数据库的安全性和完整性及其实现机制.docx

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1、数据库的安全性和完整性及其实现机制为了保证数据库数据的安全可靠性和正确有效，DBMS必须提供统一的数据保护功能。数据保护也为数据控制，主要包括数据库的安全性、完整性、并发控制和恢复。一、数据库的安全性数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、更改或破坏。计算机系统都有这个问题,在数据库系统中大量数据集中存放，为许多用户共享，使安全问题更为突出。在一般的计算机系统中，安全措施是一级一级设置的。在DB存储这一级可采用密码技术，当物理存储设备失窃后，它起到保密作用。在数据库系统这一级中提供两种控制：用户标识和鉴定，数据存取控制。在C)RAC1E多用户数据库系统中，安全机制作下列

2、工作：防止非授权的数据库存取；防止非授权的对模式对象的存取；控制磁盘使用；控制系统资源使用;审计用户动作。数据库安全可分为二类：系统安全性和数据安全性。系统安全性是指在系统级控制数据库的存取和使用的机制，包含：有效的用户名/口令的组合；一个用户是否授权可连接数据库；用户对象可用的磁盘空间的数量；用户的资源限制；数据库审计是否是有效的；用户可执行哪些系统操作。数据安全性是指在对象级控制数据库的存取和使用的机制，包含：哪些用户可存取一指定的模式对象及在对象上允许作哪些操作类型。在ORAC1E服务器上提供了一种任意存取控制，是一种基于特权限制信息存取的方法。用户要存取一对象必须有相应的特权授给该用户

3、。己授权的用户可任意地可将它授权给其它用户，由于这个原因，这种安全性类型叫做任意型。ORAC1E利用下列机制管理数据库安全性：数据库用户和模式;特权;角色；存储设置和空间份额；资源限制；审计。1.数据库的存取控制ORAC1E保护信息的方法采用任意存取控制来控制全部用户对命名对象的存取。用户对对象的存取受特权控制。一种特权是存取一命名对象的许可，为一种规定格式。ORAC1E使用多种不同的机制管理数据库安全性，其中有两种机制：模式和用户。模式为模式对象的集合，模式对象如表、视图、过程和包等。第一数据库有一组模式。每一ORAC1E数据库有一组合法的用户，可存取一数据库，可运行一数据库应用和使用该用户

4、各连接到定义该用户的数据库。当建立一数据库用户时，对该用户建立一个相应的模式，模式名与用户名相同。一旦用户连接一数据库，该用户就可存取相应模式中的全部对象，一个用户仅与同名的模式相联系，所以用户和模式是类似的。用户的存取权利受用户安全域的设置所控制，在建立一个数据库的新用户或更改一己有用户时，安全管理员对用户安全域有下列决策：是由数据库系统还是由操作系统维护用户授权信息。设置用户的缺省表空间和临时表空间。列出用户可存的表空间和在表空间中可使用空间份额。设置用户资源限制的环境文件，该限制规定了用户可用的系统资源的总量。规定用户具有的特权和角色，可存取相应的对象。每一个用户有一个安全域，它是一组特

5、性，可决定下列内容：用户可用的特权和角色；用户可用的表空间的份额；用户的系统资源限制。1) 用户鉴别：为了防止非授权的数据库用户的使用，ORAC1E提供二种确认方法操作系统确认和相应的C)RAC1E数据库确认。如果操作系统允许，ORAC1E可使用操作系统所维护的信息来鉴定用户。由操作系统鉴定用户的优点是：用户可更方便地连接到ORAC1E,不需要指定用户名和口令。对用户授权的控制集中在操作系统,ORAC1E不需要存储和管理用户口令。然而用户名在数据库中仍然要维护。在数据库中的用户名项和操作系统审计跟踪相对应。ORAC1E数据库方式的用户确认：ORAC1E利用存储在数据库中的信息可鉴定试图接到数据

