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資料庫保護中普遍採用技術

發布時間: 2023-06-17 19:50:48

資料庫安全的防護手段

Xsecure產品系列實現對資料庫的全方位防護 ,需要覆蓋資料庫的事前、事中、事後安全;覆蓋資料庫應用安全、維護安全、使用安全和存儲安全;是最全面的資料庫防泄露產品。 資料庫漏洞掃描系統Xsecure-DBScan ,是一款幫助用戶對當前的資料庫系統進行自動化安全評估的專業軟體,能有效暴露當前資料庫系統的安全問題,提供對資料庫的安全狀況進行持續化監控,幫助用戶保持資料庫的安全健康狀態。
發現外部黑客攻擊漏洞,防止外部攻擊:實現非授權的從外到內的檢測;模擬黑客使用的漏洞發現技術,在沒有授權的情況下,對目標資料庫的安全性作深入的探測分析;收集外部人員可以利用的資料庫漏洞的詳細信息。分析內部不安全配置,防止越權訪問:通過只讀賬戶,實現由內到外的檢測;提供現有數據的漏洞透視圖和資料庫配置安全評估;避免內外部的非授權訪問。
監控資料庫安全狀況,防止資料庫安全狀況惡化:對於資料庫建立安全基線,對資料庫進行定期掃描,對所有安全狀況發生的變化進行報告和分析。 操作系統中的對象一般情況下是文件,而資料庫支持的應用要求更為精細。通常比較完整的資料庫對數據安全性採取以下措施:
(1)將資料庫中需要保護的部分與其他部分相隔。
(2)採用授權規則,如賬戶、口令和許可權控制等訪問控制方法。
(3)對數據進行加密後存儲於資料庫。 由資料庫管理系統提供一套方法,可及時發現故障和修復故障,從而防止數據被破壞。資料庫系統能盡快恢復資料庫系統運行時出現的故障,可能是物理上或是邏輯上的錯誤。比如對系統的誤操作造成的數據錯誤等。

⑵ 如何保護資料庫

資料庫系統的安全除依賴自身內部的安全機制外,還與外部網路環境、應用環境、從業人員素質等因素息息相關,因此,從廣義上講,資料庫系統的安全框架可以劃分為三個層次:

⑴ 網路系統層次;

⑵ 宿主操作系統層次;

⑶ 資料庫管理系統層次。

這三個層次構築成資料庫系統的安全體系,與數據安全的關系是逐步緊密的,防範的重要性也逐層加強,從外到內、由表及裡保證數據的安全。下面就安全框架的三個層次展開論述。

2. 網路系統層次安全技術

從廣義上講,資料庫的安全首先倚賴於網路系統。隨著Internet的發展普及,越來越多的公司將其核心業務向互聯網轉移,各種基於網路的資料庫應用系統如雨後春筍般涌現出來,面向網路用戶提供各種信息服務。可以說網路系統是資料庫應用的外部環境和基礎,資料庫系統要發揮其強大作用離不開網路系統的支持,資料庫系統的用戶(如異地用戶、分布式用戶)也要通過網路才能訪問資料庫的數據。網路系統的安全是資料庫安全的第一道屏障,外部入侵首先就是從入侵網路系統開始的。網路入侵試圖破壞信息系統的完整性、機密性或可信任的任何網路活動的集合,具有以下特點:

a)沒有地域和時間的限制,跨越國界的攻擊就如同在現場一樣方便;

b)通過網路的攻擊往往混雜在大量正常的網路活動之中,隱蔽性強;

c)入侵手段更加隱蔽和復雜。

計算機網路系統開放式環境面臨的威脅主要有以下幾種類型:a)欺騙(Masquerade);b)重發(Replay);c)報文修改(Modification of message);d)拒絕服務(Deny of service);e)陷阱門(Trapdoor);f)特洛伊木馬(Trojan horse);g)攻擊如透納攻擊(Tunneling Attack)、應用軟體攻擊等。這些安全威脅是無時、無處不在的,因此必須採取有效的措施來保障系統的安全。

從技術角度講,網路系統層次的安全防範技術有很多種,大致可以分為防火牆、入侵檢測、協作式入侵檢測技術等。

⑴防火牆。防火牆是應用最廣的一種防範技術。作為系統的第一道防線,其主要作用是監控可信任網路和不可信任網路之間的訪問通道,可在內部與外部網路之間形成一道防護屏障,攔截來自外部的非法訪問並阻止內部信息的外泄,但它無法阻攔來自網路內部的非法操作。它根據事先設定的規則來確定是否攔截信息流的進出,但無法動態識別或自適應地調整規則,因而其智能化程度很有限。防火牆技術主要有三種:數據包過濾器(packet filter)、代理(proxy)和狀態分析(stateful inspection)。現代防火牆產品通常混合使用這幾種技術。

