Безопасность базы данных. Базовые средства защиты баз данных

5.1. Методы обеспечения безопасности

В современных СУБД поддерживается один из двух широко распространенных подходов к вопросу обеспечения безопасности данных, а именно избирательный подход или обязательный подход. В обоих подходах единицей данных или "объектом данных", для которых должна быть создана система безопасности, может быть как вся база данных целиком или какой-либо набор отношений, так и некоторое значение данных для заданного атрибута внутри некоторого кортежа в определенном отношении. Эти подходы отличаются следующими свойствами:

1. В случае избирательного управления некий пользователь обладает различными правами (привилегиями или полномочиями) при работе с разными объектами. Более того, разные пользователи обычно обладают и разными правами доступа к одному и тому же объекту. Поэтому избирательные схемы характеризуются значительной гибкостью.

2. В случае обязательного управления, наоборот, каждому объекту данных присваивается некоторый классификационный уровень, а каждый пользователь обладает некоторым уровнем допуска. Следовательно, при таком подходе доступом к опре­деленному объекту данных обладают только пользователи с соответствующим уровнем допуска. Поэтому обязательные схемы достаточно жестки и статичны.

Независимо от того, какие схемы используются – избирательные или обязательные, все решения относительно допуска пользователей к выполнению тех или иных операций принимаются на стратегическом, а не техническом уровне. Поэтому они находятся за пределами досягаемости самой СУБД, и все, что может в такой ситуации сделать СУБД, – это только привести в действие уже принятые ранее решения. Исходя из этого, можно отметить следующее:

Во-первых. Результаты стратегических решений должны быть известны системе (т.е. выполнены на основе утверждений, заданных с помощью некоторого подходящего языка) и сохраняться в ней (путем сохранения их в каталоге в виде правил безопасности, которые также называются полномочиями).

Во-вторых. Очевидно, должны быть некоторые средства регулирования запросов доступа по отношению к соответствующим правилам безопасности. (Здесь под "запросом, доступа" подразумевается комбинация запрашиваемой операции, запрашиваемого, объекта и запрашивающего пользователя.) Такая проверка выполняется подсистемой безопасности СУБД, которая также называется подсистемой полномочий.

В-третьих. Для того чтобы разобраться, какие правила безопасности к каким запросам доступа применяются, в системе должны быть предусмотрены способы опознания источника этого запроса, т.е. опознания запрашивающего пользователя. Поэтому в момент входа в систему от пользователя обычно требуется ввести не только его идентификатор (например, имя или должность), но также и пароль (чтобы подтвердить свои права на заявленные ранее идентификационные данные). Обычно предполагается, что пароль известен только системе и некоторым лицам с особыми правами.

В отношении последнего пункта стоит заметить, что разные пользователи могут обладать одним и тем же идентификатором некоторой группы. Таким образом, в системе могут поддерживаться группы пользователей и обеспечиваться одинаковые права доступа для пользователей одной группы, например для всех лиц из расчетного отдела. Кроме того, операции добавления отдельных пользователей в группу или их удаления из нее могут выполняться независимо от операции задания привилегий для этой группы. Обратите внимание, однако, что местом хранения информации о принадлежности к группе также является системный каталог (или, возможно, база данных).

Перечисленные выше методы управления доступом на самом деле являются частью более общей классификации уровней безопасности. Прежде всего в этих документах определяется четыре класса безопасности (security classes) – D, С, В и А. Среди них класс D наименее безопасный, класс С – более безопасный, чем класс D, и т.д. Класс D обеспечивает минимальную защиту, класс С – избирательную, класс В – обязательную, а класс А – проверенную защиту.

Избирательная защита. Класс С делится на два подкласса – С1 и С2 (где подкласс С1 менее безопасен, чем подкласс С2), которые поддерживают избирательное управление доступом в том смысле, что управление доступом осуществляется по усмотрению владельца данных.

Согласно требованиям класса С1 необходимо разделение данных и пользователя, т.е. наряду с поддержкой концепции взаимного доступа к данным здесь возможно также организовать раздельное использование данных пользователями.

Согласно требованиям класса С2 необходимо дополнительно организовать учет на основе процедур входа в систему, аудита и изоляции ресурсов.

Обязательная защита. Класс В содержит требования к методам обязательного управления доступом и делится на три подкласса – В1, В2 и В3 (где В1 является наименее, а В3 – наиболее безопасным подклассом).

Согласно требованиям класса В1 необходимо обеспечить "отмеченную защиту" (это значит, что каждый объект данных должен содержать отметку о его уровне классификации, например: секретно, для служебного пользования и т.д.), а также неформальное сообщение о действующей стратегии безопасности.

Согласно требованиям класса В2 необходимо дополнительно обеспечить формальное утверждение о действующей стратегии безопасности, а также обнаружить и исключить плохо защищенные каналы передачи информации.

Согласно требованиям класса В3 необходимо дополнительно обеспечить поддержку аудита и восстановления данных, а также назначение администратора режима безопасности.

Проверенная защита. Класс А является наиболее безопасным и согласно его требованиям необходимо математическое доказательство того, что данный метод обеспечения безопасности совместимый и адекватен заданной стратегии безопасности.

Хотя некоторые коммерческие СУБД обеспечивают обязательную защиту на уровне класса В1, обычно они обеспечивают избирательное управление на уровне класса С2.

5.2. Избирательное управление доступом

Избирательное управление доступом поддерживается многими СУБД. Избирательное управление доступом поддерживается в языке SQL.

В общем случае система безопасности таких СУБД базируется на трех компонентах:

1. Пользователи. СУБД выполняет любое действия с БД от имени какого-то пользователя. Каждому пользователю присваивается идентификатор – короткое имя, однозначно определяющее пользователя в СУБД. Для подтверждения того, что пользователь может работать с введенным идентификатором используется пароль. Таким образом, с помощью идентификатора и пароля производится идентификация и аутентификация пользователя. Большинство коммерческих СУБД позволяет объединять пользователей с одинаковыми привилегиями в группы – это позволяет упростить процесс администрирования.

2. Объекты БД. По стандарту SQL2 защищаемыми объектами в БД являются таблицы, представления, домены и определенные пользователем наборы символов. Большинство коммерческих СУБД расширяет список объектов, добавляя в него хранимые процедуры и др. объекты.

3. Привилегии. Привилегии показывают набор действий, которые возможно производить над тем или иным объектом. Например пользователь имеет привилегию для просмотра таблицы.

5.3. Обязательное управление доступом

Методы обязательного управления доступом применяются к базам данных, в которых данные имеют достаточно статичную или жесткую структуру, свойственную, например, правительственным или военным организациям. Как уже отмечалось, основная идея заключается в том, что каждый объект данных имеет некоторый уровень классификации, например: секретно, совершенно секретно, для служебного пользования и т.д., а каждый пользователь имеет уровень допуска с такими же градациями, что и в уровне классификации. Предполагается, что эти уровни образуют строгий иерархический порядок, например: совершенно секретно ® секретно ® для служебного пользования и т.д. Тогда на основе этих сведений можно сформулировать два очень простых правила безопасности:

1. пользователь имеет доступ к объекту, только если его уровень допуска больше или равен уровню классификации объекта.

2. пользователь может модифицировать объекту, только если его уровень допуска равен уровню классификации объекта.

Правило 1 достаточно очевидно, а правило 2 требует дополнительных разъяснений. Прежде всего следует отметить, что по-другому второе правило можно сформулировать так: любая информация, записанная некоторым пользователем, автоматически приобретает уровень, равный уровню классификации этого пользователя. Такое правило необходимо, например, для того, чтобы предотвратить запись секретных данных, выполняемую пользователем с уровнем допуска "секретно", в файл с меньшим уровнем классификации, что нарушает всю систему секретности.

