Реферат: Защита баз данных

--PAGE_BREAK--Реализация защиты в некоторых СУБД

Архитектура защиты Access


Если у вас имеется опыт работы с защитой, используемой на сервере или большой ЭВМ, структура защиты в Access покажется вам знакомой. Вы можете указать пользователей, которым предоставляется или, наоборот, не разрешается доступ к объектам базы данных. Кроме того, вы можете определить группы пользователей и назначить разрешения на уровне группы, чтобы облегчить построение защиты для большого числа пользователей. Пользователю достаточно быть членом группы, чтобы получить права доступа, установленные для неё.

Access хранит информацию о защите в двух местах. Во время установки программа Setup создаст в папке \Program Files\Microsoft Ofice\0ffice стандартный файл рабочей группы (System.mdw), который впоследствии используется по умолчанию при запуске Access. Этот файл содержит информацию обо всех пользователях и группах. При создании базы данных Access сохраняет сведения о правах, предоставляемых конкретным пользователям и группам, в файле базы данных.

Общая структура защиты Access отображена на рисунке 1. Учётные записи пользователей и групп хранятся в файле рабочей группы. Разрешение на доступ к конкретным объектам сохраняются в файле базы данных.

<img width=«461» height=«202» src=«ref-1_735519394-7914.coolpic» v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s1042">



Рис. 1

Расположение текущего файла рабочей группы хранится в реестре Windows. Можно использовать служебную программу Wrkadm.exe (администратор рабочих групп) для изменения текущего или определения нового файла рабочей группы. Кроме того, можно выбирать нужный файл рабочей группы во время выполнения приложения, задав соответствующий параметр командной строки в ярлыке запуска. Если вам приходится часто запускать в сети совместно используемое защищенное приложение, нужно позаботиться о том, чтобы системный администратор задал вашу рабочую группу, используемую по умолчанию, как общий файл в сетевой папке.

Каждая рабочая группа имеет уникальный внутренний идентификатор, генерируемый Access при определении файла рабочих групп. Любая база данных, созданная пользователем рабочей группы, «принадлежит» как этому пользователю, так и рабочей группе. Каждый пользователь и группа также имеет уникальный внутренний идентификатор, но можно дублировать один и тот же код пользователя и группы в нескольких рабочих группах. Когда вы назначаете право доступа к объекту своей базы данных, Access сохраняет в ней внутренний идентификатор пользователя или группы вместе с информацией о доступе. Таким образом, предоставленные вами права перемещаются вместе с файлом базы данных при копировании его в другую папку или на другой компьютер.

MS SQL Server

Организация защиты

В критических для бизнеса приложениях, когда сервер СУБД должен быть постоянно доступен для клиентов, большинство профилактических работ по поддержке базы данных приходится выполнять фактически в режиме on — line. MS SQL Server обладает возможностями динамического резервного копирования данных, т. е. даже когда эти данные используются и изменяются клиентами. В случае сбоя оборудования, отключения питания и т. д. механизм автоматического восстановления MS SQL Server восстанавливает все базы данных до их последнего целостного состояния без вмешательства администратора. Все завершенные, но не отраженные в базе транзакции из журнала транзакций применяются к базе данных (это фактически то, что происходит при событии chekpoint), а незавершенные транзакции, т. е. те, которые были активными на момент сбоя, вычищаются из журнала.

Говоря о симметричной архитектуре, операции резервного копирования и восстановления могут распараллеливаться на несколько потоков и выполняться одновременно, используя преимущества асинхронного ввода/вывода. На каждое резервное устройство отводится свой поток. Параллельное резервное копирование поддерживает до 32 одновременных резервных устройств (backup devices), что позволяет быстро создавать страховочные копии баз данных даже очень большой емкости. Возможность резервного копирования и восстановления отдельных таблиц, о чем мы упоминали, рассматривая Transact-SQL, позволяет экономить место и время, не выполняя копирование всей базы ради только некоторых ее объектов. Однако резервное копирование отдельной таблицы требует наложения на нее блокировки exclusive в отличие от резервного копирования всей базы или журнала транзакций, которые могут выполняться независимо от степени активности пользователей. Резервным копиям может быть назначен предельный срок хранения или дата утраты актуальности, до наступления которой место, занятое на устройстве этими копиями, не может использоваться для размещения других резервных копий при инициализации устройства. В качестве резервных устройств могут также применяться временные устройства, не входящие в состав базы и не имеющие записей в системной таблице sysdevices:

