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数据库保护中普遍采用技术

发布时间: 2023-06-17 19:50:48

数据库安全的防护手段

Xsecure产品系列实现对数据库的全方位防护 ,需要覆盖数据库的事前、事中、事后安全;覆盖数据库应用安全、维护安全、使用安全和存储安全;是最全面的数据库防泄露产品。 数据库漏洞扫描系统Xsecure-DBScan ,是一款帮助用户对当前的数据库系统进行自动化安全评估的专业软件,能有效暴露当前数据库系统的安全问题,提供对数据库的安全状况进行持续化监控,帮助用户保持数据库的安全健康状态。
发现外部黑客攻击漏洞,防止外部攻击:实现非授权的从外到内的检测;模拟黑客使用的漏洞发现技术,在没有授权的情况下,对目标数据库的安全性作深入的探测分析;收集外部人员可以利用的数据库漏洞的详细信息。分析内部不安全配置,防止越权访问:通过只读账户,实现由内到外的检测;提供现有数据的漏洞透视图和数据库配置安全评估;避免内外部的非授权访问。
监控数据库安全状况,防止数据库安全状况恶化:对于数据库建立安全基线,对数据库进行定期扫描,对所有安全状况发生的变化进行报告和分析。 操作系统中的对象一般情况下是文件,而数据库支持的应用要求更为精细。通常比较完整的数据库对数据安全性采取以下措施:
(1)将数据库中需要保护的部分与其他部分相隔。
(2)采用授权规则,如账户、口令和权限控制等访问控制方法。
(3)对数据进行加密后存储于数据库。 由数据库管理系统提供一套方法,可及时发现故障和修复故障,从而防止数据被破坏。数据库系统能尽快恢复数据库系统运行时出现的故障,可能是物理上或是逻辑上的错误。比如对系统的误操作造成的数据错误等。

⑵ 如何保护数据库

数据库系统的安全除依赖自身内部的安全机制外,还与外部网络环境、应用环境、从业人员素质等因素息息相关,因此,从广义上讲,数据库系统的安全框架可以划分为三个层次:

⑴ 网络系统层次;

⑵ 宿主操作系统层次;

⑶ 数据库管理系统层次。

这三个层次构筑成数据库系统的安全体系,与数据安全的关系是逐步紧密的,防范的重要性也逐层加强,从外到内、由表及里保证数据的安全。下面就安全框架的三个层次展开论述。

2. 网络系统层次安全技术

从广义上讲,数据库的安全首先倚赖于网络系统。随着Internet的发展普及,越来越多的公司将其核心业务向互联网转移,各种基于网络的数据库应用系统如雨后春笋般涌现出来,面向网络用户提供各种信息服务。可以说网络系统是数据库应用的外部环境和基础,数据库系统要发挥其强大作用离不开网络系统的支持,数据库系统的用户(如异地用户、分布式用户)也要通过网络才能访问数据库的数据。网络系统的安全是数据库安全的第一道屏障,外部入侵首先就是从入侵网络系统开始的。网络入侵试图破坏信息系统的完整性、机密性或可信任的任何网络活动的集合,具有以下特点:

a)没有地域和时间的限制,跨越国界的攻击就如同在现场一样方便;

b)通过网络的攻击往往混杂在大量正常的网络活动之中,隐蔽性强;

c)入侵手段更加隐蔽和复杂。

计算机网络系统开放式环境面临的威胁主要有以下几种类型:a)欺骗(Masquerade);b)重发(Replay);c)报文修改(Modification of message);d)拒绝服务(Deny of service);e)陷阱门(Trapdoor);f)特洛伊木马(Trojan horse);g)攻击如透纳攻击(Tunneling Attack)、应用软件攻击等。这些安全威胁是无时、无处不在的,因此必须采取有效的措施来保障系统的安全。

从技术角度讲,网络系统层次的安全防范技术有很多种,大致可以分为防火墙、入侵检测、协作式入侵检测技术等。

⑴防火墙。防火墙是应用最广的一种防范技术。作为系统的第一道防线,其主要作用是监控可信任网络和不可信任网络之间的访问通道,可在内部与外部网络之间形成一道防护屏障,拦截来自外部的非法访问并阻止内部信息的外泄,但它无法阻拦来自网络内部的非法操作。它根据事先设定的规则来确定是否拦截信息流的进出,但无法动态识别或自适应地调整规则,因而其智能化程度很有限。防火墙技术主要有三种:数据包过滤器(packet filter)、代理(proxy)和状态分析(stateful inspection)。现代防火墙产品通常混合使用这几种技术。