В последнее время методы обязательного управления доступом получили широкое распространение. Требования к такому управлению доступом изложены в двух документах, которые неформально называются "оранжевой" книгой (Orange Book) и "розовой" книгой (Lavender Book). В "оранжевой" книге перечислен набор требований к безопасности для некой "надежной вычислительной базы" (Trusted Computing Base), а в "розовой" книге дается интерпретация этих требований для систем управления базами данных.

5.4. Шифрование данных

До сих пор в этой главе подразумевалось, что предполагаемый нелегальный пользователь пытается незаконно проникнуть в базу данных с помощью обычных средств доступа, имеющихся в системе. Теперь следует рассмотреть случай, когда такой пользователь пытается проникнуть в базу данных, минуя систему, т.е. физически перемещая часть базы данных или подключаясь к коммуникационному каналу. Наиболее эффективным методом борьбы с такими угрозами является шифрование данных, т.е. хранение и передача особо важных данных в зашифрованном виде.

Для обсуждения основных концепций кодирования данных следует ввести некоторые новые понятия. Исходные (незакодированные) данные называются открытым текстом. Открытый текст шифруется с помощью специального алгоритма шифрования. В качестве входных данных для такого алгоритма выступают открытый текст и ключ шифрования, а в качестве выходных – зашифрованная форма открытого текста, которая называется зашифрованным текстом. Если детали алгоритма шифрования могут быть опубликованы или, по крайней мере, могут не утаиваться, то ключ шифрования обязательно хранится в секрете. Именно зашифрованный текст, который непонятен тем, кто не обладает ключом шифрования, хранится в базе данных и передается по коммуникационному каналу.

5.5. Контрольный след выполняемых операций

Важно понимать, что не бывает неуязвимых систем безопасности, поскольку настойчивый потенциальный нарушитель всегда сможет найти способ преодоления всех систем контроля, особенно если за это будет предложено достаточно высокое вознаграждение. Поэтому при работе с очень важными данными или при выполнении критических операций возникает необходимость регистрации контрольного следа выполняемых операций. Если, например, противоречивость данных приводит к подозрению, что совершено несанкционированное вмешательство в базу данных, то контрольный след должен быть использован для прояснения ситуации и подтверждения того, что все процессы находятся под контролем. Если это не так, то контрольный след поможет, по крайней мере, обнаружить нарушителя.

Для сохранения контрольного следа обычно используется особый файл, в котором система автоматически записывает все выполненные пользователями операции при работе с обычной базой данных. Типичная запись в файле контрольного следа может содержать такую информацию:

2. терминал, с которого была вызвана операция;

3. пользователь, задавший операцию;

4. дата и время запуска операции;

5. вовлеченные в процесс исполнения операции базовые отношения, кортежи и атрибуты;

6. старые значения;

7. новые значения.

Как уже упоминалось ранее, даже констатация факта, что в данной системе поддерживается контрольное слежение, в некоторых случаях весьма существенна для предотвращения несанкционированного проникновения в систему.

5.6. Поддержка мер обеспечения безопасности в языке SQL

В действующем стандарте языка SQL предусматривается поддержка только избирательного управления доступом. Она основана на двух более или менее независимых частях SQL. Одна из них называется механизмом представлений, который (как говорилось выше) может быть использован для скрытия очень важных данных от несанкционированных пользователей. Другая называется подсистемой полномочий и наделяет одних пользователей правом избирательно и динамично задавать различные полномочия другим пользователям, а также отбирать такие полномочия в случае необходимости.

5.7. Директивы GRANT и REVOKE

Механизм представлений языка SQL позволяет различными способами разделить базу данных на части таким образом, чтобы некоторая информация была скрыта от пользователей, которые не имеют прав для доступа к ней. Однако этот режим задается не с помощью параметров операций, на основе которых санкционированные пользователи выполняют те или иные действия с заданной частью данных. Эта функция (как было показано выше) выполняется с помощью директивы GRANT.

Обратите внимание, что создателю любого объекта автоматически предоставляются все привилегии в отношении этого объекта.

Стандарт SQL1 определяет следующие привилегии для таблиц:

1. SELECT – позволяет считывать данные из таблицы или представления;

INSERT – позволяет вставлять новые записи в таблицу или представление;

UPDATE – позволяет модифицировать записи из таблицы или представления;

DELETE – позволяет удалять записи из таблицы или представления.

Стандарт SQL2 расширил список привилегий для таблиц и представлений:

1. INSERT для отдельных столбцов, подобно привилегии UPDATE;

2. REFERENCES – для поддержки внешнего ключа.

Помимо перечисленных выше добавлена привилегия USAGE – для других объектов базы данных.

Кроме того, большинство коммерческих СУБД поддерживает дополнительные привилегии, например:

1. ALTER – позволяет модифицировать структуру таблиц (DB2, Oracle);

2. EXECUTE – позволяет выполнять хранимые процедуры.

Создатель объекта также получает право предоставить привилегии доступа какому-нибудь другому пользователю с помощью оператора GRANT. Ниже приводится синтаксис утверждения GRANT:

GRANT {SELECT|INSERT|DELETE|(UPDATE столбец, …)}, …

ON таблица ТО {пользователь | PUBLIC}

Привилегии вставки (INSERT) и обновления (UPDATE) (но не привилегии выбора SELECT, что весьма странно) могут задаваться для специально заданных столбцов.

Если задана директива WITH GRANT OPTION, это значит, что указанные пользователи наделены особыми полномочиями для заданного объекта – правом предоставления полномочий. Это, в свою очередь, означает, что для работы с данным объектом они могут наделять полномочиями других пользователей

Например: предоставить пользователю Ivanov полномочия для осуществления выборки и модификации фамилий в таблице Students с правом предоставления полномочий.

GRANT SELECT, UPDATE StName

ON Students ТО Ivanov WITH GRANT OPTION

Если пользователь А наделяет некоторыми полномочиями другого пользователя В, то впоследствии он может отменить эти полномочия для пользователя В. Отмена полномочий выполняется с помощью директивы REVOKE с приведенным ниже синтаксисом.

REVOKE {{SELECT | INSERT | DELETE | UPDATE},…|ALL PRIVILEGES}

ON таблица,… FROM {пользователь | PUBLIC},… {CASCADE | RESTRICT}

Поскольку пользователь, с которого снимается привилегия, мог предоставить ее другому пользователю (если обладал правом предоставления полномочий), возможно возникновение ситуации покинутых привилегий. Основное предназначение параметров RESTRICT и CASCADE заключается в предотвращении ситуаций с возникновением покинутых привилегий. Благодаря заданию параметра RESTRICT не разрешается выполнять операцию отмены привилегии, если она приводит к появлению покинутой привилегии. Параметр CASCADE указывает на последовательную отмену всех привилегий, производных от данной.

Например: снять с пользователя Ivanov полномочия для осуществления модификации фамилий в таблице Students. Также снять эту привилегию со всех пользователей, которым она была предоставлена Ивановым.

ON Students FROM Ivanov CASCADE

При удалении домена, таблицы, столбца или представления автоматически будут удалены также и все привилегии в отношении этих объектов со стороны всех пользователей.

5.8. Представления и безопасность

Создавая представления, и давая пользователям разрешение на доступ к нему, а не к исходной таблице, можно тем самым ограничить доступ пользователя, разрешив его только к заданным столбцам или записям. Таким образом, представления позволяют осуществить полный контроль над тем, какие данные доступны тому или иному пользователю.

Заключение

Для минимизации риска потерь необходима реализация комплекса нормативных, организационных и технических защитных мер, в первую очередь: введение ролевого управления доступом, организация доступа пользователей по предъявлению цифрового сертификата, а в ближайшей перспективе – промышленное решение по выборочному шифрованию и применение алгоритмов ГОСТ для шифрования выбранных сегментов базы.