DECLARE @tomorrow char(8)

SELECT @tomorrow = CONVERT(char(8), DATEADD(dd, 1, GETDATE()), 1)

DUMP DATABASE pubs

TO DISK = '\\ntalexeysh\disk_d\sql_experiments\pubs.dmp'

WITH INIT, EXPIREDATE=@tomorrow, STATS

Для небольшой базы данных ее журнал транзакций обычно хранится на том же устройстве, что и сама база, и архивируется вместе с ней. Журналирование транзакций ведется по принципу write-ahead, что означает, что любое изменение сначала отражается в журнале транзакций и лишь потом попадает собственно в базу. В случае нахождения журнала транзакций на отдельном устройстве существует возможность отдельного резервного копирования журнала транзакций. Как правило, резервное копирование базы данных организуется с меньшей частотой, чем журнала транзакций. Например, сохранение журнала транзакций выполняется ежедневно, а страховая копия всей базы может делаться раз в неделю, так как архивирование журнала транзакций происходит значительно быстрее по времени и занимает меньше места, чем дамп целой базы. В отличие от резервирования базы данных дамп журнала транзакций очищает его неактивную часть, т. е. все завершившиеся (зафиксированные или абортированные) с момента последнего дампа транзакции, если только не использована опция NO_TRUNCATE. Команда DUMP TRANSACTION TRUNCATE_ONLY, очищающая журнал транзакций, полезна в случае его переполнения, которое можно контролировать, например, оператором DBCC SQLPERF (LOGSPACE). Если степень переполнения журнала очень высока, можно при его очистке отказаться от журналирования факта самого этого события: DUMP TRANSACTION NO_LOG. Если резервное копирование транзакций не представляет интереса, можно включить опцию очистки последних завершенных транзакций в базе по наступлению события checkpoint. Cмысл механизма checkpoint состоит в периодической записи данных из кэша на диск, чтобы не допускать грязных данных. Такого рода события постоянно генерируются MS SQL Server или возникают по инициативе пользователя. Включенная опция truncate log on checkpoint гарантирует выполнение с определенной частотой обработчиком события действий, приблизительно эквивалентных команде DUMP TRANSACTION TRUNCATE_ONLY.

При восстановлении журнала транзакций соответствующие транзакции применяются к базе данных. Это означает, что если в начале недели была сделана резервная копия всей базы, а потом ежедневно архивировались транзакции за каждый день, то при необходимости восстановления поднимается состояние базы на начало недели и на него последовательно накатываются дампы журнала транзакций за все дни, предшествующие моменту восстановления. MS SQL Server 6.5 имеет возможность восстановления данных из журнала транзакций на произвольный момент времени (разумеется, отраженный в журнале) при помощи команды LOAD TRANSACTION STOPAT <t> или в окне database backup and restore выбором опции until time. Все содержащиеся в этом дампе транзакции, отмеченные завершившимися после этого момента, будут откачены.

Возможность планирования задач резервного копирования во времени и отсылки сообщений по e-mail в случае успешного/неуспешного завершения рассматривалась нами при обсуждении SQL Executive.

MS SQL Server 6.5 предусматривает возможность зеркалирования устройств, переключения на зеркальные устройства в качестве основных, выключения зеркалирования и уничтожения зеркального устройства также «на лету», т. е. без остановки штатной работы сервера по обслуживанию пользовательских запросов. Зеркалирование и дуплексирование устройств для работы с MS SQL Server может быть также выполнено средствами Windows NT, а также на аппаратном уровне (поддержка различных RAID-систем и т. д.). По-видимому, следует предполагать, что реализация первого этапа кластерной технологии WolfPack будет поддерживать MS SQL Server 6.5 в отказоустойчивых кластерах из двух узлов. Появление следующей версии MS SQL Server должно обеспечить работу серверов в кластере как единого виртуального сервера.

