大数据背景下数据库安全保障体系研究
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作者: 冯勤群
摘要：结合数据库技术发展的方向和趋势，从数据库的建、管、用的角度，提出了在大数据背景下，应从完善数据库系统外部环境、运用技术手段、落实管理机制、加强审计追踪和全面备份数据等方面建立数据库安全保障体系，以此来提高数据库安全保障水平。
关键词：大数据；数据库安全；管理；体系
中图分类号：TP309.2文献标识码：A文章编号：1672-7800（2013）001-0156-03
0引言
随着大数据时代的到来，数据成为一种资产，其安全性也越发重要。数据库安全建设已经从安全数据库管理系统、安全的数据库服务向海量信息处理安全过渡和发展。在保障数据库安全上，应体现预防与控制为主，结合数据库技术发展的方向和趋势，以技术为根本手段、以组织为保证、以管理为灵魂，在数据库的建、管、用全生命周期中加强数据库的安全保障手段，形成完善的数据库安全保障体系。
1完善外部环境，巩固安全支撑
网络是大数据时代数据库应用的外部环境与基础，数据存储一般在云端，而数据库的安全首先依赖于有一个安全的网络环境。在操作系统层上，操作系统漏洞和维护管理是威胁系统安全的两个最大的因素，因此，在数据库安全保障上，首先要加强网络环境和操作系统的安全保障。
（1）合理分配网络资源。合理分配网络资源是保障数据库服务器所在网络安全高效运行的前提。通过网络管理程序对网络上的资源进行集中管理、集中调度和分配，确保一定范围内的网络及其网络设备能够稳定、可靠、高效的运行，使所有网络资源处于良好的运行状态，保障数据库服务器所在网络的安全、高效运行。
（2）构筑防火墙。对数据库系统的入侵最先是从网络系统开始的，防火墙技术是保护系统安全的第一道屏障。防火墙是数据库内部与外部网络之间的安全墙，它可拦截来自外部的非法访问并阻止信息的外泄，并可设定外部哪些用户可以访问内部服务，以及外部哪些服务可以被内部人员访问，将网络分割成多个安全区域，各安全区域之间用防火墙过滤数据通信，只允许经过授权的数据通过，内部网络中的主机就不会直接暴露给来自外部的攻击，并且在安全管理上更加便捷。
（3）使用入侵检测技术。尽管防火墙对内部网络起到了很好的保护作用，但是防火墙并不能防范来自内部网络的攻击，也不能控制不通过它的连接。因此，在防火墙之后加入入侵检测，能够迅速地检测到恶意入侵，甚至能确
认入侵者，并能在破坏发生或数据损坏前加以阻止，能够有效减少破坏的危害并迅速地恢复系统。入侵检测是指发现或确定入侵行为存在或出现的动作，也就是发现、跟踪并记录计算机系统或计算机网络中的非授权行为，或发现并调查系统中可能为试图入侵或病毒感染所带来的异常活动。为了让数据库系统更加安全，通常的做法是防火墙和入侵检测系统的结合提高数据库系统的整体防护性能。
（4）及时更新补丁程序和杀毒软件。由系统漏洞带来的安全威胁往往也是致命的，这些安全隐患一旦被不法分子利用，极有可能导致数据库的安全失效。应及时安装补丁程序，有效解决漏洞程序所带来的安全问题也是完善安全环境的有效方法。杀毒软件也可以协助保护计算机系统免受蠕虫病毒、木马程序等的攻击，降低计算机系统所遭受的安全威胁。由于病毒程序都在不断产生新的变体，所以杀毒软件的杀毒引擎和病毒库也要及时更新，使其保持病毒库处在最新的状态，才能有效防范最新的病毒。
2运用技术手段，加强安全建设
在数据库建设的过程中，充分考虑数据库安全的需求，根据选定数据库系统特点，结合各种数据库安全手段，完善数据库安全建设。
（1）使用安全的文件系统。在数据库服务器操作系统选择上，尽量使用Unix系统。在Windows系统运行的数据库的数据文件应该尽量存储在NTFS文件系统中，这样既可以加强数据文件的安全，又可以最大化数据库的访问性能。
（2）加密数据库文件。为了保证数据库文件中的数据不被非法窃取和修改，对数据库文件进行加密保护可以提高其安全性，目的是文件中的信息变成不可直接阅读的数据。常用的对数据库文件的加密方式一般有库外加密和库内加密两种，由于每种加密方式都有自己的优缺点，所以采用哪种加密方式需要综合考虑各种因素，选择最合适的加密方式，保证数据文件的安全。
（3）数据库视图的使用。为不同的用户定义不同的视图，可以限制各个用户的访问范围。通过视图机制把要保密的数据对无权存取这些数据的用户隐藏起来，从而自动地对数据提供一定程度的安全保护。现在很大一部分数据库安全问题是在应用程序端造成的，造成这些安全问题的原因包括应用程序编写SQL代码不规范使数据库受到SQL注入攻击、应用程序使用过高权限的账户来访问数据库以及在应用程序端暴露了过多数据库细节等。在编写数据库应用程序时，数据库开发者和安全维护人员要从攻击者的角度来共同分析数据库，确定数据库的潜在威胁，对数据库存储和处理的信息进行分类。这个过程不仅能帮助大家了解黑客攻击数据库的原因和方式，还能确保必要的安全控制适应数据库的设计结构。
（4）云安全技术。“云安全”是大数据时代信息安全的体现，它融合了并行处理、网格计算、未知病毒行为判断等新兴技术和概念，通过网络上大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，推送到服务器端进行自动分析和处理，再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端，能够有效地提高数据库系统环境的安全。