Для полного решения проблемы защиты данных администратор безопасности должен иметь возможность проводить мониторинг действий пользователей, в том числе с правами администратора. Поскольку штатная система аудита не имеет достаточных средств защиты, необходима независимая система, защищающая корпоративную сеть не только снаружи, но и изнутри. В будущем должны также появиться типовые методики комплексного решения задачи защиты баз данных для предприятий разного масштаба – от мелких до территориально распределенных.

Внутренняя операционная информация компании, персональные данные сотрудников, финансовая информация, информация о заказчиках и клиентах, интеллектуальная собственность, исследования рынка, анализ деятельности конкурентов, платежная информации - это сведения, которые чаще всего интересуют киберпреступников, и почти всегда они хранятся в корпоративных базах данных.

Значимость и ценность этой информации приводит к необходимости обеспечения защиты не только элементов инфраструктуры, но и самих баз данных. Попробуем комплексно рассмотреть и систематизировать вопросы безопасности различных систем управления базами данных (СУБД) в свете новых угроз, общих тенденций развития информационной безопасности и их возрастающей роли и разнообразия.

Почти все крупные производители СУБД ограничиваются развитием концепции конфиденциальности, целостности и доступности данных, а их действия направлены, в основном, на преодоление существующих и уже известных уязвимостей, реализацию основных моделей доступа и рассмотрение вопросов, специфичных для конкретной СУБД. Такой подход обеспечивает решение конкретных задач, но не способствует появлению общей концепции безопасности для такого класса ПО, как СУБД. Это значительно усложняет задачу по обеспечению безопасности хранилищ данных на предприятии.

История развития СУБД

Исторически развитие систем безопасности баз данных происходило как реакция на действия злоумышленников. Эти изменения также были обусловлены общим развитием баз данных от решений на мейнфреймах до облачных хранилищ.

Можно выделить следующие архитектурные подходы:

• полный доступ всех пользователей к серверу БД;
• разделение пользователей на доверенных и частично доверенных средствами СУБД;
• введение системы аудита (логов действий пользователей) средствами СУБД;
• введение шифрования данных; вынос средств аутентификации за пределы СУБД в операционные системы и промежуточное ПО; отказ от полностью доверенного администратора данных.

Введение средств защиты как реакции на угрозы не обеспечивает защиту от новых способов атак и формирует разрозненное представление о самой проблеме обеспечения безопасности.

С учетом таких эволюционных особенностей появилось и существует большое количество разнородных средств обеспечения безопасности, что в итоге привело к отсутствию понимание комплексной безопасности данных. Отсутствует общий подход к безопасности хранилищ данных. Усложняется и прогнозирование будущих атак, а также разработка защитных механизмов. Более того, для многих систем сохраняется актуальность уже давно известных атак, усложняется подготовка специалистов по безопасности.

Современные проблемы обеспечения безопасности БД

Список основных уязвимостей СУБД не претерпел существенных изменений за последние годы. Проанализировав средства обеспечения безопасности СУБД, архитектуру БД, известные уязвимости и инциденты безопасности, можно выделить следующие причины возникновения такой ситуации:

• проблемами безопасности серьезно занимаются только крупные производители;
• программисты баз данных, прикладные программисты и администраторы не уделяют должного внимания вопросам безопасности;
• разные масштабы и виды хранимых данных требуют разных подходов к безопасности;
• различные СУБД используют разные языковые конструкции для доступа к данным, организованным на основе одной и той же модели;
• появляются новые виды и модели хранения данных.

Многие уязвимости сохраняют актуальность за счет невнимания или незнания администраторами систем баз данных вопросов безопасности. Например, простые SQL-инъек­ции широко эксплуатируются сегодня в отношении различных web-приложений, в которых не уделяется достаточного внимания входным данным запросов.

Применение различных средств обеспечения информационной безо­пасности является для организации компромиссом в финансовом плане: внедрение более защищенных продуктов и подбор более квалифицированного персонала требуют больших затрат. Компоненты безопасности зачастую могут негативно влиять на производительность СУБД.

Эти проблемы усугубляются с появлением и широким распространением нереляционных СУБД, оперирующих другой моделью данных, однако построенных по тем же принципам, что и реляционные. Многообразие современных NoSQL-решений приводит к разнообразию применяемых моделей данных и размывает границу понятия БД.

Следствием этих проблем и отсутствия единых методик является нынешняя ситуация с безопасностью . В большинстве NoSQL-систем отсутствуют не только общепринятые механизмы безопасности вроде шифрования, поддержки целостности и аудита данных, но даже развитые средства аутентификации пользователей.

Особенности защиты БД

Хранилища данных включает в себя два компонента: хранимые данные (собственно БД) и программы управления (СУБД).

Обеспечение безопасности хранимой информации, в частности, невозможно без обеспечения безопасного управления данными. Исходя из этого, все уязвимости и вопросы безопасности СУБД можно разделить на две категории: зависящие от данных и не зависящие от данных.

Уязвимости, независящие от данных, являются характерными и для всех прочих видов ПО. Их причиной, например, может стать несвоевременное обновление ПО, наличие неиспользуемых функций или недостаточная квалификация администраторов ПО.

Большинство аспектов безопасности СУБД является именно зависящими от данных. В то же время многие уязвимости являются косвенно зависимыми от данных. Например, большинство СУБД поддерживают запросы к данным с использованием некоторого языка запросов, содержащего наборы доступных пользователю функций (которые, в свою очередь, тоже можно считать операторами запросного языка) или произвольные функции на языке программирования.

Архитектура применяемых языков, по крайней мере, то, что касается специализированных языков и наборов функций, напрямую связана с моделью данных, применяемой для хранения информации. Таким образом, модель определяет особенности языка, и наличие в нем тех или иных уязвимостей. Причем такие уязвимости, например, как инъекция, выполняются по-разному (sql-инъекция, java-инъек­ция) в зависимости от синтаксиса языка.

Требования к безопасности БД

На основании разделения уязвимостей можно выделить зависящие и независящие от данных меры обеспечения безопасности хранилищ информации.

Не зависящими от данных мож­но назвать следующие требования к безопасной системе БД:

• Функционирование в доверенной среде.

Под доверенной средой следует понимать инфраструктуру предприятия и ее защитные механизмы, обусловленные политиками безопасности. Таким образом, речь идет о функционировании СУБД в соответствии с правилами безопасности, применяемыми и ко всем прочим системам предприятия.

• Организация физической безопасности файлов данных.

Требования к физической безопасности файлов данных СУБД в целом не отличаются от требований, применяемых к любым другим файлам пользователей и приложений.

• Организация безопасной и актуальной настройки СУБД.

Данное требование включает в себя общие задачи обеспечения безопасности, такие как своевременная установка обновлений, отключение неиспользуемых функций или применение эффективной политики паролей.

Следующие требования можно назвать зависящими от данных :

• Безопасность пользовательского ПО.

Сюда можно отнести задачи построения безопасных интерфейсов и механизмов доступа к данным.

• Безопасная организация и работа с данными.

Вопрос организации данных и управления ими является ключевым в системах хранения информации. В эту область входят задачи организации данных с контролем целостности и другие, специфичные для СУБД проблемы безо­пасности. Фактически эта задача включает в себя основной объем зависящих от данных уязвимостей и защиты от них.

Основные аспекты создания защищенных БД

Для решения обозначенных проблем обеспечения информационной безопасности СУБД необходимо перейти от метода закрытия уязвимостей к комплексному подходу обеспечения безопасности хранилищ информации. Основными этапами этого перехода, должны стать следующие положения.

• Разработка комплексных методик обеспечения безопасности хранилищ данных на предприятии.

Создание комплексных методик позволит применять их при разработке и внедрении хранилищ данных и пользовательского ПО. Следование комплексной методике позволит избежать многих ошибок управления СУБД и защититься от наиболее распространенных на сегодняшний день уязвимостей.

