2025年04月14日
在當今數(shù)字化時代，數(shù)據(jù)成為了企業(yè)和組織的核心資產(chǎn)，數(shù)據(jù)庫作為存儲和管理數(shù)據(jù)的關鍵基礎設施，其安全性至關重要。然而，數(shù)據(jù)庫面臨著諸多威脅，稍有不慎，就可能導致數(shù)據(jù)泄露、篡改或丟失，給企業(yè)帶來不可估量的損失。本文將深入剖析數(shù)據(jù)庫安全威脅，并詳細介紹相應的安全對策，為您守護數(shù)據(jù)庫安全提供全面指南。
一、數(shù)據(jù)庫安全威脅剖析
（一）非授權的信息泄露
未獲授權的用戶有意或無意得到信息，通過對授權訪問的數(shù)據(jù)進行推導分析獲取非授權信息也屬于此類。在實際場景中，一些不法分子可能會利用公開的用戶基本信息（如年齡、性別、地區(qū)），結合某些特定的算法或統(tǒng)計規(guī)律，推導出用戶的敏感信息，如收入水平、健康狀況等。在醫(yī)療數(shù)據(jù)庫中，若攻擊者獲取了患者的部分檢查結果和就診記錄，經(jīng)過精心分析，可能會推斷出患者所患的重大疾病，這嚴重侵犯了患者的隱私。
（二）非授權的數(shù)據(jù)修改
包括所有通過數(shù)據(jù)處理和修改而違反信息完整性的行為，且非授權修改不一定涉及非授權信息泄露，因為即使不讀取數(shù)據(jù)也可以進行破壞。在金融領域，黑客可能會惡意篡改客戶的賬戶余額、交易記錄等數(shù)據(jù)，直接影響客戶的財產(chǎn)安全和金融機構的信譽。這種篡改行為不僅破壞了數(shù)據(jù)的完整性，還可能引發(fā)嚴重的金融風險。
（三）拒絕服務
指會影響用戶訪問數(shù)據(jù)或使用資源的行為。黑客可以通過發(fā)動分布式拒絕服務（DDoS）攻擊，向數(shù)據(jù)庫服務器發(fā)送大量的請求，使其資源耗盡，無法正常響應合法用戶的請求。在線購物平臺在促銷活動期間遭受 DDoS 攻擊，導致用戶無法下單、查詢訂單，商家的銷售額大幅下降，同時也損害了用戶體驗，造成客戶流失。
（四）自然或意外災害
如地震、水災、火災等，這些事故可能會破壞系統(tǒng)的軟硬件，導致數(shù)據(jù)丟失或損壞。2017 年，美國休斯敦遭受颶風哈維襲擊，許多企業(yè)的數(shù)據(jù)庫服務器因洪水浸泡而損壞，數(shù)據(jù)丟失嚴重。由于缺乏有效的備份和恢復措施，一些企業(yè)的業(yè)務陷入癱瘓，甚至破產(chǎn)。這凸顯了在面對自然災害時，數(shù)據(jù)庫安全防護的重要性。
（五）系統(tǒng)軟硬件中的錯誤
軟件漏洞、硬件故障等都可能導致數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)異常，影響數(shù)據(jù)的安全性和完整性。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的某個模塊存在漏洞，攻擊者可能利用該漏洞獲取未授權的訪問權限，進而篡改或竊取數(shù)據(jù)。硬件方面，硬盤故障可能導致數(shù)據(jù)丟失，內(nèi)存錯誤可能影響數(shù)據(jù)的讀取和寫入操作。
（六）人為錯誤
操作人員在進行數(shù)據(jù)庫管理和維護過程中，可能會因疏忽、誤操作等原因導致安全問題。管理員誤刪重要的數(shù)據(jù)表，或者在配置權限時出現(xiàn)錯誤，使得某些用戶獲得了過高的權限，從而引發(fā)安全風險。這些人為錯誤往往難以完全避免，但可以通過加強培訓和規(guī)范操作流程來降低發(fā)生的概率。
（七）惡意代理
病毒、特洛伊木馬和后門是這類威脅中的典型代表。病毒可以自我復制并傳播，感染數(shù)據(jù)庫服務器，破壞數(shù)據(jù)文件；特洛伊木馬則隱藏在正常的程序中，當用戶運行該程序時，木馬會在后臺竊取數(shù)據(jù)或執(zhí)行惡意操作；后門是開發(fā)者故意留下的通道，方便后期維護，但如果被攻擊者利用，就會成為嚴重的安全隱患。在一款熱門的手機應用中植入特洛伊木馬，當用戶使用該應用時，木馬會自動收集用戶的賬號密碼等信息，并發(fā)送給攻擊者。
二、數(shù)據(jù)庫安全對策詳解
（一）防止非法的數(shù)據(jù)訪問
這是數(shù)據(jù)庫安全關鍵的需求之一。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須根據(jù)用戶或應用的授權來檢查訪問請求，以保證僅允許授權的用戶訪問數(shù)據(jù)庫。與操作系統(tǒng)中的文件訪問控制相比，數(shù)據(jù)庫的訪問控制要復雜得多。首先，控制的對象有更細的粒度，如表、記錄、屬性等；其次，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是語義相關的，所以用戶可以不直接訪問數(shù)據(jù)項而間接獲取數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)有效的訪問控制，可以采用多種方式，如基于角色的訪問控制（RBAC），根據(jù)用戶在組織中的角色分配相應的權限。普通員工只能查看部分數(shù)據(jù)，而部門經(jīng)理可以查看和修改與本部門相關的數(shù)據(jù)。
