摘要：数据库存储着大量的数据和信息，被广泛地应用于各种信息系统，这些信息来自于各个地区、各行各业，其中不乏一些重要的信息资源，因此，数据库已成为最让攻击者趋之若鹜的目标，其安全问题可以说是构成信息系统安全的最关键环节。该文围绕数据库的安全性问题的两个方面：数据库数据的安全性和数据库系统防止非法用户侵入，提出了一些安全性策略。
关键词：数据库；备份；存取；加密
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)18-4286-03
The Database System Security Analysis
XUN Ke
(Henan Agricultural Vocational College, Zhengzhou 451450, China)
Abstract: The database to store a large amount of data and information, and is widely used in all kinds of information system, the information comes from different areas in all walks of life, including many some important information resources, therefore, the database has become the most target to the hackers. The database security problems is already become the most important aspect of information system security. This paper focus on the database security of two aspects: the security of database data and the database system to prevent illegal users into, and puts forward some security strategy.
Key words: database; back-up; access; encryption
目前，随着计算机技术的迅速发展，特别是网络的发展，数据库已经广泛的应用到了各个领域，随之而来的是安全事件的日益增多，信息安全的重要性也越来越凸显出来。特别是数据库在政府、金融、军队等业务领域等到越来越广泛的应用，“信息战”、“电子战”已经成为国与国之间、商家与商家之间的一种重要的攻击与防卫手段，这些数据库中存储的大量的信息资源，让数据库日益成为重要的攻击目标，所以数据库的安全性能至关重要。
数据库系统的安全性问题包括两个方面：1）数据库数据的安全：应能确保当数据库数据存储媒体被破坏时，或当因数据库用户误操作以及其他原因造成数据库系统DownTime时，数据库数据信息不至于丢失。2）数据库系统防止非法用户侵入：应尽最大限度的发现并堵住潜在的各种漏洞，防止非法用户利用他们侵入数据库系统，获取信息资源。
1 数据库数据的安全
当今时代，数据资源已经成为信息社会发展的基础，越来越多的人认识到信息系统和数据安全的重要性。但各种各样的原因会造成这些数据的损坏或丢失，比如存储这些数据的设备会因发生故障而引起数据的丢失；人为操作失误，应用程序出错以及病毒发作，黑客攻击等也都可能导致数据的损失，这些数据的丢失将对我们的工作、生活等各个方面产生重要的不良影响。
要防止数据丢失的发生，我们可以通过提高相关人员的操作水平和建立严格的操作制度，购买高质量的设备等来满足数据库的安全需要。但最有效的方法在于制定合理的数据备份制度，实施完善的数据备份策略以及采用完整的数据备份措施。
1.1 备份
数据备份就是保存数据的副本，它是预防灾难系统崩溃丢失的最好保护措施。数据备份最好的介质有磁带，有容错能力的磁盘阵列(RAID)，光学存储设备等。
备份时影响数据安全的因素很多，其中有物理方面、备份权限设置、密码保管、备份软件和数据的恢复操作等。为了提高备份的安全性要采取一定的措施。
1.1.1 增进物理安全