• Оценка и классификация угроз и уязвимостей СУБД.

Классификация угроз и уязвимостей СУБД позволит упорядочить их для последующего анализа и защиты, даст возможность специалистам по безопасности установить зависимость между уязвимостями и причинами их возникновения. В результате при введении конкретного механизма в СУБД, у администраторов и разработчиков появится возможность установить и спрогнозировать связанные с ним угрозы и заранее подготовить соответствующие средства обеспечения безопасности.

• Разработка стандартных механизмов обеспечения безопасности.

Стандартизация подходов и языков работы с данными позволит создать средства обеспечения безопасности, применимые к разным СУБД. В данный момент они могут быть лишь методическими или теоретическими, так как, к сожалению, появление готовых комплексных программных средств защиты во многом зависит от производителей и разработчиков СУБД и их желания создавать и следовать стандартам.

Об авторе

Максим Советкин окончил механико-математический факультет Белорусского государственного университета, работает в Itransition уже более семи лет. Сегодня он - ведущий системный инженер, отвечает за проектирование, развитие и поддержку корпоративной ИТ-инфраструктуры.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Частное учреждение образовательная организация высшего образования

"Омская гуманитарная академия"

Кафедра Информатики, математики и естественнонаучных дисциплин

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: Безопасность базы данных

по учебной дисциплине: Базы данных

Выполнила: Нургалиева Шынар Алтайбековна

Введение

1. Хищение информации из базы данных

1.1 Управление доступом в базах данных

1.2 Управление целостностью данных

1.3 Управление параллелизмом

1.4 Восстановление данных

1.5 Транзакция и восстановление

1.6 Откат и раскрутка транзакции

2. Безопасность баз данных

2.1 Планирование баз данных

2.2 Подключение к базе данных

2.3 Хранилище зашифрованных данных

2.4 Внедрение в SQL

2.5 Техника защиты

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

Постоянные предложения приобрести различные (в большинстве своем ведомственные) базы данных свидетельствуют о том, что продажа конфиденциальных сведений о гражданах и юридических лицах стала отдельным видом бизнеса. Если появление очередной опубликованной базы для граждан является просто еще одним малоприятным фактом обнародования сведений об их частной жизни, то на некоторых предприятиях это может отрицательно повлиять на бизнес. Например, для оператора сотовой связи распространение базы биллинга может обернуться существенным оттоком абонентов к более «надежному» оператору-конкуренту. Поэтому оператору подчас экономически более выгодно найти «производителя», подготовившего украденную базу к продаже, и выкупить весь тираж. Но проблема перекрытия возможных утечек при этом остается весьма актуальной.

Защита баз данных является одной из самых сложных задач, стоящих перед подразделениями, отвечающими за обеспечение информационной безопасности. С одной стороны, для работы с базой необходимо предоставлять доступ к данным всем сотрудникам, кто по долгу службы должен осуществлять сбор, обработку, хранение и передачу конфиденциальных данных. С другой стороны, укрупнение баз данных далеко не всегда имеет централизованную архитектуру, в связи с чем действия нарушителей становятся все более изощренными. При этом четкой и ясной методики комплексного решения задачи защиты баз данных, которую можно было бы применять во всех случаях, не существует, в каждой конкретной ситуации приходится находить индивидуальный подход.

Классический взгляд на решение данной задачи включает обследование предприятия с целью выявления таких угроз, как хищения, утрата, уничтожение, модификация, отказ от подлинности. На втором этапе следует составление математических моделей основных информационных потоков и возможных нарушений, моделирование типовых действий злоумышленников; на третьем - выработка комплексных мер по пресечению и предупреждению возможных угроз с помощью правовых, организационно-административных и технических мер защиты. Однако разнообразие деятельности предприятий, структуры бизнеса, информационных сетей и потоков информации, прикладных систем и способов организации доступа к ним и т. д. не позволяет создать универсальную методику решения.

Долгое время защита баз данных ассоциировалась с защитой локальной сети предприятия от внешних атак хакеров, борьбой с вирусами и т. п. Последние аналитические отчеты консалтинговых компаний выявили другие, более важные направления защиты информационных ресурсов компаний. Исследования убедительно показали, что от утечки информации со стороны персонала и злонамеренных действий «всесильных» администраторов баз данных не спасают ни межсетевые экраны, ни VPN, ни даже «навороченные» системы обнаружения атак и анализа защищенности. Неавторизованный доступ к данным и кража конфиденциальной информации являются главными составляющими потерь предприятий после ущерба, наносимого вирусами.

Один из основных выводов отчета CSI/FBI - значительно возросший ущерб от такой угрозы, как кража конфиденциальных данных. Каждая американская компания в среднем потеряла 355,5 тыс. долл. только из-за утечек конфиденциальных данных за прошедшие 12 месяцев. Средний размер потерь от действий инсайдеров составил 300 тыс. долл. (максимальный - 1,5 млн долл.). Решение вопросов персонифицированного доступа к конфиденциальным данным позволяет выявлять злоумышленника с помощью информации, неопровержимо доказывающей его вину. Это, в свою очередь, невозможно без применения самых современных способов аутентификации и управления доступом.

Целью данной курсовой работы является рассмотрения вопроса о безопасности баз данных.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Возможность избежания несанкционированного доступа к базе данных.

2. Хранение зашифрованных данных.

3. Техника защиты баз данных.

информационный база управление безопасность

1 . Хищение информации из баз данных

1.1 Управление доступом в базах данных

Сформулировать основные причины несанкционированного доступа к данным и поставленного в ряде случаев на промышленные рельсы сбыта баз данных, содержащих персональные данные абонентов, партнеров или сотрудников и коммерческие тайны компаний.

Итак, имеются следующие исходные данные:

Многие не догадываются о том, что их базы данных крадут;

Кража и причиненный ущерб имеют латентный характер;

Если факт кражи данных установлен, большинство компаний замалчивают причиненный ущерб. Одна из причин этого - отсутствие реальных механизмов сбора доказательной базы по факту кражи конкретным пользователем ресурсов;

Технологии, позволяющие строго персонифицировать действия пользователей и разграничить их права, неизвестны большинству руководителей;

Возможность защиты данных от системных администраторов также малоизвестна, руководители предпочитают считать их наиболее лояльными сотрудниками;

Бюджеты на информационную безопасность, как правило, невелики. Это не позволяет решить проблему комплексно (введение штатных единиц, отвечающих за информационную безопасность.

Основные требования по безопасности данных, предъявляемые к БД и СУБД, во многом совпадают с требованиями, предъявляемыми к безопасности данных в компьютерных системах - контроль доступа, криптозащита, проверка целостности, протоколирование и т.д.

Под управлением целостностью в БД понимается защита данных в БД от неверных (в отличие от несанкционированных) изменений и разрушений. Поддержание целостности БД состоит в том, чтобы обеспечить в каждый момент времени корректность (правильность) как самих значений всех элементов данных, так и взаимосвязей между элементами данных в БД. С поддержанием целостности связаны следующие основные требования .

Обеспечение достоверности.В каждый элемент данных информация заносится точно в соответствии с описанием этого элемента.Должны быть предусмотрены механизмы обеспечения устойчивости элементов данных и их логических взаимосвязей к ошибкам или неквалифицированным действиям пользователей.

Управление параллелизмом.Нарушение целостности БД может возникнуть при одновременном выполнении операций над данными, каждая из которых в отдельности не нарушает целостности БД. Поэтому должны быть предусмотрены механизмы управления данными, обеспечивающие поддержание целостности БД при одновременном выполнении нескольких операций.