（二）防止推導
推導指的是用戶通過授權訪問的數(shù)據(jù)，經(jīng)過推導得出機密信息，而按照安全策略，該用戶是無權訪問此機密信息的。在統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫中，需要特別防止用戶從統(tǒng)計聚合信息中推導得到原始個體信息。為了防止推導，可以采用數(shù)據(jù)脫敏技術，對敏感數(shù)據(jù)進行模糊化處理。在統(tǒng)計學生成績時，將具體分數(shù)替換為成績等級（優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格），這樣既能滿足統(tǒng)計分析的需求，又能保護學生的個人隱私。
（三）保證數(shù)據(jù)庫的完整性
該需求指的是保護數(shù)據(jù)庫不受非授權的修改，以及不會因為病毒、系統(tǒng)中的錯誤等導致的存儲數(shù)據(jù)破壞。這種保護通過訪問控制、備份 / 恢復以及一些專用的安全機制共同實現(xiàn)。備份 / 恢復在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)領域得到了深入的研究，它們的主要目標是在系統(tǒng)發(fā)生錯誤時保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性?？梢圆捎枚ㄆ谌總浞莺驮隽總浞菹嘟Y合的方式，每天進行一次全量備份，在兩次全量備份之間進行多次增量備份。這樣，在數(shù)據(jù)丟失或損壞時，可以快速恢復到最近的正常狀態(tài)。
（四）保證數(shù)據(jù)的操作完整性
定位于在并發(fā)事務中保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的邏輯一致性。一般而言，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的并發(fā)管理器子系統(tǒng)負責實現(xiàn)這部分需求。在多用戶并發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫時，可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突的情況。兩個用戶同時對同一賬戶進行取款操作，如果不加以控制，可能會導致賬戶余額出現(xiàn)錯誤。通過使用鎖機制，當一個用戶對賬戶進行操作時，對該賬戶加鎖，其他用戶只能等待鎖釋放后才能進行操作，從而保證數(shù)據(jù)的一致性。
（五）保證數(shù)據(jù)的語義完整性
在修改數(shù)據(jù)時，保證新值在一定范圍內(nèi)符合邏輯上的完整性。對數(shù)據(jù)值的約束通過完整性約束來描述?？梢葬槍?shù)據(jù)庫定義完整性約束（定義數(shù)據(jù)庫處于正確狀態(tài)的條件），也可以針對變換定義完整性約束（修改數(shù)據(jù)庫時需要驗證的條件）。在設計學生信息數(shù)據(jù)庫時，設置年齡字段的取值范圍為 1 - 120 歲，性別字段只能取值為 “男” 或 “女”，這樣可以確保錄入的數(shù)據(jù)符合實際邏輯。
（六）審計和日志
為了保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全，一般要求數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能夠將所有的數(shù)據(jù)操作記錄下來。這一功能要求系統(tǒng)保留日志文件，安全相關事件可以根據(jù)系統(tǒng)設置記錄在日志文件中，以便事后調(diào)查和分析，追查入侵者或發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的安全弱點。審計和日志是有效的威懾和事后追查、分析工具。與數(shù)據(jù)庫中多種粒度的數(shù)據(jù)對應，審計和日志需要面對粒度問題。因為記錄對一個細粒度對象（如一個記錄的屬性）的訪問可能有用，但是考慮到時間和代價，這樣做可能并不實用。在實際應用中，可以根據(jù)重要性和風險程度，選擇記錄關鍵數(shù)據(jù)的操作，如對敏感數(shù)據(jù)的修改、高權限用戶的登錄等。
（七）標識和認證
同計算機系統(tǒng)的用戶管理類似，使用的方法也非常類似。與其他系統(tǒng)一樣，標識和認證是數(shù)據(jù)庫的第一道安全防線。標識和認證是授權、審計等的前提條件。常見的標識和認證方式有用戶名和密碼、指紋識別、面部識別等。采用多因素認證方式，結合密碼和短信驗證碼，可以提高認證的安全性，有效防止非法用戶登錄數(shù)據(jù)庫。
