数据库安全性习题解答和解析

第九章数据库安全性习题解答和解析1.1.什么是数据库的安全性?答：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。2.2.数据库安全性和计算机系统的安全性有什么关系?答：安全性问题不是数据库系统所独有的,所有计算机系统都有这个问题。只是在数据库系统中大量数据集中存放,而且为许多最终用户直接共享,从而使安全性问题更为突出。系统安全保护措施是否有效是数据库系统的主要指标之一。数据库的安全性和计算机系统的安全性,包括操作系统、网络系统的安全性是紧密联系、相互支持的。3.试述可信计算机系统评测标准的情况,试述TDI/TCSEC标准的基本内容。答：各个国家在计算机安全技术方面都建立了一套可信标准。目前各国引用或制定的一系列安全标准中,最重要的是美国国防部(DoD)正式颁布的《DoD可信计算机系统评估标准》(TrustedComputerSystemEvaluationCriteria,简称TCSEC,又称桔皮书)。(详细介绍参见《概论》9.1.2)。TDI/TCSEC标准是将TCSEC扩展到数据库管理系统,即《可信计算机系统评估标准关于可信数据库系统的解释》(TrustedDatabaseInterpretation简称TDI,又称紫皮书)。在TDI中定义了数据库管理系统的设计与实现中需满足和用以进行安全性级别评估的标准。TDI与TCSEC一样,从安全策略、责任、保证和文档四个方面来描述安全性级别划分的指标。每个方面又细分为若干项。这些指标的具体内容,参见《概论》9.1.2。4.试述TCSEC(TDI)将系统安全级别划分为4组7个等级的基本内容。答：根据计算机系统对安全性各项指标的支持情况,TCSEC(TDI)将系统划分为四组(division)7个等级,依次是D、C(C1,C2)、B(B1,B2,B3)、A(A1),按系统可靠或可信程度逐渐增高。安全级别定义A1验证设计(VerifiedDesign)B3安全域(SecurityDomains)B2结构化保护(Structuralprotection)B1标记安全保护(labeledSecurityprotection)C2受控的存取保护(ControlledAccessprotection)C1自主安全保护(DiscretionarySecurityprotection)D最小保护(Minimalprotection)这些安全级别之间具有一种偏序向下兼容的关系,即较高安全性级别提供的安全保护包含较低级别的所有保护要求,同时提供更多或更完善的保护能力。各个等级的基本内容为：D级D级是最低级别。一切不符合更高标准的系统,统统归于D组。C1级只提供了非常初级的自主安全保护。能够实现对用户和数据的分离，进行自主存取控制(DAC),保护或限制用户权限的传播。C2级实际是安全产品的最低档次,提供受控的存取保护,即将C1级的DAC进一步细化,以个人身份注册负责,并实施审计和资源隔离。Bl级标记安全保护。对系统的数据加以标记,并对标记的主体和客体实施强制存取控制(MAC)以及审计等安全机制。B2级结构化保护。建立形式化的安全策略模型并对系统内的所有主体和客体实施DAC和MAC。B3级安全域。该级的TCB（可信计算机库）必须满足访问监控器的要求,审计跟踪能力更强,并提供系统恢复过程。A1级验证设计,即提供B3级保护的同时给出系统的形式化设计说明和验证以确信各安全保护真正实现。各个等级的基本内容请参见《概论》9.1.2。特别是《概论》上表9.2列出了各安全等级对安全指标的支持情况。希望读者掌握《概论》上的内容,这里就不重复了。5.试述实现数据库安全性控制的常用方法和技术。答：实现数据库安全性控制的常用方法和技术有：(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的名字或身份。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(DAC),B1级中的强制存取控制(MAC)。(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入审计日志中,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。具体内容请参见《概论》9.2。6.什么是数据库中的自主存取控制方法和强制存取控制方法?答：自主存取控制方法：定义各个用户对不同数据对象的存取权限。当用户对数据库访问时首先检查用户的存取权限。防止不合法用户对数据库的存取。强制存取控制方法：每一个数据对象被(强制地)标以一定的密级,每一个用户也被(强制地)授予某一个级别的许可证。系统规定只有具有某一许可证级别的用户才能存取某一个密级的数据对象。解析：自主存取控制中自主的含义是：用户可以将自己拥有的存取权限自主地授予别人。即用户具有一定的自主权。7.SQL语言中提供了哪些数据控制(自主存取控制)的语句?请试举几例说明它们的使用方法。答：SQL中的自主存取控制是通过GRANT语句和REVOKE语句来实现的。如：GRANTSELECT,INSERTONStudentTO王平WITHGRANTOPTION;就将Student表的SELECT和INSERT权限授予了用户王平,后面的WITHGRANTOPTION子句表示用户王平同时也获得了授权的权限，即可以把得到的权限继续授予其他用户。REVOKEINSERTONStudentFROM王平CASCADE；就将Student表的INSERT权限从用户王平处收回,选项CASCADE表示,如果用户王平将Student的INSERT权限又转授给了其他用户，那么这些权限也将从其他用户处收回。8.今有两个关系模式：职工(职工号,姓名,年龄,职务,工资,部门号)部门(部门号,名称,经理名,地址,电话号)请用SQL的GRANT和REVOKE语句(加上视图机制)完成以下授权定义或存取控制功能：(1)用户王明对两个表有SELECT权力。