⑵入侵检测。入侵检测(IDS-- Instrusion Detection System)是近年来发展起来的一种防范技术,综合采用了统计技术、规则方法、网络通信技术、人工智能、密码学、推理等技术和方法,其作用是监控网络和计算机系统是否出现被入侵或滥用的征兆。1987年,Derothy Denning首次提出了一种检测入侵的思想,经过不断发展和完善,作为监控和识别攻击的标准解决方案,IDS系统已经成为安全防御系统的重要组成部分。

入侵检测采用的分析技术可分为三大类:签名、统计和数据完整性分析法。

①签名分析法。主要用来监测对系统的已知弱点进行攻击的行为。人们从攻击模式中归纳出它的签名,编写到IDS系统的代码里。签名分析实际上是一种模板匹配操作。

②统计分析法。以统计学为理论基础,以系统正常使用情况下观察到的动作模式为依据来判别某个动作是否偏离了正常轨道。

③数据完整性分析法。以密码学为理论基础,可以查证文件或者对象是否被别人修改过。

IDS的种类包括基于网络和基于主机的入侵监测系统、基于特征的和基于非正常的入侵监测系统、实时和非实时的入侵监测系统等。

⑶协作式入侵监测技术

独立的入侵监测系统不能够对广泛发生的各种入侵活动都做出有效的监测和反应,为了弥补独立运作的不足,人们提出了协作式入侵监测系统的想法。在协作式入侵监测系统中,IDS基于一种统一的规范,入侵监测组件之间自动地交换信息,并且通过信息的交换得到了对入侵的有效监测,可以应用于不同的网络环境。

3. 宿主操作系统层次安全技术

操作系统是大型数据库系统的运行平台,为数据库系统提供一定程度的安全保护。目前操作系统平台大多数集中在Windows NT 和Unix,安全级别通常为C1、C2级。主要安全技术有操作系统安全策略、安全管理策略、数据安全等方面。

操作系统安全策略用于配置本地计算机的安全设置,包括密码策略、账户锁定策略、审核策略、IP安全策略、用户权利指派、加密数据的恢复代理以及其它安全选项[7]。具体可以体现在用户账户、口令、访问权限、审计等方面。

用户账户:用户访问系统的"身份证",只有合法用户才有账户。

口令:用户的口令为用户访问系统提供一道验证。

访问权限:规定用户的权限。

审计:对用户的行为进行跟踪和记录,便于系统管理员分析系统的访问情况以及事后的追查使用。

安全管理策略是指网络管理员对系统实施安全管理所采取的方法及策略。针对不同的操作系统、网络环境需要采取的安全管理策略一般也不尽相同,其核心是保证服务器的安全和分配好各类用户的权限。

数据安全主要体现在以下几个方面:数据加密技术、数据备份、数据存储的安全性、数据传输的安全性等。可以采用的技术很多,主要有Kerberos认证、IPSec、SSL、TLS、VPN(PPTP、L2TP)等技术。

4. 数据库管理系统层次安全技术

数据库系统的安全性很大程度上依赖于数据库管理系统。如果数据库管理系统安全机制非常强大,则数据库系统的安全性能就较好。目前市场上流行的是关系式数据库管理系统,其安全性功能很弱,这就导致数据库系统的安全性存在一定的威胁。

由于数据库系统在操作系统下都是以文件形式进行管理的,因此入侵者可以直接利用操作系统的漏洞窃取数据库文件,或者直接利用OS工具来非法伪造、篡改数据库文件内容。这种隐患一般数据库用户难以察觉,分析和堵塞这种漏洞被认为是B2级的安全技术措施。

数据库管理系统层次安全技术主要是用来解决这一问题,即当前面两个层次已经被突破的情况下仍能保障数据库数据的安全,这就要求数据库管理系统必须有一套强有力的安全机制。解决这一问题的有效方法之一是数据库管理系统对数据库文件进行加密处理,使得即使数据不幸泄露或者丢失,也难以被人破译和阅读。

我们可以考虑在三个不同层次实现对数据库数据的加密,这三个层次分别是OS层、DBMS内核层和DBMS外层。

⑴在OS层加密。在OS层无法辨认数据库文件中的数据关系,从而无法产生合理的密钥,对密钥合理的管理和使用也很难。所以,对大型数据库来说,在OS层对数据库文件进行加密很难实现。

