的权
25、限三、创建数据库模式的权限 v DBA在创建用户时实现v CREATE USER语句格式 CREATE USER WITHDBA|RESOURCE|CONNECTAn Introduction to Database System授权与回收（续）授权与回收（续）拥有的权限可否执行的操作CREATE USERCREATE SCHEMACREATE TABLE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 An Introduction to Database System
26、4.2 数据库安全性控制数据库安全性控制4.2.1 用户标识与鉴别用户标识与鉴别4.2.2 存取控制存取控制4.2.3 自主存取控制方法自主存取控制方法4.2.4 授权与回收授权与回收4.2.5 数据库角色数据库角色4.2.6 强制存取控制方法强制存取控制方法An Introduction to Database System4.2.5 数据库角色数据库角色v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An Introduction to Database System数据库角色数据库角色v 一、角色的创建一、角色的
27、创建CREATE ROLE v 二、给角色授权二、给角色授权 GRANT ，ON 对象名 TO，An Introduction to Database System数据库角色数据库角色v 三、将一个角色授予其他的角色或用户三、将一个角色授予其他的角色或用户GRANT ，TO ，WITH ADMIN OPTION v 四、角色权限的收回四、角色权限的收回 REVOKE，ON FROM，An Introduction to Database System数据库角色（续）数据库角色（续）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 R1 CREATE ROLE R1；2
28、.然后使用GRANT语句，使角色R1拥有Student表的SELECT、UPDATE、INSERT权限 GRANT SELECT，UPDATE，INSERT ON TABLE Student TO R1；An Introduction to Database System数据库角色（续）数据库角色（续）3.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 GRANT R1 TO 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 REVOKE R1 FROM 王平；An Introduction to Database System数据库角色（续）数据库角色（续）
29、例12角色的权限修改 GRANT DELETE ON TABLE Student TO R1An Introduction to Database System数据库角色（续）数据库角色（续）例13 REVOKE SELECT ON TABLE Student FROM R1；An Introduction to Database System4.2 数据库安全性控制数据库安全性控制4.2.1 用户标识与鉴别用户标识与鉴别4.2.2 存取控制存取控制4.2.3 自主存取控制方法自主存取控制方法4.2.4 授权与回收授权与回收4.2.5 数据库角色数据库角色4.2.6 强制存取控制方法强制存取控
30、制方法An Introduction to Database System自主存取控制缺点自主存取控制缺点v 可能存在数据的“无意泄露”v 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v 解决：对系统控制下的所有主客体实施强制存取控制策略 An Introduction to Database System4.2.6 强制存取控制方法强制存取控制方法v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An Introduction to Database System强制存取控制
31、方法（续）强制存取控制方法（续）v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v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An Introduction to Database System强制存取控制方法（续）强制存取控制方法（续）v 敏感度标记（Label）绝密（Top Secret）机密（Secret）可信（Confidential）公开（Public）v 主体的敏感度标记称为许可证级别（Clearance Level）v 客体的敏感度标记称为密级（Classification Level）An Introduction to Database
32、System强制存取控制方法（续）强制存取控制方法（续）v 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v修正规则 主体的许可证级别 得到的利益An Introduction to Database System第四章第四章 数据库安全性数据库安全性4.1 计算机安全性概述计算机安全性概述4.2 数据库安全性控制数据库安全性控制4.3 视图机制视图机制4.4 审计（审计（Audit）4.5 数据加密数据加密4.6 统计数据库安全性统计数据库安全性4.7 小结小结An Introduction to Database System4.7 小结小结v 数据的共享日益加强，数据的安全保密越来越重要v DBMS是管理数据的核心，因而其自身必须具有一整套完整而有效的安全性机制v TCSEC和CCAn Introduction to Database System小结（续）小结（续）v 实现数据库系统安全性的技术和方法 存取控制技术 视图技术 审计技术v 自主存取控制功能 通过SQL 的GRANT语句和REVOKE语句实现v 角色 使用角色来管理数据库权限可以简化授权过程 CREATE ROLE语句创建角色 GRANT 语句给角色授权