Восстановление. Хранимые в БД данные должны быть устойчивы по отношению к неблагоприятным физическим воздействиям (аппаратные ошибки, сбои питания и т.п.) и ошибкам в программном обеспечении. Поэтому должны быть предусмотрены механизмы восстановления за предельно короткое время того состояния БД, которое было перед появлением неисправности .

Вопросы управления доступом и поддержания целостности БД тесно соприкасаются между собой, и во многих случаях для их решения используются одни и те же механизмы. Различие между этими аспектами обеспечения безопасности данных в БД состоит в том, что управление доступом связано с предотвращением преднамеренного разрушения БД, а управление целостностью - с предотвращением непреднамеренного внесения ошибки.

Большинство систем БД представляют собой средство единого централизованного хранения данных. Это значительно сокращает избыточность данных, упрощает доступ к данным и позволяет более эффективно защищать данные. Однако, в технологии БД возникает ряд проблем, связанных, например, с тем, что различные пользователи должны иметь доступ к одним данным и не иметь доступа к другим. Поэтому, не используя специальные средства и методы, обеспечить надежное разделение доступа в БД практически невозможно.

Большинство современных СУБД имеют встроенные средства, позволяющие администратору системы определять права пользователей по доступу к различным частям БД, вплоть до конкретного элемента. При этом имеется возможность не только предоставить доступ тому или иному пользователю, но и указать разрешенный тип доступа: что именно может делать конкретный пользователь с конкретными данными (читать, модифицировать, удалять и т. п.), вплоть до реорганизации всей БД Таблицы (списки) управления доступом широко используются в компьютерных системах, например, в ОС для управления доступом к файлам.Особенность использования этого средства для защиты БД состоит в том, что в качестве объектов защиты выступают не только отдельные файлы (области в сетевых БД, отношения в реляционных БД), но и другие структурные элементы БД: элемент, поле, запись, набор данных .

1.2 Управление целостностью данных

Нарушение целостности данных может быть вызвано рядом причин:

Сбои оборудования, физические воздействия или стихийные бедствия;

Ошибки санкционированных пользователей или умышленные действия несанкционированных пользователей;

Программные ошибки СУБД или ОС;

Ошибки в прикладных программах;

Совместное выполнение конфликтных запросов пользователей и др.

Нарушение целостности данных возможно и в хорошо отлаженных системах. Поэтому важно не только не допустить нарушения целостности, но и своевременно обнаружить факт нарушения целостности и оперативно восстановить целостность после нарушения.

1.3 Управление параллелизмом

Поддержание целостности на основе приведенных выше ограничений целостности представляет собой достаточно сложную проблему в системе БД даже с одним пользователем. В системах, ориентированных на многопользовательский режим работы, возникает целый ряд новых проблем, связанных с параллельным выполнением конфликтующих запросов пользователей. Прежде, чем рассмотреть механизмы защиты БД от ошибок, возникающих в случае конфликта пользовательских запросов, раскроем ряд понятий, связанных с управлением параллелизмом.

Важнейшим средством механизма защиты целостности БД выступает объединение совокупности операций, в результате которых БД из одного целостного состояния переходит в другое целостное состояние, в один логический элемент работы, называемый транзакцией. Суть механизма транзакций состоит в том, что до завершения транзакции все манипуляции с данными проводятся вне БД, а занесение реальных изменений в БД производится лишь после нормального завершения транзакции.

С точки зрения безопасности данных такой механизм отображения изменений в БД очень существенен. Если транзакция была прервана, то специальные встроенные средства СУБД осуществляют так называемый откат - возврат БД в состояние, предшествующее началу выполнения транзакции (на самом деле откат обычно заключается просто в невыполнении изменений, обусловленных ходом транзакции, в физической БД) . Если выполнение одной транзакции не нарушает целостности БД, то в результате одновременного выполнения нескольких транзакций целостность БД может быть нарушена. Чтобы избежать подобного рода ошибок, СУБД должна поддерживать механизмы, обеспечивающие захват транзакциями модифицируемых элементов данных до момента завершения модификации так называемые блокировки. При этом гарантируется, что никто не получит доступа к модифицируемому элементу данных, пока транзакция не освободит его. Применение механизма блокировок приводит к новым проблемам управления параллелизмом, в частности, к возникновению ситуаций клинча двух транзакций. Причем, если некоторая транзакция пытается блокировать объект, который уже блокирован другой транзакцией, то ей придется ждать, пока не будет снята блокировка объекта транзакцией, установившей эту блокировку. Иными словами, блокировку объекта может выполнять только одна транзакция .

1.4 Восстановление данных

Восстановление данных - процесс получения доступа к файлам, записанным на том или ином носителе информации, которые стали недоступными вследствие программного сбоя, выхода носителя из строя или ошибочных действий пользователя. Возможность восстановления данных при помощи специальных программ существует в том случае, если они не были перезаписаны другой информацией. Также во многом успех зависит от сохранности структуры файловой системы и работоспособности носителя вообще.

Как известно, данные на любом современном носителе информации на самом низком уровне хранятся в виде битовых последовательности нулей и единичек. То есть, в виде намагниченных/заряженных секторов (1) или их отсутствия (0).

Однако, Windows и прочие операционные системы для ускорения и упрощения доступа к данным работают на более высоких уровнях с использованием различных файловых систем. Файловая система представляет собой программную прослойку для эффективного взаимодействия ОС с информацией на физическом носителе. Она состоит из двух частей: системной области и области данных. Системная область хранит в себе загрузочный сектор (отвечает за возможность загрузки с носителя и его корректное распознавание), а также ряд секторов, хранящих индексные таблицы файлов и иную служебную информацию.

Вся информация физически хранится в области данных, однако, ведомости о файлах находятся в системной области. Механизм такой организации работы выглядит следующим образом: при подключении носителя к компьютеру система не сканирует весь диск на наличие файлов, а быстро считывает данные о них из системной области. Так же ОС взаимодействует с носителем, например, при удалении данных: физически файлы не уничтожаются, а удаляются лишь ссылки на них в файловой таблице. Это даёт системе основания считать "освободившиеся" кластеры носителя пустыми и пригодными для дальнейшей перезаписи. Таким образом, первый случай, когда восстановление данных возможно - исчезновение ссылки на файл в файловой таблице при условии, что файл не был перезаписан иными данными. Второй распространённый случай - форматирование носителя. Существует три типа форматирования:

Быстрое форматирование - стирается только файловая таблица, но не затрагивается область данных. При таком форматировании шансы на восстановления весьма высоки (при условии, что на отформатированную флешку ничего больше не записывалось).

Полное форматирование - стирается и системная область, и область данных. Этот тип форматирования предусматривает полную очистку носителя, однако, для ускорения процесса стирается область данных не полностью, а фрагментами. Это даёт (пусть и небольшой) шанс на восстановление нужных файлов.

Низкоуровневое форматирование - все секторы носителя информации заполняются нулями. После такого форматирования восстановить что-либо практически нереально, поскольку все данные уничтожаются полностью. В Windows штатно отсутствует возможность низкоуровневого форматирования, поэтому даже после полной очистки диска её средствами восстановление данных теоретически возможно! Аналогично можно попробовать восстановить информацию при сбоях файловых систем, которыми часто "грешат" флешки. При таких сбоях обычно частично или полностью уничтожается системная область и флешка требует форматирования:

Как уже отмечалось, возникновение сбоев в аппаратном или программном обеспечении может вызвать необходимость восстановления и быстрого возвращения в состояние, по возможности близкое к тому, которое было перед возникновением сбоя (ошибки). К числу причин, вызывающих необходимость восстановления, зачастую относится и возникновение тупиковой ситуации.

Можно выделить три основных уровня восстановления:

Оперативное восстановление, которое характеризуется возможностью восстановления на уровне отдельных транзакций при ненормальном окончании ситуации манипулирования данными (например, при ошибке в программе).