⑵入侵檢測。入侵檢測(IDS-- Instrusion Detection System)是近年來發展起來的一種防範技術,綜合採用了統計技術、規則方法、網路通信技術、人工智慧、密碼學、推理等技術和方法,其作用是監控網路和計算機系統是否出現被入侵或濫用的徵兆。1987年,Derothy Denning首次提出了一種檢測入侵的思想,經過不斷發展和完善,作為監控和識別攻擊的標准解決方案,IDS系統已經成為安全防禦系統的重要組成部分。

入侵檢測採用的分析技術可分為三大類:簽名、統計和數據完整性分析法。

①簽名分析法。主要用來監測對系統的已知弱點進行攻擊的行為。人們從攻擊模式中歸納出它的簽名,編寫到IDS系統的代碼里。簽名分析實際上是一種模板匹配操作。

②統計分析法。以統計學為理論基礎,以系統正常使用情況下觀察到的動作模式為依據來判別某個動作是否偏離了正常軌道。

③數據完整性分析法。以密碼學為理論基礎,可以查證文件或者對象是否被別人修改過。

IDS的種類包括基於網路和基於主機的入侵監測系統、基於特徵的和基於非正常的入侵監測系統、實時和非實時的入侵監測系統等。

⑶協作式入侵監測技術

獨立的入侵監測系統不能夠對廣泛發生的各種入侵活動都做出有效的監測和反應,為了彌補獨立運作的不足,人們提出了協作式入侵監測系統的想法。在協作式入侵監測系統中,IDS基於一種統一的規范,入侵監測組件之間自動地交換信息,並且通過信息的交換得到了對入侵的有效監測,可以應用於不同的網路環境。

3. 宿主操作系統層次安全技術

操作系統是大型資料庫系統的運行平台,為資料庫系統提供一定程度的安全保護。目前操作系統平台大多數集中在Windows NT 和Unix,安全級別通常為C1、C2級。主要安全技術有操作系統安全策略、安全管理策略、數據安全等方面。

操作系統安全策略用於配置本地計算機的安全設置,包括密碼策略、賬戶鎖定策略、審核策略、IP安全策略、用戶權利指派、加密數據的恢復代理以及其它安全選項[7]。具體可以體現在用戶賬戶、口令、訪問許可權、審計等方面。

用戶賬戶:用戶訪問系統的"身份證",只有合法用戶才有賬戶。

口令:用戶的口令為用戶訪問系統提供一道驗證。

訪問許可權:規定用戶的許可權。

審計:對用戶的行為進行跟蹤和記錄,便於系統管理員分析系統的訪問情況以及事後的追查使用。

安全管理策略是指網路管理員對系統實施安全管理所採取的方法及策略。針對不同的操作系統、網路環境需要採取的安全管理策略一般也不盡相同,其核心是保證伺服器的安全和分配好各類用戶的許可權。

數據安全主要體現在以下幾個方面:數據加密技術、數據備份、數據存儲的安全性、數據傳輸的安全性等。可以採用的技術很多,主要有Kerberos認證、IPSec、SSL、TLS、VPN(PPTP、L2TP)等技術。

4. 資料庫管理系統層次安全技術

資料庫系統的安全性很大程度上依賴於資料庫管理系統。如果資料庫管理系統安全機制非常強大,則資料庫系統的安全性能就較好。目前市場上流行的是關系式資料庫管理系統,其安全性功能很弱,這就導致資料庫系統的安全性存在一定的威脅。

由於資料庫系統在操作系統下都是以文件形式進行管理的,因此入侵者可以直接利用操作系統的漏洞竊取資料庫文件,或者直接利用OS工具來非法偽造、篡改資料庫文件內容。這種隱患一般資料庫用戶難以察覺,分析和堵塞這種漏洞被認為是B2級的安全技術措施。

資料庫管理系統層次安全技術主要是用來解決這一問題,即當前面兩個層次已經被突破的情況下仍能保障資料庫數據的安全,這就要求資料庫管理系統必須有一套強有力的安全機制。解決這一問題的有效方法之一是資料庫管理系統對資料庫文件進行加密處理,使得即使數據不幸泄露或者丟失,也難以被人破譯和閱讀。

我們可以考慮在三個不同層次實現對資料庫數據的加密,這三個層次分別是OS層、DBMS內核層和DBMS外層。

⑴在OS層加密。在OS層無法辨認資料庫文件中的數據關系,從而無法產生合理的密鑰,對密鑰合理的管理和使用也很難。所以,對大型資料庫來說,在OS層對資料庫文件進行加密很難實現。