（八）機密數(shù)據(jù)管理
數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可能有部分是機密數(shù)據(jù)，也有可能全部是機密數(shù)據(jù)（如軍隊的數(shù)據(jù)庫），而有些數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)全部是公開的數(shù)據(jù)。對于同時保存機密和公開數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫而言，訪問控制主要保證機密數(shù)據(jù)的保密性，僅允許授權用戶的訪問。這些用戶被賦予對機密數(shù)據(jù)進行一系列操作的權限，并且禁止傳播這些權限。此外，這些被授權訪問機密數(shù)據(jù)的用戶應該與普通用戶一樣可以訪問公開數(shù)據(jù)，但是不能相互干擾。另一種情況是用戶可以訪問一組特定的機密數(shù)據(jù)，但是不能交叉訪問。此外，還有一種情況是用戶可以單獨訪問特定的機密數(shù)據(jù)集合，但是不能同時訪問全部機密數(shù)據(jù)。在企業(yè)的研發(fā)數(shù)據(jù)庫中，對不同項目的機密數(shù)據(jù)設置不同的訪問權限，只有參與相應項目的人員才能訪問相關數(shù)據(jù)，并且禁止將數(shù)據(jù)泄露給其他項目成員。
（九）多級保護
多級保護表示一個安全需求的集合?，F(xiàn)實世界中很多應用要求將數(shù)據(jù)劃分不同保密級別。在多級保護體系中，進一步的要求是研究如何賦予多數(shù)據(jù)項組成的集合一個恰當?shù)拿芗墶?shù)據(jù)的完整性和保密性是通過給予用戶權限來實現(xiàn)的，用戶只能訪問擁有的權限所對應級別的數(shù)據(jù)。政府部門的數(shù)據(jù)庫根據(jù)數(shù)據(jù)的敏感程度分為秘密、機密、絕密等不同級別，不同級別的數(shù)據(jù)只能由相應權限的人員訪問，確保數(shù)據(jù)的安全性。
（十）限界
限界的意義在于防止程序之間出現(xiàn)非授權的信息傳遞。信息傳遞出現(xiàn)在 “授權通道”“存儲通道” 和 “隱通道” 中。授權通道通過授權的操作提供輸出信息，例如編輯或編譯一個文件。存儲通道是存儲區(qū)，一個程序向其中存儲數(shù)據(jù)，而其他程序可以讀取。隱通道指的是使用系統(tǒng)中并非設計用來進行通信的資源在主體間通信的信道。通過限制程序的訪問權限和資源使用范圍，可以有效防止非授權的信息傳遞。對程序進行嚴格的沙箱隔離，使其只能在規(guī)定的范圍內(nèi)訪問數(shù)據(jù)和資源，避免通過隱通道泄露機密信息。
三、數(shù)據(jù)庫安全機制核心
（一）用戶身份認證
通過用戶名、密碼、生物識別等多種方式確認用戶身份。金融機構采用指紋識別和短信驗證碼雙重認證，確保用戶登錄安全，防止非法登錄竊取資金信息。
（二）存取控制
依據(jù)用戶權限控制對數(shù)據(jù)庫對象的訪問。在企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統(tǒng)中，財務人員只能訪問財務相關數(shù)據(jù)，限制訪問范圍，保護數(shù)據(jù)安全。
（三）數(shù)據(jù)庫加密
對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行加密處理，加密存儲和傳輸。電商數(shù)據(jù)庫對用戶支付信息加密，即使數(shù)據(jù)被竊取，攻擊者也難以獲取真實信息。
（四）數(shù)據(jù)審計
詳細記錄數(shù)據(jù)庫操作，實時監(jiān)測異常行為?；ヂ?lián)網(wǎng)廣告平臺審計廣告投放數(shù)據(jù)操作，及時發(fā)現(xiàn)惡意刷量等作弊行為，保障廣告投放效果和平臺信譽。
（五）推理控制
防止用戶從已知數(shù)據(jù)推導出敏感信息。在人口普查數(shù)據(jù)庫中，對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行處理，避免用戶從匯總數(shù)據(jù)推算出個人詳細信息。
數(shù)據(jù)庫安全是一個復雜而又關鍵的領域，需要我們充分認識到各種安全威脅，并采取全面、有效的安全對策。只有這樣，才能確保數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)安全可靠，為企業(yè)和組織的穩(wěn)定發(fā)展提供堅實保障。在未來，隨著技術的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)庫安全面臨的挑戰(zhàn)也會不斷變化，我們需要持續(xù)關注并不斷完善數(shù)據(jù)庫安全防護體系，以應對日益復雜的安全形勢。
文字來源：技進之路