Промежуточное восстановление.Если возникают аномалии в работе системы (системно-программные ошибки, сбои программного обеспечения, не связанные с разрушением БД), то требуется восстановить состояние всех выполняемых на момент возникновения сбоя транзакций.

Длительное восстановление. При разрушении БД в результате дефекта на диске восстановление осуществляется с помощью копии БД. Затем воспроизводят результаты выполненных с момента снятия копии транзакций и возвращают систему в состояние на момент разрушения .

1.5 Транзакция и восстановление

Прекращение выполнения транзакции вследствие появления сбоя нарушает целостность БД. Если результаты такого выполнения транзакции потеряны, то имеется возможность их воспроизведения на момент возникновения сбоя. Таким образом, понятие транзакции играет важную роль при восстановлении. Для восстановления целостности БД транзакции должны удовлетворять следующим требованиям:

Необходимо, чтобы транзакция или выполнялась полностью, или не выполнялась совсем;

Необходимо, чтобы транзакция допускала возможность возврата в первоначальное состояние, причем, для обеспечения независимого возврата транзакции в начальное состояние монопольную блокировку необходимо осуществлять до момента завершения изменения всех объектов;

Необходимо иметь возможность воспроизведения процесса выполнения транзакции, причем, для обеспечения этого требования, совместную блокировку необходимо осуществлять до момента завершения просмотра данных всеми транзакциями.

В процессе выполнения любой транзакции наступает момент ее завершения. При этом все вычисления, сделанные транзакцией в ее рабочей области, должны быть закончены, копия результатов ее выполнения должна быть записана в системный журнал. Подобные действия называют операцией фиксации. При появлении сбоя целесообразнее осуществлять возврат не в начало транзакции, а в некоторое промежуточное положение. Точку, куда происходит такой возврат, называют точкой фиксации (контрольной точкой). Пользователь может установить в процессе выполнения транзакции произвольное количество таких точек. Если в ходе выполнения транзакции достигается точка фиксации, то СУБД автоматически осуществляет указанную выше операцию .

1.6 Откат и раскрутка транзакции

Основным средством, используемым при восстановлении, является системный журнал, в котором регистрируются все изменения, вносимые в БД каждой транзакцией. Возврат транзакции в начальное состояние состоит в аннулировании всех изменений, которые осуществлены в процессе выполнения транзакции. Такую операцию называют откатом. Для воспроизведения результатов выполнения транзакции можно, используя системный журнал, восстановить значения проведенных изменений в порядке их возникновения, либо выполнить транзакцию повторно. Воспроизведение результатов выполнения транзакции с использованием системного журнала называется раскруткой. Раскрутка является достаточно сложной, но необходимой операцией механизмов восстановления современных БД

2 . Безопасность баз данных

2.1 Планирование баз данных

Сегодня базы данных - основная составляющая практически любых приложений, основанных на Web, которая дает возможность предоставления разнообразного динамического содержимого. Поскольку в таких базах данным может храниться весьма важная и секретная информация, нужно позаботиться и об их защите. Архитектура, используемая при создании Web-страниц с помощью PL/SQL WebToolkit, на удивление проста, как показано на рис.1 (см. Приложение А).

Для получения или сохранения информации в базе данных, к ней нужно подключиться, послать запрос, обработать ответ и закрыть подключение. Сегодня для всего этого обычно используется структурированный язык запросов (Structured Query Language, SQL). Давайте посмотрим, как злоумышленник может поступить с SQL-запросом .

Как известно, PHP не может сам защитить базу данных. Следующие разделы являются введением в основы доступа и использования баз данных в скриптах на PHP.

Помните простое правило: защита строится "вглубь". Чем больше мест вы защитите и чем больше действий предпримете для защиты базы данных, тем меньше вероятность успеха у злоумышленника на извлечение и использование хранимой в ней секретной информации. Все опасные места устраняются правильной разработкой структуры базы данных и использующего ее приложения.

Первый шаг всегда - собственно создание базы данных, за исключением случаев использования чужих баз. Когда создается база данных, ей назначается владелец, который и вызвал команду создания. Обычно только один владелец ("суперпользователь") может делать что угодно с объектами внутри этой базы данных и для того, чтобы позволить другим пользователям использовать ее, им должны быть назначены права доступа.

Приложения никогда не должны подключаться к базе данных в роли ее владельца или "суперпользователя", поскольку в этом случае пользователи могут произвести любые действия вроде модификации схемы (к примеру, удаления таблиц) или удаления всего ее содержимого.

Можно создать различных пользователей баз данных для каждого необходимого действия приложений, очень сильно ограничивая доступ последних к объектам базы данных. Требуемые права должны назначаться однократно, их использования в других местах приложения нужно избегать. Это значит, что если злоумышленник получит доступ с использованием той или иной учетной записи, он сможет получить лишь тот доступ, которым обладала использованная часть программы.

В приложения лучше не вводить всю логику работы с базами данных. Это можно сделать и в самой базе данных с использованием флагов, представлений, правил и встроенных процедур. В случае развития и расширения системы встроенные процедуры могут быть изменены для автоматической обработки новых полей, а флаги предоставят дополнительные возможности для отладки транзакций.

2.2 Подключение к базе данных

Можно устанавливать подключения с помощью SSL для шифрования соединений клиент-сервер, что дает повышенную безопасность. А можно использовать ssh для шифрования сетевых соединений между клиентами и сервером баз данных. Любой из этих способов сильно усложняет отслеживание и получение информации из сетевого траффика.

2.3 Хранение зашифрованных данных

SSL/SSH защищает данные только по пути от клиента к серверу, но не данные, хранимые в базе данных. SSL - лишь сетевой протокол.

Когда злоумышленник получает доступ к вашей базе данных в обход Web-сервера, хранимые важные данные могут быть получены и использованы, за исключением случая, когда информация защищена в самой базе данных. Шифрование - весьма хороший прием в этом случае, но такой способ поддерживают ныне лишь очень немногие системы управления базами данных.

Самый легкий путь в этом случае - создать свою собственную систему шифрования, а затем использовать ее в скриптах на PHP. PHP способствует такому подходу благодаря наличию специфичных раширений, таких, как Mcrypt и Mhash, охватывающих большой ряд алгоритмов шифрования. Программа шифрует сохраняемые данные и расшифровывает получаемые. Для детального описания схем шифрования смотрите ссылки .

В случае скрытых данных, где не требуется их исходный вид (к примеру, для отображения), можно использовать хеширование. Известным примером хеширования является сохранение в базе данных хеша MD5 от пароля вместо самого пароля. Для подробного описания смотрите crypt() и md5().

Пример: Использование хешированных паролей

// сохраняем хеш от пароля

$query = sprintf("INSERT INTO users(name,pwd) VALUES("%s","%s");",

// проверяем корректность введенного пользователем пароля

$query = sprintf("SELECT 1 FROM users WHERE name="%s" AND pwd="%s";",

addslashes($username), md5($password));

$result = pg_exec($connection, $query);

if (pg_numrows($result) > 0) {

echo "Добро пожаловать, $username!";

echo "Введен неверный пароль для $username.";

2.4 Внедрение в SQL

Многие разработчики Web-приложений считают запросы SQL не стоящими, внимания не зная о том, что их может использовать злоумышленник. Это означает, что запросы SQL могут быть использованы для обхода систем защиты, аутентификации и авторизации, а также иногда могут быть использованы для получения доступа к командам уровня операционной системы.

Внедрение в команды SQL - техника, при которой злоумышленник создает или изменяет команды SQL для получения доступа к скрытым данным, для изменения существующих и даже для выполнения команд уровня операционной системы. Это достигается в том случае, если программа использует введенные данные в комбинации со статическими параметрами для создания запроса SQL. Следующие примеры, к сожалению, основаны на реально произошедших случаях:

При недостаточной проверке вводимых данных и соединении с базой данных на правах суперпользователя злоумышленник может создать нового суперпользователя в базе данных.