首先，强化本地与异地的物理安全与制度管理，减少人员与备份设备和介质接触的机会，对操作维护人员的操作过程进行审核。其次，打印并异地保存备份操作的文档，经常整理并归档备份，把备份和操作手册的副本与介质共同异地保存。最后，对介质的废弃处理有明确的规定，如对介质安全低级格式化处理，有条件的可采用物理和化学的方法分解处理后废弃。另外还需要考虑到废弃物的去向与用途等。
1.1.2 实施密码及策略
备份内容的安全可采用密码保护，常用的有备份前的数据加密与备份时对备份集的加密两种。
备份前加密是利用操作系统加密或采用专用的加密软件对数据进行加密，备份操作系统时再备份加密后的文件。这样记录在介质上的就是密文了，只有打开权限的人在浏览中看到的是明文，即使恢复时不恢复权限其他人也是无法看到真正内容的。
备份密码的长度与复杂程度也是关键，密码应该具有一定的复杂性。实践证明密码大于8位是较安全的。
1.1.3 选好并用好备份软件
应对备份软件进行系统兼容性和安全性评估，选择经过证明的，与系统兼容性强，安全性高的备份软件。备份软件应具有病毒过滤功能以防止病毒的扩散。该软件能够实现打开文件备份与数据的备份，能够完成计划备份，实现无人值守功能。
1.1.4 正确分配备份人员的权限
一般备份的工作至少由二人完成，备份操作员和备份日志管理员。另外，为了数据安全也可以加入高层管理人员，这些人员中仅备份操纵员需要是IT人员。
在下面的方案中，备份工作由三人完成:高层管理人员，备份操纵员和备份日志管理员。备份密码分为两部分，由高层管理人员和备份日志管理人员分别保管其中的一部分。高层管理人员负责保存密码的前一部分，并审核数据恢复的日志。备份操作员完成每日的备份工作，完成介质异地存储，查看备份日志，不保存备份密码，与其他人完成备份策略的设定。备份日志管理员审核与管理每日的备份与恢复操作日志，保存后一部分的备份密码。
1.1.5 安装防火墙和入侵检测系统
采用专用的备份网络以减少备份对系统资源的占用，并从物理上隔离外网的访问，可增强备份系统的安全性。安装防火墙，并及时更新防病毒代码和调整防火墙的策略，可有效地防止黑客与病毒对系统的破坏。还有，安装入侵检测系统，不仅可以使工作人员对黑客的攻击及时采取对策，又能有效防止内部员工对资源的滥用，并能再现系统被攻击的历史，为日后的调查取证提供帮助。
1.2 数据加密
密码作为解决信息安全的关键技术具有不可替代的作用。随着计算机网络不断渗透到各个领域，利用密码变换将明文变换成只有合法者才能解读的密文，这是密码的最基本的功能。数据库库系统，担负着存储和管理关键业务数据和信息的任务。每个信息系统都要保证其安全性和保密性。一般而言，数据库系统提供的安全控制的措施能满足一般的数据库应用，但对于一些重要部门或敏感领域的应用，仅有这些是难以完全保证数据的安全性的。因此有必要对数据库中存储的重要数据进行加密处理，以强化数据存储的安全保护。
数据加密是防止数据库中存储的信息被有意或无意地篡改、泄露的有效手段，与传统的通信网络加密技术相比，由于数据保存的时间要长得多，对加密强度的要求也更高。而且，由于数据库中数据是多用户共享，对加密和解密的时间要求也更高，要求不会明显降低系统性能。
为防止密码被破解，采用先进的加密技术显得非常重要了。因此采用DES、密码反馈等先进的加密技术来提高安全性是很有必要的。在对数据库文件密码、数据库字段说明部分加密时要把它们作为一个整体加密。
1.3 反复制
复制功能是操作系统提供的，真正的“反复制”需要操作系统的功能支持。这里的“反复制”是指除非数据库文件拥有者明确告诉数据库管理系统要复制一个数据库文件副本，否则非法用户既使用操作系统提供的复制功能获得了一个副本，并且有数据库密码，数据库也无法正确打开。这一功能要靠数据库管理系统实现，它能在数据库打开和关闭时对数据库文件进行特殊处理。
数据库文件反复制能力的实现思想是：1）数据库管理系统在存储数据库文件时，用本地计算机的一些硬件信息及用户密码加密数据库文件的文件特征说明部分和字段说明部分; 2）数据库管理系统在打开数据库文件时，自动调用本地计算机的一些硬件信息及用户密码，解密数据库文件的文件特征说明部分和字段说明部分；3）如果用户要复制数据库文件，则在关闭数据库文件时，进行相应的设置使数据库管理系统不进行上述两个过程。整个实现过程如图1所示。