3落实管理机制，提高安全水平
数据库管理系统是数据库安全的最后一道屏障。因此，在数据库管理过程中，一定要充分落实各种安全机制，提高保障数据库安全水平。
（1）数据库用户口令管理。数据库系统是不允许未经授权的用户对数据库进行操作的。用户名和口令是数据库提供的最外层的安全保护措施。针对攻击者可能通过穷举、猜想、窃取等方法获取数据库的用户名和口令的问题，可以通过对口令的合理设置、管理以及一些技巧的使用，来加强口令的安全性，有效组织针对数据库口令 的攻击。如，对口令进行复杂性验证，复杂的口令可以在一定程度上加大被攻击难度，减小泄露的几率。因此，应保证口令具有一定的复杂性。作为数据库管理员可通过一定手段来规范数据库用户密码的复杂度。
（2）数据库角色和权限管理。数据库管理系统大多提供了完善的权限和角色管理机制来加强数据库的存取控制。权限是执行一种特殊类型的SQL语句或存取另一用户的对象的权力，有两种类型的权限，即系统权限和对象权限。其中系统权限是执行一种特殊动作或者在对象类型上执行一种特殊动作的权利。对象权限是在指定的表、视图、序列、过程、函数或包上执行特殊动作的权利。在实际的权限分配方案中，通常利用角色来管理数据库权限，角色为相关权限的命名组，可授权给用户和角色。建立角色的目的是为数据库应用管理权限和为用户组管理权限。利用角色对权限管理可以加强权限管理效率、提高权限管理的灵活性与安全性等。
4做好审计追踪，排除安全隐患
任何系统的安全性措施都不是绝对可靠的，窃密者总有办法打破这些控制。对于某些高度敏感的保密数据，数据库服务器必须以审计作为预防手段。对数据库系统中审计工作主要是审查系统资源的安全策略、安全保护措施及故障恢复计划等对系统的各种操作，如访问、查询、修改等，尤其是对一些敏感操作进行记录、对用户的行为进行有效的监控和记录，及时发现用户威胁军用数据库的操作企图，采取相应措施，保证军用数据库的安全。审计还可以用于监视和收集相关指定数据库活动的数据，例如可收集哪些表经常被修改，用户共执行了多少次逻辑I/O操作等统计数据。利用这些信息，可以重现导致数据库现有状况的一系列事件，以进一步找出非法存取数据的人、时间和内容等，及时挽救或恢复数据，排除不安全因素。
审计是入侵检测系统的基础。它是一种较为积极的安全措施，通过审计可以监视系统的活动，收集系统各个方面的数据。而入侵检测系统则综合分析这些数据，从中发现可能发生的来自内部和外部的入侵，并依照一定的策略采取适当的应对措施，限制和防止入侵行为破坏系统的安全性。所以要使用入侵检测系统，就必须进行必要的审计，同时，借助于入侵检测技术，审计数据能在保证系统安全方面发挥更大的作用。
5全面数据备份，降低安全损失
数据的备份与恢复是实现数据库系统安全运行的重要手段。数据库系统总免不了发生系统故障，重要的数据难免遭到破坏，数据库管理员应及时做好数据备份。当系统发生故障时，管理员能利用已有的数据备份，把数据库恢复到原来的状态，以便保持数据的完整性和一致性，将损失降到最低。
（1）及时备份数据库。数据库的物理备份有两种模式，脱机模式和联机模式。如何选择备份方案，是在数据库创建时就该考虑的问题。脱机模式备份是在数据库正常关闭后，对数据库进行备份。在联机模式下，在数据库内部建立一个所有作业的完整记录，数据库系统以循环方式保存联机日志文件。物理备份的一个好处是可将数据库管理系统完整转储，一旦发生故障，可以方便及时地恢复，提高管理效率。数据库也可采取逻辑备份的方式，转存数据库文件来进行备份。
（2）使用后端存储系统。人为的操作错误、硬件的损毁以及各种自然灾难等诸多因素都有可能给存储系统造成破坏，从而造成存储在系统上的数据丢失，给组织造成无可估量的损失。为了在灾难事件发生或者存储设备发生硬件故障时保护数据库系统的数据安全，最大限度地降低损失并保持业务系统的不间断运行，可以采用后端存储系统。采用后端存储系统保障数据安全的措施有很多，常用的措施有异地备份、集群存储和镜像技术等。
异地备份是保护数据的最安全的方式，无论发生什么情况，那怕是火灾、地震，当其它保护数据的手段都不起作用时，异地备份的优势就体现出来了，但是困扰异地备份的问题在于速度和成本，这要求拥有足够带宽的网络连接和优秀的数据复制管理软件。
集群存储一般由多个存储节点组成，每个节点都包含了前端端口、控制器和后端的磁盘，共同组成了一个存储单元。而在需要扩展容量或性能时，会以节点为单位进行扩展。集群存储可以实现像搭积木一样的简易扩展性，同时也不会影响现有存储的使用。在一个节点出现问题时，可以自动切换到其它节点重建数据，提高了数据的安全性。如果故障发生在异地分支部门，可以使用镜像技术，进行不同卷的镜像或异地卷的远程镜像，或采用双机容错技术自动接管单点故障机，保证无单点故障和本地设备遇到不可恢复的硬件毁坏时，仍可以启动异地与此相同环境和内容的镜像设备，以保证服务不间断。当然，这种方式会增加对存储设备的投资。
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（责任编辑：杜能钢）
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