Пример: Разделение результата запроса по страницам и... создание суперпользователей (PostgreSQL и MySQL)

$offset = argv; // внимание! нет проверки данных!

// в PostgreSQL

$result = pg_exec($conn, $query);

$result = mysql_query($query);

Обычно пользователи используют кнопочки "следующая" и "предыдущая", где $offset внедрен в URL. Программа считает, что $offset - число. Однако, кто-нибудь может попытаться внедриться путем добавления urlencode()-кодированных данных в URL

// в случае PostgreSQL

insert into pg_shadow(usename,usesysid,usesuper,usecatupd,passwd)

select "crack", usesysid, "t","t","crack"

from pg_shadow where usename="postgres";

// в случае MySQL

UPDATE user SET Password=PASSWORD("crack") WHERE user="root";

FLUSH PRIVILEGES;

Если это случится, программа предоставит ему доступ суперпользователя. Заметим, что 0; служит для того, чтобы задать корректное смещение для исходного запроса и завершить его.

Обычная практика - заставить транслятор SQL проигнорировать остаток запроса разработчика с помощью обозначения начала коментария SQL --.

Существует путь получения паролей через ваши страницы поиска. Все, что нужно злоумышленнику - это одна не обработанная должным образом переменная, используемая в SQL-запросе. Использоваться могут команды WHERE, ORDER BY, LIMIT и OFFSET запроса SELECT. Если ваша база данных поддерживает конструкцию UNION, злоумышленник может добавить к исходному запросу еще один - для получения паролей. В этом случае поможет хранение зашифрованных паролей .

Пример: Вывод статей... и паролей (любой сервер баз данных)

$query = "SELECT id, name, inserted, size FROM products

WHERE size = "$size"

ORDER BY $order LIMIT $limit, $offset;";

$result = odbc_exec($conn, $query);

Статическая часть запроса может быть совмещена с другим запросом SELECT, который выведет все пароли:

union select "1", concat(uname||"-"||passwd) as name, "1971-01-01", "0" from usertable;

Если подобный запрос (использующий " и --) будет задан в одной из переменных, используемых $query, то атака будет успешной.

Запросы SQL "UPDATE" также могут быть использованы для атаки на базу данных. Эти запросы также подвержены опасности "обрезки" и добавления новых запросов. Но здесь злоумышленник работает с командой SET. В этом случае необходимо знание некоторой информации о структуре базы данных для удачной модификации запроса. Такая информация может быть получена путем изучения названий переменных форм или просто подбором. В конце концов, не так уж и много имен придумано для полей пользователей и паролей.

Пример: От сброса пароля до получения привилегий... (любой сервер баз данных)

$query = "UPDATE usertable SET pwd="$pwd" WHERE uid="$uid";";

Злоумышленник посылает значение " or uid like"%admin%"; --, в переменную $uid для изменения пароля администратора или просто устанавливает $pwd в "hehehe", admin="yes", trusted=100 " (с завершающим пробелом) для получения прав. Запрос будет искажен так:

// $uid == " or uid like"%admin%"; --

$query = "UPDATE usertable SET pwd="..." WHERE uid="" or uid like "%admin%"; --";

// $pwd == "hehehe", admin="yes", trusted=100 "

$query = "UPDATE usertable SET pwd="hehehe", admin="yes", trusted=100 WHERE ...;"

А вот пример того, как на некоторых серверах баз данных могут быть выполнены команды уровня операционной системы:

Пример: Атака на операционную систему сервера баз данных (сервер MSSQL)

$query = "SELECT * FROM products WHERE id LIKE "%$prod%"";

Если злоумышленник пошлет значение a%" exec master..xp_cmdshell "net user test testpass /ADD" -- в $prod, то $query будет выглядеть так:

$query = "SELECT * FROM products

WHERE id LIKE "%a%"

exec master..xp_cmdshell "net user test testpass /ADD"--";

$result = mssql_query($query);

Сервер MSSQL выполняет все команды SQL, включая команду добавления нового пользователя в локальную базу данных пользователей. Если это приложение было запущено, как sa и служба MSSQLSERVER имеет достаточно прав, злоумышленник будет иметь учетную запись для доступа к этой машине.

Некоторые из вышеперечисленных примеров привязаны к конкретному серверу баз данных. Но это вовсе не означает, что подобная атака невозможна на другое программное обеспечение. Ваш сервер баз данных тоже так или иначе будет уязвим для непредвиденных атак .

2.5 Техника защиты

В большинстве примеров видно, что для атаки злоумышленник должен обладать некоторой информацией. Все верно, но никогда заранее не известно, какими путями уйдет данная информация. Если это все-таки случится, база данных становится незащищенной. Если вы используете свободно распространяемый пакет управления базами данных, который принадлежит какой-нибудь системе управления содержимым или форуму, злоумышленник легко получит копию данной части вашей программы. Это также может представлять "дыру" в безопасности.

Большинство атак построены на использовании кода, который писался без учета соображений безопасности. Никогда не доверяйте введенным данным, особенно если они идут с клиентской стороны, пусть даже и из поля отметки, скрытого поля или записи cookie. Первый пример показывает, к чему может привести подмена этих данных.

Никогда не соединяйтесь с базой данных в роли суперпользователя или владельца. Всегда используйте специальных пользователей с минимумом прав.

Проверяйте ввод на совпадение типа данных с требуемым. PHP включает в себя большое количество проверочных функций, от самых простейших из разделов "Функции для работы с переменными" и "Функции обработки символьного типа", (к примеру is_numeric() и ctype_digit() соответственно) до регулярных выражений Perl ("Регулярные выражения, совместимые с Perl").

Если программа ожидает число, проверяйте данные с помощью is_numeric(), или просто изменяйте тип с помощью settype(), или даже используйте численное представление, выданное sprintf().

Пример: Более безопасная разбивка на страницы

settype($offset, "integer");

$query = "SELECT id, name FROM products ORDER BY name LIMIT 20 OFFSET $offset;";

// отметим %d в строке форматирования, использование %s бесполезно

$query = sprintf("SELECT id, name FROM products ORDER BY name LIMIT 20 OFFSET %d;",

Необходимо предварять любой нечисловой ввод, передаваемый в базу данных, функциями addslashes() или addcslashes(). В первом примере показано, что кавычек в статической части запроса недостаточно.

Нельзя выводить никакой информации о структуре базы данных ни коим образом.

Можно использовать хранимые процедуры и заданные расположения для того, чтобы отвязать обращение к данным от программы так, чтобы пользователи не имели прямого доступа к таблицам и представлениям, но этот вариант имеет собственные проблемы.

Кроме того, необходимо вести журнал операций в программе или собственно в базе данных, если это поддерживается. Ведение журнала не предотвратит внедрения, но оно поможет определить, какая часть программы была поставлена под удар. Сам журнал бесполезен - полезна хранимая в нем информация. Чем ее больше - тем лучше.

Заключение

На сегодняшний день базы данных являются ключевыми компонентами большинства веб-приложений, позволяя предоставлять на сайтах динамический контент. Поскольку в таких БД может храниться очень точная или конфиденциальная информация, вы должны обеспечить хорошую защиту данных.

Для извлечения или сохранения любых данных вам необходимо открыть соединение с базой данных, отправить верный запрос, извлечь результат и закрыть соединение. В настоящее время наиболее распространенный стандарт общения - структурированный язык запросов (SQL). Всегда следует помнить о возможности атаки посредством SQL-запроса.

Очевидно, что сам по себе PHP не может защитить вашу базу данных. Этот раздел документации рассказывает об основах безопасного доступа и управления данными в PHP-скриптах.