Transfer Manager используется для экспорта/импорта объектов и данных БД на MS SQL Server между разными аппаратными платформами, например между процессорами Intel и Alpha, а также между разными версиями MS SQL Server, в частности из более ранних в более поздние или между равноценными (имеются в виду 4.х и 6.х). Очень часто проектирование объектов базы ведется с помощью различных графических средств, но проектная документация может требовать структуру объектов с точностью до операторов DDL. Для получения скриптов, описывающих создание отдельного объекта базы данных, можно использовать команду transfer из контекстного меню объекта или выбрать соответствующий класс и имя объекта в Transfer Manager. Кроме этого, содержимое данных может быть выгружено/загружено при помощи утилиты bcp (см. табл. 1).

Вопросы безопасности доступа


Говоря о преимуществах интеграции с операционной системой, MS SQL Server использует в своей работе сервисы безопасности Windows NT. Напомним, что Windows NT на сегодня сертифицирована по классам безопасности С2/Е3. MS SQL Server может быть настроен на работу в одном из трех режимах безопасности. Интегрированный режим предусматривает использование механизмов аутентификации Windows NT для обеспечения безопасности всех пользовательских соединений. В этом случае к серверу разрешаются только трастовые, или аутентифицирующие, соединения (named pipes и multiprotocol). Администратор имеет возможность отобразить группы пользователей Windows NT на соответствующие значения login id MS SQL Server при помощи утилиты SQL Security Manager. В этом случае при входе на MS SQL Server login name и пароль, переданные через DB-Library или ODBC, игнорируются. Стандартный режим безопасности предполагает, что на MS SQL Server будут заводиться самостоятельные login id и соответствующие им пароли. Смешанный режим использует интегрированную модель при установлении соединений по поименованным каналам или мультипротоколу и стандартную модель во всех остальных случаях.

MS SQL Server обеспечивает многоуровневую проверку привилегий при загрузке на сервер. Сначала идентифицируются права пользователя на установление соединения с выбранным сервером (login name и пароль) и выполнение административных функций: создание устройств и баз данных, назначение прав другим пользователям, изменение параметров настройки сервера и т.д. Максимальными правами обладает системный администратор. На уровне базы данных каждый пользователь, загрузившийся на сервер, может иметь имя пользователя (username) базы и права на доступ к объектам внутри нее. Имеется возможность отобразить нескольких login id на одного пользователя базы данных, а также объединять пользователей в группы для удобства администрирования и назначения сходных привилегий. По отношению к объектам базы данных пользователю могут быть назначены права на выполнение различных операций над ними: чтение, добавление, удаление, изменение, декларативная ссылочная целостность (DRI), выполнение хранимых процедур, а также права на доступ к отдельным полям. Если этого недостаточно, можно прибегнуть к представлениям (views), для которых сказанное остается справедливым. Наконец, можно вообще запретить пользователю непосредственный доступ к данным, оставив за ним лишь права на выполнение хранимых процедур, в которых будет прописан весь сценарий его доступа к базе. Хранимые процедуры могут создаваться с опцией WITH ENCRYPTION, которая шифрует непосредственный текст процедуры, хранящийся обычно в syscomments. Права на выполнение некоторых команд (создание баз, таблиц, умолчаний, правил, представлений, процедур, резервное копирование баз и журналов транзакций) не являются объектно-специфичными, поэтому они назначаются системным администратором сервера или владельцем (создателем) базы данных при редактировании базы данных. Администрирование пользовательских привилегий обычно ведется в SQL Enterprise Manager, тем не менее в Transact-SQL имеются хранимые процедуры (sp_addlogin, sp_password, sp_revokelogin, sp_addalias, sp_adduser) и операторы (GRANT, REVOKE), которые позволяют осуществлять действия по созданию пользователей, назначению и отмене прав при выполнении скриптов. Дополнительную возможность администрирования привилегий предоставляют рассмотренные нами выше SQL-DMO.

Управление доступом

Система безопасности SQL Server имеет несколько уровней безопасности:

• операционная система;

• SQL Server;

• база данных;

• объект базы данных.

С другой стороны механизм безопасности предполагает существование четырех типов пользователей:

• системный администратор, имеющий неограниченный доступ;

• владелец БД, имеющий полный доступ ко всем объектам БД;

• владелец объектов БД;

• другие пользователи, которые должны получать разрешение на доступ к объектам БД.

Модель безопасности SQL Server включает следующие компоненты:

• тип подключения к SQL Server;

• пользователь базы данных;

• пользователь (guest);

• роли (roles).