⑵在DBMS内核层实现加密。这种加密是指数据在物理存取之前完成加/脱密工作。这种加密方式的优点是加密功能强,并且加密功能几乎不会影响DBMS的功能,可以实现加密功能与数据库管理系统之间的无缝耦合。其缺点是加密运算在服务器端进行,加重了服务器的负载,而且DBMS和加密器之间的接口需要DBMS开发商的支持。

定义加密要求工具

DBMS

数据库应用系统

加密器

(软件或硬件)

⑶在DBMS外层实现加密。比较实际的做法是将数据库加密系统做成DBMS的一个外层工具,根据加密要求自动完成对数据库数据的加/脱密处理:

定义加密要求工具加密器

(软件或硬件)

DBMS

数据库应用系统

采用这种加密方式进行加密,加/脱密运算可在客户端进行,它的优点是不会加重数据库服务器的负载并且可以实现网上传输的加密,缺点是加密功能会受到一些限制,与数据库管理系统之间的耦合性稍差。

下面我们进一步解释在DBMS外层实现加密功能的原理:

数据库加密系统分成两个功能独立的主要部件:一个是加密字典管理程序,另一个是数据库加/脱密引擎。数据库加密系统将用户对数据库信息具体的加密要求以及基础信息保存在加密字典中,通过调用数据加/脱密引擎实现对数据库表的加密、脱密及数据转换等功能。数据库信息的加/脱密处理是在后台完成的,对数据库服务器是透明的。

加密字典管理程序

加密系统

应用程序

数据库加脱密引擎

数据库服务器

加密字典

用户数据

按以上方式实现的数据库加密系统具有很多优点:首先,系统对数据库的最终用户是完全透明的,管理员可以根据需要进行明文和密文的转换工作;其次,加密系统完全独立于数据库应用系统,无须改动数据库应用系统就能实现数据加密功能;第三,加解密处理在客户端进行,不会影响数据库服务器的效率。

数据库加/脱密引擎是数据库加密系统的核心部件,它位于应用程序与数据库服务器之间,负责在后台完成数据库信息的加/脱密处理,对应用开发人员和操作人员来说是透明的。数据加/脱密引擎没有操作界面,在需要时由操作系统自动加载并驻留在内存中,通过内部接口与加密字典管理程序和用户应用程序通讯。数据库加/脱密引擎由三大模块组成:加/脱密处理模块、用户接口模块和数据库接口模块,如图4所示。其中,"数据库接口模块"的主要工作是接受用户的操作请求,并传递给"加/脱密处理模块",此外还要代替"加/脱密处理模块"去访问数据库服务器,并完成外部接口参数与加/脱密引擎内部数据结构之间的转换。"加/脱密处理模块"完成数据库加/脱密引擎的初始化、内部专用命令的处理、加密字典信息的检索、加密字典缓冲区的管理、SQL命令的加密变换、查询结果的脱密处理以及加脱密算法实现等功能,另外还包括一些公用的辅助函数。

数据加/脱密处理的主要流程如下:

1) 对SQL命令进行语法分析,如果语法正确,转下一步;如不正确,则转6),直接将SQL命令交数据库服务器处理。

2) 是否为数据库加/脱密引擎的内部控制命令?如果是,则处理内部控制命令,然后转7);如果不是则转下一步。

3) 检查数据库加/脱密引擎是否处于关闭状态或SQL命令是否只需要编译?如果是则转6),否则转下一步。

4) 检索加密字典,根据加密定义对SQL命令进行加脱密语义分析。

5) SQL命令是否需要加密处理?如果是,则将SQL命令进行加密变换,替换原SQL命令,然后转下一步;否则直接转下一步。

6) 将SQL命令转送数据库服务器处理。

7) SQL命令执行完毕,清除SQL命令缓冲区。

以上以一个例子说明了在DBMS外层实现加密功能的原理。

⑶ 数据库安全的技术手段有哪三类

(1)环境级:对计算机系统的机房和设备加以保护,防止物理破坏。 (2)职员级:对数据库系统工作人员,加强劳动纪律和职业道德教育,并正确的授予其访问数据库的权限。
(3)操作系统级:防止未经授权的用户从操作系统层着手访问数据库。 (4)网络级:由于数据库系统允许用户通过网络访问,因此,网络软件内部的安全性对数据库的安全是很重要的。
(5)数据库系统级:检验用户的身份是否合法,检验用户数据库操作权限是否正确。
本节主要讨论数据库系统级的安全性问题。
数据库系统中一般采用用户标识和鉴别、存取控制、视图以及密码存储等技术进行安全控制。