⑵在DBMS內核層實現加密。這種加密是指數據在物理存取之前完成加/脫密工作。這種加密方式的優點是加密功能強,並且加密功能幾乎不會影響DBMS的功能,可以實現加密功能與資料庫管理系統之間的無縫耦合。其缺點是加密運算在伺服器端進行,加重了伺服器的負載,而且DBMS和加密器之間的介面需要DBMS開發商的支持。

定義加密要求工具

DBMS

資料庫應用系統

加密器

(軟體或硬體)

⑶在DBMS外層實現加密。比較實際的做法是將資料庫加密系統做成DBMS的一個外層工具,根據加密要求自動完成對資料庫數據的加/脫密處理:

定義加密要求工具加密器

(軟體或硬體)

DBMS

資料庫應用系統

採用這種加密方式進行加密,加/脫密運算可在客戶端進行,它的優點是不會加重資料庫伺服器的負載並且可以實現網上傳輸的加密,缺點是加密功能會受到一些限制,與資料庫管理系統之間的耦合性稍差。

下面我們進一步解釋在DBMS外層實現加密功能的原理:

資料庫加密系統分成兩個功能獨立的主要部件:一個是加密字典管理程序,另一個是資料庫加/脫密引擎。資料庫加密系統將用戶對資料庫信息具體的加密要求以及基礎信息保存在加密字典中,通過調用數據加/脫密引擎實現對資料庫表的加密、脫密及數據轉換等功能。資料庫信息的加/脫密處理是在後台完成的,對資料庫伺服器是透明的。

加密字典管理程序

加密系統

應用程序

資料庫加脫密引擎

資料庫伺服器

加密字典

用戶數據

按以上方式實現的資料庫加密系統具有很多優點:首先,系統對資料庫的最終用戶是完全透明的,管理員可以根據需要進行明文和密文的轉換工作;其次,加密系統完全獨立於資料庫應用系統,無須改動資料庫應用系統就能實現數據加密功能;第三,加解密處理在客戶端進行,不會影響資料庫伺服器的效率。

資料庫加/脫密引擎是資料庫加密系統的核心部件,它位於應用程序與資料庫伺服器之間,負責在後台完成資料庫信息的加/脫密處理,對應用開發人員和操作人員來說是透明的。數據加/脫密引擎沒有操作界面,在需要時由操作系統自動載入並駐留在內存中,通過內部介面與加密字典管理程序和用戶應用程序通訊。資料庫加/脫密引擎由三大模塊組成:加/脫密處理模塊、用戶介面模塊和資料庫介面模塊,如圖4所示。其中,"資料庫介面模塊"的主要工作是接受用戶的操作請求,並傳遞給"加/脫密處理模塊",此外還要代替"加/脫密處理模塊"去訪問資料庫伺服器,並完成外部介面參數與加/脫密引擎內部數據結構之間的轉換。"加/脫密處理模塊"完成資料庫加/脫密引擎的初始化、內部專用命令的處理、加密字典信息的檢索、加密字典緩沖區的管理、SQL命令的加密變換、查詢結果的脫密處理以及加脫密演算法實現等功能,另外還包括一些公用的輔助函數。

數據加/脫密處理的主要流程如下:

1) 對SQL命令進行語法分析,如果語法正確,轉下一步;如不正確,則轉6),直接將SQL命令交資料庫伺服器處理。

2) 是否為資料庫加/脫密引擎的內部控制命令?如果是,則處理內部控制命令,然後轉7);如果不是則轉下一步。

3) 檢查資料庫加/脫密引擎是否處於關閉狀態或SQL命令是否只需要編譯?如果是則轉6),否則轉下一步。

4) 檢索加密字典,根據加密定義對SQL命令進行加脫密語義分析。

5) SQL命令是否需要加密處理?如果是,則將SQL命令進行加密變換,替換原SQL命令,然後轉下一步;否則直接轉下一步。

6) 將SQL命令轉送資料庫伺服器處理。

7) SQL命令執行完畢,清除SQL命令緩沖區。

以上以一個例子說明了在DBMS外層實現加密功能的原理。

⑶ 資料庫安全的技術手段有哪三類

(1)環境級:對計算機系統的機房和設備加以保護,防止物理破壞。 (2)職員級:對資料庫系統工作人員,加強勞動紀律和職業道德教育,並正確的授予其訪問資料庫的許可權。
(3)操作系統級:防止未經授權的用戶從操作系統層著手訪問資料庫。 (4)網路級:由於資料庫系統允許用戶通過網路訪問,因此,網路軟體內部的安全性對資料庫的安全是很重要的。
(5)資料庫系統級:檢驗用戶的身份是否合法,檢驗用戶資料庫操作許可權是否正確。
本節主要討論資料庫系統級的安全性問題。
資料庫系統中一般採用用戶標識和鑒別、存取控制、視圖以及密碼存儲等技術進行安全控制。