6、库的一用户，这种鉴别方法仅当操作系统不能用于数据库用户鉴别时才使用。当用户使用一ORAe1E数据库时执行用户鉴别。每个用户在建立时有一个口令，用户口令在建立对数据库连接时使用，以防止对数据库非授权的使用。用户的口令以密码的格式存储在数据库数据字典中，用户可随时修改其口令。2) 用户的表空间设置和定额关于表空间的使用有几种设置选择：用户的缺省表空间；用户的临时表空间；数据库表空间的空间使用定额。3) 用户资源限制和环境文件用户可用的各种系统资源总量的限制是用户安全域的部分。利用显式地设置资源限制；安全管理员可防止用户无控制地消耗宝贵的系统资源。资源限制是由环境文件管理。一个环境文件是命名的一组赋

7、给用户的资源限制。另外ORAC1E为安全管理员在数据库级提供使能或使不能实施环境文件资源限制的选择。ORAC1E可限制几种类型的系统资源的使用，每种资源可在会话级、调用级或两者上控制。在会话级：每一次用户连接到一数据库，建立一会话。每一个会话在执行SQ1语句的计算机上耗费CPU时间和内存量进行限制。对ORAC1E的几种资源限制可在会话级上设置。如果会话级资源限制被超过，当前语句被中止（回滚），并返回指明会话限制已达到的信息。此时，当前事务中所有之前执行的语句不受影响，此时仅可作CoMMIT、RO11BACK或删除对数据库的连接等操作，进行其它操作都将出错。在调用级：在SQ1语句执行时，处理该语

8、句有好几步，为了防止过多地调用系统，ORAC1E在调用级可设置几种资源限制。如果调用级的资源限制被超过，语句处理被停止，该语句被回滚，并返回一错误。然而当前事务的已执行所用语句不受影响，用户会话继续连接。有下列资源限制:为了防止无控制地使用CPU时间，ORAC1E可限制每次ORAC1E调用的CPU时间和在一次会话期间ORAC1E调用所使用的CPU的时间，以0.01秒为单位。为了防止过多的I/O,ORAC1E可限制每次调用和每次会话的逻辑数据块读的数目。ORAC1E在会话级还提供其它几种资源限制。每个用户的并行会话数的限制；会话空闲时间的限制，如果一次会话的ORAC1E调用之间时间达到该空闲时间

9、，当前事务被回滚，会话被中止，会话资源返回给系统；每次会话可消逝时间的限制，如果一次会话期间超过可消逝时间的限制，当前事务被回滚，会话被删除，该会话的资源被释放；每次会话的专用SGA空间量的限制。用户环境文件：用户环境文件是指定资源限制的命名集，可赋给ORAC1E数据库的有效的用户。利用用户环境文件可容易地管理资源限制。要使用用户环境文件，首先应将数据库中的用户分类，决定在数据库中全部用户类型需要多少种用户环境文件。在建立环境文件之前，要决定每一种资源限制的值。例如一类用户通常不执行大量逻辑数据块读，那就可将1OG1Ca1-Reads-Per-Session和1ogica1-reads-per

10、-cA11设置相应的值。在许多情况中决定一用户的环境文件的合适资源限制的最好的方法是收集每种资源使用的历史信息。2. 特权和角色1)特权：特权是执行一种特殊类型的SQ1语句或存取另一用户的对象的权力。有两类特权：系统特权和对象特权。系统特权：是执行一处特殊动作或者在对象类型上执行一种特殊动作的权利。ORAC1E有60多种不同系统特权，每一种系统允许用户执行一种特殊的数据库操作或一类数据库操作.系统特权可授权给用户或角色,一般,系统特权全管理人员和应用开发人员,终端用户不需要这些相关功能.授权给一用户的系统特权并具有该系统特权授权给其他用户或角色,反之,可从那些被授权的用户或角色回收系统特权.对

11、象特权：在指定的表、视图、序列、过程、函数或包上执行特殊动作的权利。对于不同类型的对象,有不同类型的对象特权。对于有些模式对象，如聚集、索引、触发器、数据库链没有相关的对象特权，它们由系统特权控制。对于包含在某用户名的模式中的对象，该用户对这些对象自动地具有全部对象特权，即模式的持有者对模式中的对象具有全部对象特权。这些对象的持有者可将这些对象上的任何对象特权可授权给其他用户。如果被授者包含有GRANTOPTION授权，那么该被授者也可将其权利再授权给其他用户。2） 角色：为相关特权的命名组，可授权给用户和角色。ORACE1利用角色更容易地进行特权管理。有下列优点：减少特权管理，不要显式地将同