这一安全策略的采用，可使数据库文件具有以下的安全性：1）密码不可能被猜解。因为用户密码只是加密密匙和解密密匙的一部分，所以即使非法用户给出了正确的用户密码，数据库文件也无法在别的计算机或路径中正确解密。2）密码很难被破解。由于加密的内容较少，在加密时就可以采用算法复杂的加密算法保护密码。3）可以避免非法用户还原密码数据区或重构数据库文件头。因为数据库文件的文件特征说明部分和数据库字段说明部分都已被加密且作为一个整体加密，所以非法用户很难收集到重构文件头的必要信息。4）数据库文件的安全不依赖于操作系统和数据库管理系统。
2 数据库系统防止非法用户侵入
为了保护数据库系统免受威胁的影响，达到其基本的安全要求，应当采取合理的安全对策。这些安全策略要能实现数据库系统安全的完整性、保密性和可用性。采取的安全策略一般为：安全管理、用户管理、存取控制、隐通道分析技术等等。
2.1 安全管理
绝大多数数据库管理系统采用的是由数据库管理员DBA负责系统的全部管理工作(包括安全管理)。显然，这种管理机制使得DBA的权力过于集中，存在安全隐患。在安全管理方面可以采用三权分立的安全管理体制：系统管理员分为数据库管理员DBA，数据库安全管理员SSO，数据库审计员Auditor三类。DBA负责自主存取控制及系统维护与管理方面的工作，SSO负责强制存取控制，Auditor负责系统的审计。这种管理体制真正做到三权分立，各行其责，相互制约，可靠地保证了数据库的安全性。
2.2 用户管理
用户需要访问的数据库管理系统、数据库系统、操作系统、文件系统以及网络系统等在用户管理方面非常相似，采用的方法和措施也十分近似。在一个多用户系统中，进而在网络环境下，识别授权用户永远是安全控制机制中最重要的一个环节，也是安全防线的第一个环节。
在这里的用户管理包括标识和鉴别。标识是指用户向系统出示自己的身份证明，最简单的方法是输入用户名和口令字。而鉴别则是系统验证用户的身份证明。身份认证是安全系统最重要而且最困难的工作。
标识过程和鉴别过程容易混淆。具体而言，标识过程是将用户的用户名与程序或进程联系起来；而用户的鉴别过程目的在于将用户名和真正的合法授权的用户相关联。
2.3 隐通道分析技术
尽管自主和强制访问控制限制了系统中的信息只能由低安全级主体向高安全级主体流动，低安全级主体仍然可以通过其他方式向高安全级主体发送信息，隐通道就是其中的一种。 隐通道是系统的一个用户以违反系统安全策略的方式传送信息给另一用户的机制。它往往通过系统原本不用于数据传送的系统资源来传送信息，并且这种通信方式往往不被系统的访问控制机制所检测和控制。隐通道包括存储隐通道与定时隐通道。隐通道的发送者和接收者之间事先约定好某种编码方式，并使用系统正常操作。如果隐通道的发送者直接或间接地修改资源属性，另一主体（接收者）直接或间接地读取这个属性的变化时，这个隐通道就是存储隐通道。如果一个隐通道是一个主体，通过调整系统资源(如CPU)的使用时间影响了另一个主体实际的响应时间，从而发送信息给另一主体时，这个隐通道是定时隐通道。尽管高安全级的用户有可能利用隐通道传送信息给低安全级的用户，但隐通道的主要潜在威胁是它有可能被特洛伊木马所利用。
3 总结
数据库已经成为人们日常工作和生活中不可缺少的重要组成部分，同时，数据库的安全问题也逐步的引起了大家的关注。一个完整的数据库安全体系，并不是人们传统意义上通过简单的密码或者口令加密就能过完成的，数据库的安全涉及到了企业的管理层，执行层，技术层等多方面的协调工作，这也就对数据库安全提出了更高的要求。完善的管理制度，稳定的硬件设备和成熟的软件加密，是构成数据库安全的核心内容。数据库安全问题是一个长期的解决过程，需要不断的投入和改善各个环节，本文只是从理论上对数据库安全做了一些简单的介绍，大家可以在本文的基础上多研究相关资料，掌握更多的数据库安全知识。 参考文献：
参考文献：
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注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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