⑷ 常用的数据库安全技术有哪些

1)用户标识和鉴别:该方法由系统提供一定的方式让用户标识自己咱勺名字或身份。每次用户要求进入系统时,由系统进行核对,通过鉴定后才提供系统的使用权。

(2)存取控制:通过用户权限定义和合法权检查确保只有合法权限的用户访问数据库,所有未被授权的人员无法存取数据。例如C2级中的自主存取控制(I)AC),Bl级中的强制存取控制(M.AC)。

(3)视图机制:为不同的用户定义视图,通过视图机制把要保密的数据对无权存取的用户隐藏起来,从而自动地对数据提供一定程度的安全保护。

(4)审计:建立审计日志,把用户对数据库的所有操作自动记录下来放人审计日志中,DBA可以利用审计跟踪的信息,重现导致数据库现有状况的一系列事件,找出非法存取数据的人、时间和内容等。

(5)数据加密:对存储和传输的数据进行加密处理,从而使得不知道解密算法的人无法获知数据的内容。

⑸ 数据库系统的安全措施有哪些

  1. 数据库数据加密

    数据加密可以有效防止数据库信息失密性的有效手段。通常加密的方法有替换、置换、混合加密等。虽然通过密钥的保护是数据库加密技术的重要手段,但如果采用同种的密钥来管理所有数据的话,对于一些不法用户可以采用暴力破解的方法进行攻击。
    但通过不同版本的密钥对不同的数据信息进行加密处理的话,可以大大提高数据库数据的安全强度。这种方式主要的表现形式是在解密时必须对应匹配的密钥版本,加密时就尽量的挑选最新技术的版本。

  2. 强制存取控制

    为了保证数据库系统的安全性,通常采取的是强制存取检测方式,它是保证数据库系统安全的重要的一环。强制存取控制是通过对每一个数据进行严格的分配不同的密级,例如政府,信息部门。在强制存取控制中,DBMS所管理的全部实体被分为主体和客体两大类。主体是系统中的活动实体,它不仅包括DBMS 被管理的实际用户,也包括代表用户的各进程。
    客体是系统中的被动实体,是受主体操纵的,包括文件、基表、索引、视图等等。对于主体和客体,DBMS 为它们每个实例(值)指派一个敏感度标记。主客体各自被赋予相应的安全级,主体的安全级反映主体的可信度,而客体的安全级反映客体所含信息的敏感程度。对于病毒和恶意软件的攻击可以通过强制存取控制策略进行防范。但强制存取控制并不能从根本上避免攻击的问题,但可以有从较高安全性级别程序向较低安全性级别程序进行信息传递。

  3. 审计日志

    审计是将用户操作数据库的所有记录存储在审计日志(Audit Log)中,它对将来出现问题时可以方便调查和分析有重要的作用。对于系统出现问题,可以很快得找出非法存取数据的时间、内容以及相关的人。从软件工程的角度上看,目前通过存取控制、数据加密的方式对数据进行保护是不够的。因此,作为重要的补充手段,审计方式是安全的数据库系统不可缺少的一部分,也是数据库系统的最后一道重要的安全防线。

⑹ 保证数据完整性有哪些技术

保证数据完整性有的技术、实体完整性将行定义为特辩和芦定表的唯一实体。实体完整性强制表的标识符列或主键的完整性(通过索引、UNIQUE 约束、PRIMARY KEY 约束或 IDENTITY 属性)。域完整性
域完整性是指给定列的输入有效性。强制携带域有效性的方法有:限制类型(通过数据类型)、格式(通过 CHECK 约束和规则)或可能值的范围(通过 FOREIGN KEY 约束、CHECK 约束、DEFAULT 定义、NOT NULL 定义和规则)。引用完整性
在输入或删除记录时,引用完整性保持表之间已定义的关系。棚顷

⑺ 保证数据库安全的一般方法包括哪四种

1.数据库用户的管理,按照数据库系统的大小和数据库用户所需的工作量,具体分配数据库用户的数据操作权限,控制系统管理员用户账号的使用。

2.建立行之有效的数据库用户身份确认策略,数据库用户可以通过操作系统、网络服务以及数据库系统进行身份确认,通过主机操作系统进行用户身份认证。

3.加强操作系统安全性管理,数据服务器操作系统必须使用正版软件,同时要有防火墙的保护。

4.网络端口按需开放,根据实际需要只开放涉及业务工作的具体网络端口,屏蔽其它端口,这样可以在较大程度上防止操作系统受入侵。