GRANTSELECTON职工,部门TO王明;(2)用户李勇对两个表有INSERT和DELETE权力。GRANTINSERT,DELETEON职工,部门TO李勇;(3)*每个职工只对自己的记录有SELECT权力。GRANTSELECTON职工WHENUSER()=NAMETOALL;这里假定系统的GRANT语句支持WHEN子句和USER()的使用。用户将自己的名字作为ID。注意,不同的系统这些扩展语句可能是不同的。读者应该了解你使用的DBMS产品的扩展语句。(4)用户刘星对职工表有SELECT权力,对工资字段具有更新权力。GRANTSELECT,UPDATE(工资)ON职工TO刘星;(5)用户张新具有修改这两个表的结构的权力。GRANTALTERTABLEON职工,部门TO张新;(6)用户周平具有对两个表所有权力(读,插,改,删数据),并具有给其他用户授权的权力。GRANTAILPRIVILIGESON职工,部门TO周平WITHGRANTOPTION;(7)用户杨兰具有从每个部门职工中SELECT最高工资、最低工资、平均工资的权力,他不能查看每个人的工资。首先建立一个视图。然后对这个视图定义杨兰的存取权限。CREATEVIEW部门工资ASSELECT部门.名称,MAX(工资),MIN(工资),AVG(工资)FROM职工,部门WHERE职工.部门号=部门.部门号GROUPBY职工.部门号；GRANTSELECTON部门工资TO杨兰;9.把习题8中(1)-(7)的每一种情况,撤销各用户所授予的权力。答：(1)REVOKESELECTON职工,部门FROM王明;(2)REVOKEINSERT,DEIEIEON职工,部门FROM李勇;(3)REOVKESELECTON职工WHENUSER()=NAMEFROMAIL;这里假定用户将自己的名字作为ID,且系统的REOVKE语句支持WHEN子句,系统也支持USER()的使用。(4)REVOKESELECT,UPDATEON职工FROM刘星;(5)REVOKEALTERTABIEON职工,部门FROM张新;(6)REVOKEAILPRIVILIGESON职工,部门FROM周平;(7)REVOKESELECTON部门工资FROM杨兰;DROPVIEW部门工资;10.为什么强制存取控制提供了更高级别的数据库安全性?答：强制存取控制(MAC)是对数据本身进行密级标记,无论数据如何复制,标记与数据是一个不可分的整体,只有符合密级标记要求的用户才可以操纵数据,从而提供了更高级别的安全性。11.理解并解释MAC机制中主体、客体、敏感度标记的含义。答：主体是系统中的活动实体,既包括DBMS所管理的实际用户,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。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(Label)。敏感度标记被分成若干级别,例如绝密(TopSecret)、机密(Secret)、可信(Confidential)、公开(Public)等。主体的敏感度标记称为许可证级别(ClearanceLevel),客体的敏感度标记称为密级(Classificationkvel)。12.举例说明MAC机制如何确定主体能否存取客体。答：假设要对关系变量S进行MAC控制,为简化起见,假设要控制存取的数据单元是元组,则每个元组标以密级,如下表所示：(4=绝密,3=机密,2=秘密)S#SNAMESTATUSCITYCLASSS1Smith20London2S2Jones10paris3S3Clark20london4假设用户U1和U2的许可证级别分别为3和2,则根据规则U1能查得元组S1和S2,可修改元组S2;而U2只能查得元组S1,只能修改元组S1。解析：这里假设系统的存取规则是：(1)仅当主体的许可证级别大于或等于客体的密级时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才能写相应的客体。13.什么是数据库的审计功能,为什么要提供审计功能?答：审计功能是指DBMS的审计模块在用户对数据库执行操作的同时把所有操作自动记录到系统的审计日志中。因为任何系统的安全保护措施都不是完美无缺的,蓄意盗窃破坏数据的人总可能存在。利用数据库的审计功能,DBA可以根据审计跟踪的信息,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。14.统计数据库中存在何种特殊的安全性问题?答：统计数据库允许用户查询聚集类型的信息,如合计、平均值、最大值、最小值等,不允许查询单个记录信息。但是,人们可以从合法的查询中推导出不合法的信息,即可能存在隐蔽的信息通道,这是统计数据库要研究和解决的特殊的安全性问题。*15.试述你了解的某一个实际的DBMS产品的安全性措施。答：不同的DBMS产品以及同一产品的不同版本的安全措施各不相同,仁者见仁,智者见智,请读者自己了解。《概论》上9.4简单介绍了有关Oracle数据库的安全性措施。第十章数据库完整性习题解答和解析1.什么是数据库的完整性?答：数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。2.数据库的完整性概念与数据库的安全性概念有什么区别和联系?答：数据的完整性和安全性是两个不同的概念,但是有一定的联系。前者是为了防止数据库中存在不符合语义的数据,防止错误信息的输入和输出,即所谓垃圾进垃圾出(GarbageInGarbageOut)所造成的无效操作和错误结果。后者是保护数据库防止恶意的破坏和非法的存取。也就是说,安全性措施的防范对象是非法用户和非法操作,完整性措施的防范对象是不合语义的数据。3.什么是数据库的完整性约束条