⑷ 常用的資料庫安全技術有哪些

1)用戶標識和鑒別:該方法由系統提供一定的方式讓用戶標識自己咱勺名字或身份。每次用戶要求進入系統時,由系統進行核對,通過鑒定後才提供系統的使用權。

(2)存取控制:通過用戶許可權定義和合法權檢查確保只有合法許可權的用戶訪問資料庫,所有未被授權的人員無法存取數據。例如C2級中的自主存取控制(I)AC),Bl級中的強制存取控制(M.AC)。

(3)視圖機制:為不同的用戶定義視圖,通過視圖機制把要保密的數據對無權存取的用戶隱藏起來,從而自動地對數據提供一定程度的安全保護。

(4)審計:建立審計日誌,把用戶對資料庫的所有操作自動記錄下來放人審計日誌中,DBA可以利用審計跟蹤的信息,重現導致資料庫現有狀況的一系列事件,找出非法存取數據的人、時間和內容等。

(5)數據加密:對存儲和傳輸的數據進行加密處理,從而使得不知道解密演算法的人無法獲知數據的內容。

⑸ 資料庫系統的安全措施有哪些

  1. 資料庫數據加密

    數據加密可以有效防止資料庫信息失密性的有效手段。通常加密的方法有替換、置換、混合加密等。雖然通過密鑰的保護是資料庫加密技術的重要手段,但如果採用同種的密鑰來管理所有數據的話,對於一些不法用戶可以採用暴力破解的方法進行攻擊。
    但通過不同版本的密鑰對不同的數據信息進行加密處理的話,可以大大提高資料庫數據的安全強度。這種方式主要的表現形式是在解密時必須對應匹配的密鑰版本,加密時就盡量的挑選最新技術的版本。

  2. 強制存取控制

    為了保證資料庫系統的安全性,通常採取的是強制存取檢測方式,它是保證資料庫系統安全的重要的一環。強制存取控制是通過對每一個數據進行嚴格的分配不同的密級,例如政府,信息部門。在強制存取控制中,DBMS所管理的全部實體被分為主體和客體兩大類。主體是系統中的活動實體,它不僅包括DBMS 被管理的實際用戶,也包括代表用戶的各進程。
    客體是系統中的被動實體,是受主體操縱的,包括文件、基表、索引、視圖等等。對於主體和客體,DBMS 為它們每個實例(值)指派一個敏感度標記。主客體各自被賦予相應的安全級,主體的安全級反映主體的可信度,而客體的安全級反映客體所含信息的敏感程度。對於病毒和惡意軟體的攻擊可以通過強制存取控制策略進行防範。但強制存取控制並不能從根本上避免攻擊的問題,但可以有從較高安全性級別程序向較低安全性級別程序進行信息傳遞。

  3. 審計日誌

    審計是將用戶操作資料庫的所有記錄存儲在審計日誌(Audit Log)中,它對將來出現問題時可以方便調查和分析有重要的作用。對於系統出現問題,可以很快得找出非法存取數據的時間、內容以及相關的人。從軟體工程的角度上看,目前通過存取控制、數據加密的方式對數據進行保護是不夠的。因此,作為重要的補充手段,審計方式是安全的資料庫系統不可缺少的一部分,也是資料庫系統的最後一道重要的安全防線。

⑹ 保證數據完整性有哪些技術

保證數據完整性有的技術、實體完整性將行定義為特辯和蘆定表的唯一實體。實體完整性強製表的標識符列或主鍵的完整性(通過索引、UNIQUE 約束、PRIMARY KEY 約束或 IDENTITY 屬性)。域完整性
域完整性是指給定列的輸入有效性。強制攜帶域有效性的方法有:限制類型(通過數據類型)、格式(通過 CHECK 約束和規則)或可能值的范圍(通過 FOREIGN KEY 約束、CHECK 約束、DEFAULT 定義、NOT NULL 定義和規則)。引用完整性
在輸入或刪除記錄時,引用完整性保持表之間已定義的關系。棚頃

⑺ 保證資料庫安全的一般方法包括哪四種

1.資料庫用戶的管理,按照資料庫系統的大小和資料庫用戶所需的工作量,具體分配資料庫用戶的數據操作許可權,控制系統管理員用戶賬號的使用。

2.建立行之有效的資料庫用戶身份確認策略,資料庫用戶可以通過操作系統、網路服務以及資料庫系統進行身份確認,通過主機操作系統進行用戶身份認證。

3.加強操作系統安全性管理,數據伺服器操作系統必須使用正版軟體,同時要有防火牆的保護。

4.網路埠按需開放,根據實際需要只開放涉及業務工作的具體網路埠,屏蔽其它埠,這樣可以在較大程度上防止操作系統受入侵。