Тип подключения к SQL Server

При подключении (и в зависимости от типа подключения) SQL Server поддерживает два режима безопасности:

• режим аутентификации Windows NT;

• смешанный режим аутентификации.

В режиме аутентификации Windows NT используется система безопасности Windows NT и ее механизм учетных записей. Этот режим позволяет SQL Server использовать имя пользователя и пароль, которые определены в Windows, и тем самым обходить процесс подключения к SQL Server. Таким образом, пользователи, имеющие действующую учетную запись Windows, могут подключиться к SQL Server, не сообщая своего имени и пароля. Когда пользователь обращается к СУБД, последняя получает информацию об имени пользователя и пароле из атрибутов системы сетевой безопасности пользователей Windows (которые устанавливаются, когда пользователь подключается к Windows).

В смешанном режиме аутентификации задействованы обе системы аутентификации: Windows и SQL Server. При использовании системы аутентификации SQL Server отдельный пользователь, подключающийся к SQL Server, должен сообщить имя пользователя и пароль, которые будут сравниваться с хранимыми в системной таблице сервера. При использовании системы аутентификации Windows пользователи могут подключиться к SQL Server, не сообщая имя и пароль.

Пользователи базы данных

Понятие пользователь базы данных относится к базе (или базам) данных, к которым может получить доступ отдельный пользователь. После успешного подключения сервер определяет, имеет ли этот пользователь разрешение на работу с базой данных, к которой обращается.

Единственным исключением из этого правила является пользователь guest (гость). Особое имя пользователя guest разрешает любому подключившемуся к SQL Server пользователю получить доступ к этой базе данных. Пользователю с именем guest назначена роль public.

Права доступа

Для управления правами доступа в SQL Server используются следующие команды:

• GRANT. Позволяет выполнять действия с объектом или, для команды — выполнять ее;

• REVOKE. Аннулирует права доступа для объекта или, для команды — не позволяет выполнить ее;

• DENY. He разрешает выполнять действия с объектом (в то время, как команда REVOKE просто удаляет эти права доступа).

Объектные права доступа позволяют контролировать доступ к объектам в SQL Server, предоставляя и аннулируя права доступа для таблиц, столбцов, представлений и хранимых процедур. Чтобы выполнить по отношению к некоторому объекту некоторое действие, пользователь должен иметь соответствующее право доступа. Например, если пользователь хочет выполнить оператор SELECT * FROM table, то он должен и меть права выполнения оператора SELECT для таблицы table.

Командные права доступа определяет тех пользователей, которые могут выполнять административные действия, например, создавать или копировать базу данных. Нижеприведены командные права доступа:

CREATE DATABASE — право создения базы данных;

CREATE DEFAULT — право создшия стандартного значения для столбца таблицы;

CREATE PROCEDURE — право содания хранимой процедуры.

CREATE ROLE — право создания гоавила для столбца таблицы;

CREATE TABLE — право создания таблицы;

CREATE VIEW — право создания представления;

BACKUP DATABASE — право создшия резервной копии;

BACKUP TRANSACTION — праве создания резервной копии журнала транзакций.

Роли

Назначение пользователю некоторой рели позволяет ему выполнять все функции, разрешенные этой рольо. По сути роли логически группируют пользователей, имеющих одинаковые права доступа. В SQL Server есть следующие типы ролей:

• роли уровня сервера;

• роли уровня базы данных.

Роли уровня сервера

С помощью этих ролей предоставляются различные степени доступа к операциям и задачам сервер*. Роли уровня сервера заранее определены и действуют в пределах сервера. Они не зависят от конкретных баз данных, и их нельзя модифицировать.

В SQL Server существуют следующие типы ролей уровня сервера:

Sysadmin — дает право выполнить любое действие в SQL Server;

Serveradmin — дает право изменить параметры SQL Server и завершить его работу;

Setupadmin — дает право инсталлировать систему репликации и управлять выполнением расширенных хранимых процедур;

Securityadmin — дает право контролировать параметры учетных записей для подключения к серверу и предоставлять права доступа к базам данных;

Processadmin — дает право управлять ходом выполнения процессов в SQL Server;

Dbcreator — дает право создавать и модифицировать базы данных;

Diskadmin — дает право управлять файлами баз данных на диске.