12、一特权组授权给几个用户，只需将这特权组授给角色，然后将角色授权给每一用户。动态特权管理，如果一组特权需要改变，只需修改角色的特权，所有授给该角色的全部用户的安全域将自动地反映对角色所作的修改。特权的选择可用性，授权给用户的角色可选择地使其使能（可用）或使不能（不可用）。应用可知性，当一用户经一用户名执行应用时，该数据库应用可查询字典，将自动地选择使角色使能或不能。专门的应用安全性，角色使用可由口令保护，应用可提供正确的口令使用权角色使能，达到专用的应用安全性。因用户不知其口令，不能使角色使能。一般，建立角色服务于两个目的：为数据库应用管理特权和为用户组管理特权。相应的角色称为应用角色和用户角色

13、。应用角色是授予的运行一数据库应用所需的全部特权。一个应用角色可授给其它角色或指定用户。一个应用可有几种不同角色，具有不同特权组的每一个角色在使用应用时可进行不同的数据存取。用户角色是为具有公开特权需求的一组数据库用户而建立的。用户特权管理是受应用角色或特权授权给用户角色所控制，然后将用户角色授权给相应的用户。数据库角色包含下列功能：一个角色可授予系统特权或对象特权。一个角色可授权给其它角色，但不能循环授权。任何角色可授权给任何数据库用户。授权给一用户的每一角色可以是使能的或者使不能的。一个用户的安全域仅包含当前对该用户使能的全部角色的特权。一个间接授权角色（授权给另一角色的角色）对一用户可显

14、式地使其能或使不能。在一个数据库中，每一个角色名必须唯一。角色名与用户不同，角色不包含在任何模式中，所以建立一角色的用户被删除时不影响该角色。ORAC1E为了提供与以前版本的兼容性，预定义下列角色：CONNENTRESOURCE.DBA、EXP-F11-DATABASE和Imp-Fu11-DatabasEo3. 审计审计是对选定的用户动作的监控和记录，通常用于：审查可疑的活动。例如：数据被非授权用户所删除，此时安全管理员可决定对该数据库的所有连接进行审计，以及对数据库的所有表的成功地或不成功地删除进行审计。监视和收集关于指定数据库活动的数据。例如：DBA可收集哪些被修改、执行了多少次逻辑的I/

15、O等统计数据。ORAC1E支持三种审计类型：语句审计，对某种类型的SQ1语句审计，不指定结构或对象。特权审计，对执行相应动作的系统特权的使用审计。对象审计，对一特殊模式对象上的指定语句的审计。ORAC1E所允许的审计选择限于下列方面：审计语句的成功执行、不成功执行，或者其两者。对每一用户会话审计语句执行一次或者对语句每次执行审计一次。对全部用户或指定用户的活动的审计。当数据库的审计是使能的，在语句执行阶段产生审计记录。审计记录包含有审计的操作、用户执行的操作、操作的E1期和时间等信息。审计记录可存在数据字典表（称为审计记录）或操作系统审计记录中。数据库审计记录是在SYS模式的AUD$表中。二、数据完整性它是指数据的正确性和相容性。数据的完整性是为了防止数据库存在不符合主义的数据，防止错误信息输入和输出，即数据要遵守由DBA或应用开发者所决定的一组预定义的规则。ORAC1E应用于关系数据库的表的数据完整性有下列类型：在插入或修改表的行时允许不允许包含有空值的列，称为空与非空规则。唯一列值规则，允许插入或修改的表行在该列上的值唯O引用完整性规则，同关系模型定义用户对定义的规则，为复杂性完整性检查。ORAC1E允许定义和实施上述每一种类型的数据完整性规则，这些规则可用完整性约束和数据库触发器定义。完整性约束，是对表的列定义一规则的说明性方法。