Роли уровня базы данных

Роли уровня базы данных позволяют назначить права для работы с конкретной базой данных отдельному пользователю или группе. Роли уровня базы данных можно назначать учетным записям пользователей в режиме аутентификации Windows или SQL Server. Роли могут быть и вложенными, так что учетным записям можно назначить иерархическую группу прав доступа.

В SQL Server существует три типа ролей:

• заранее определенные роли;

• определяемые пользователем роли;

• неявные роли.

Заранее определенными являются стандартные роли уровня БД. Эти роли имеет каждая база данных SQL Server. Они позволяют легко и просто передавать обязанности.

Заранее определенные роли зависят от конкретной базы данных и не могут быть изменены. Ниже перечислены стандартные роли уровня базы данных.

db_owner — определяет полный доступ ко всем объектам базы данных, может удалять и воссоздавать объекты, а также присваивать объектные права другим пользователям. Охватывает все функции, перечисленные ниже для других стандартных ролей уровня базы данных;

db_accessadmin — осуществляет контроль за доступом к базе данных путем добавления или удаления пользователей в режимах аутентификации;

db_datareader — определяет полный доступ к выборке данных (с помощью оператора SELECT) из любой таблицы базы данных. Запрещает выполнение операторов INSERT, DELETE и UPDATE для любой таблицы БД;

db_datawriter — разрешает выполнять операторы INSERT, DELETE и UPDATE для любой таблицы базы данных. Запрещает выполнение оператора SELECT для любой таблицы базы данных;

db_ddladmin — дает возможность создавать, модифицировать и удалять объекты базы данных;

db_securityadmin — управляет системой безопасности базы данных, а также назначением объектных и командных разрешений и ролей для базы данных;

db_backupoperator — позволяет создавать резервные копии базы данных;

db_denydatareader — отказ в разрешении на выполнение оператора SELECT для всех таблиц базы данных. Позволяет пользователям изменять существующие структуры таблиц, но не позволяет создавать или удалять существующие таблицы;

db_denydatawriter — отказ в разрешении на выполнение операторов модификации данных (INSERT, DELETE и UPDATE) для любых таблиц базы данных;

public — автоматически назначаемая роль сразу после предоставления права доступа пользователя к БД.

Роли, определяемые пользователем, позволяют группировать пользователей и назначать каждой группе конкретную функцию безопасности.

Существуют два типа ролей уровня базы данных, определяемых пользователем:

• стандартная роль;

• роль уровня приложения.

Стандартная роль предоставляет зависящий от базы данных метод создания определяемых пользователем ролей. Самое распространенное назначение стандартной роли — логически сгруппировать пользователей в соответствии с их правами доступа. Например, в приложениях выделяют несколько типов уровней безопасности, ассоциируемых с тремя категориями пользователей. Опытный пользователь может выполнять в базе данных любые операции; обычный пользователь может модифицировать некоторые типы данных и обновлять данные; неквалифицированному пользователю обычно запрещается модифицировать любые типы данных.

Роль уровня приложения позволяет пользователю выполнять права некоторой роли. Когда пользователь принимает роль уровня приложения, он берет на себя выполнение новой роли и временно отказывается от всех других назначенных ему прав доступа к конкретной базе данных. Роль уровня приложения имеет смысл применять в среде, где пользователи делают запросы и модифицируют данные с помощью клиентского приложения.

Системный анализ — это применение системного подхода при обработке конкретной информации и принятию решений. Рассмотренные принципы системного подхода являются и принципами системного анализа.

Их дополняют следующие специфические принципы:

• анализ любого процесса принятия решения должен начинаться с выявления и четкой формулировки целей (желаемых результатов деятельности), которые часто определяются на основе рассмотрения системы более высокого уровня;

• необходимо рассматривать лишь те цели, вероятность достижения которых р>р0 за время t<t0, где/?0 и t0 — пороги осуществимости цели.

Данные специальные принципы предполагают некую системную стратегию анализа, требующую рассмотрения не только самой системы, но и внешней по отношению к ней среды (надсистемы или метасистемы), и определение границы между ними.

Перспективой развития документальных информационно-поисковых систем и баз данных являются банки знаний, новая концепция информационной системы, использующая результаты исследований и разработок в области искусственного интеллекта.

    продолжение
--PAGE_BREAK--