Запомните простое правило: максимальная защита. Чем больше потенциально опасных участков системы вы проработаете, тем сложнее будет потенциальному взломщику получить доступ к базе данных или повредить ее. Хороший дизайн базы данных и программных приложений поможет вам справиться с вашими страхами.

Первый шаг - это всегда создание БД, исключая тот случай, когда вы хотите использовать готовую базу, предоставляемую третьим лицом. После того, как база данных создана, она назначается пользователю, который выполнил создавший БД запрос. Как правило, только владелец (или суперпользователь) может выполнять различные действия с различными объектами, хранимыми в базе данных. Для того, чтобы и другие пользователи имели к ней доступ, их необходимо наделить соответствующими привелегиями.

Приложения не должны соединяться с базой данных, используя учетную запись владельца или суперпользователя, иначе они смогут модифицировать структуру таблиц (например, удалить некоторые таблицы) или даже удалить все содержимое БД целиком.

Вы можете создать различные учетные записи пользователей БД для каждой индивидуальной потребности приложения с соответствующими функциональными ограничениями. Рекомендуется назначать только самые необходимые привилегии, также вы должны избегать ситуаций, когда один и тот же пользователь может взаимодействовать с базой данных в нескольких режимах. Вы должны понимать, что если злоумышленник сможет воспользоваться какой-либо учетной записью вашей БД, он сможет вносить в базу все те изменения, что и программа, которая использует текущую учетную запись.

Не обязательно реализовывать всю бизнес-логику в веб-приложении (т.е. в скриптах), для этого также можно использовать возможности, предоставляемые базой данных: триггеры, представления, правила. В случае роста системы вам понадобятся новые соединения с БД, и логику работы понадобиться дублировать для каждого нового интерфейса доступа. Исходя из вышесказанного, триггеры могут использоваться для прозрачной и автоматической обработки записей, что часто необходимо при отладке приложений или при трассировке отката транзакций.

В зависимости от используемой операционной системы необходимо предусматривать возможность атаки на разнообразные файлы, включая системные файлы устройств (/dev/ или COM1), конфигурационные файлы (например /etc/ или файлы с расширением.ini), хорошо известные области хранения данных (/home/, My Documents), и так далее. Исходя из этого, как правило, легче реализовать такую политику безопасности, в которой запрещено все, исключая то, что явно разрешено.

Поскольку администраторы корпоративных БД не всегда могут уделять безопасности необходимое время, некоторые компании принимают более активные меры. Они освобождают этих сотрудников от исполнения их обычных обязанностей и включают в состав группы, занимающейся ИТ-безопасностью.

Учреждение такой должности решает сразу две проблемы: специалисты по ИТ-безопасности, не обладающие большими познания в области баз данных, могут воспользоваться помощью профессионалов, а администраторы БД получают возможность сфокусировать свою деятельность на вопросах защиты иформации и получить подготовку, необходимую для обеспечения сохранности корпоративных БД.

Список использованных источников

1.Бойченко И. А. Проектирование компонентов доверенной среды реляционной СУБД на основе CASE-технологий [Текст] / И. А. Бойченко - Воронеж, 2014. - 251с.

2.Борри Х. Firebird: руководство работника баз данных [Текст]: пер. с англ. / Х. Бори. - СПб.: БХВ - Петербург, 2012. - 1104с.

3.Броневщук Е. С. Система управления базами данных [Текст] / Е.С. Броневщук, В. И. Бурдаков, Л. И. Гуков. - М.: Финансы и статистика, 2013. - 634с.

4.Гончаров А. Ю. Access 2007. Справочник с примерами [Текст] / А. Ю. Гончаров. - М.: КУДИЦ - ПРЕСС, 2011. - 296с.

5.Дейт К. Введение в системы баз данных [Текст] / К. Дейт 7-е изд. - М.: СПб.: Вильямс, 2013. - 325с.

6. Каленик А. Использование новых возможностей MS SQL Server 2005 [Текст] / А. Каленик. - СПб.: Питер, 2013. - 334с.

7. Конноли Т. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика [Текст] / Т. Конноли, Л Бегг, А. Страган 2-е изд. - М.: Вильямс, 2012. - 476с.

8. Мотев, А. А. Уроки My SQL. Самоучитель [Текст] / А. А. Мотев. - СПб.: БХВ - Петербург, 2013. - 208с.

9. Оппель Э. Раскрытие тайны SQL [Текст]: пер. с англ. / Э. Опель, Джим Киу, Д. А. Терентьева. - М.: НТ Пресс, 2012. - 320с.

10. Промахина И. М.Интерфейсы сетевой СУБД (ПЭВМ) с языками высокого уровня [Текст] / И. М. Промахина - М.: ВЦ РАН, 2011.- 874с.

11. Фуфаев Э. В., Базы данных; [Текст] / Э. В. Фуфаев, Д. Э. Фуфаев - Академия - Москва, 2013. - 320 c.

12. Фрост, Р. Базы данных. Проектирование и разработка [Текст]: пер. с англ. / Р. Фрост, Д. Дей, К. Ван Слайк, А. Ю. Кухаренко. - М.: НТ Пресс, 2007. - 592с.

Приложение А

Рисунок А.1 - Архитектура, используемая при создании Web-страниц

Приложение Б

Рисунок Б.1 - Схема защиты информации

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Основы безопасности персональных данных. Классификация угроз информационной безопасности персональных данных, характеристика их источников. Базы персональных данных. Контроль и управление доступом. Разработка мер защиты персональных данных в банке.

дипломная работа , добавлен 23.03.2018


Рассмотрение проблемы обеспечения санкционированности использования информации в базах данных (защита данных от нежелательной модификации, уничтожения, заражения программами-вирусами) и юридического регулирования безопасности на примере СУБД Ms SQL.

курсовая работа , добавлен 30.03.2010


Что такое базы данных, визуализация информации базы. Структура и свойства простейшей базы данных. Характеристика определений, типов данных, безопасность, специфика формирования баз данных. Подходы к проектированию технического задания. Работа с таблицами.

презентация , добавлен 12.11.2010


Формы представляемой информации. Основные типы используемой модели данных. Уровни информационных процессов. Поиск информации и поиск данных. Сетевое хранилище данных. Проблемы разработки и сопровождения хранилищ данных. Технологии обработки данных.

лекция , добавлен 19.08.2013


Сущности и функциональные зависимости базы данных. Атрибуты и связи. Таблицы базы данных. Построение ER-диаграммы. Организация ввода и корректировки данных. Реляционная схема базы данных. Реализация запросов, получение отчетов. Защита базы данных.

курсовая работа , добавлен 06.02.2016


Основные виды баз данных. Система управления базами данных. Анализ деятельности и информации, обрабатываемой в поликлинике. Состав таблиц в базе данных и их взаимосвязи. Методика наполнения базы данных информацией. Алгоритм создания базы данных.

курсовая работа , добавлен 17.12.2014


Эволюция концепций баз данных. Требования, которым должна удовлетворять организация базы данных. Модели представления данных. Язык SQL как стандартный язык баз данных. Архитектуры баз данных. Среда Delphi как средство для разработки СУБД.

дипломная работа , добавлен 26.11.2004


Понятие базы данных, модели данных. Классификация баз данных. Системы управления базами данных. Этапы, подходы к проектированию базы данных. Разработка базы данных, которая позволит автоматизировать ведение документации, необходимой для деятельности ДЮСШ.

курсовая работа , добавлен 04.06.2015


Процессы обработки информации. Эффективность автоматизированной информационной системы. Система управления базой данных. Локальная и распределенная система банков и баз данных. Этапы проектирования базы данных. Различие уровней представления данных.

контрольная работа , добавлен 07.07.2015


Проектирование базы данных Access. Система управления базами данных. Создание и обслуживание базы данных, обеспечение доступа к данным и их обработка. Постановка задач и целей, основных функций, выполняемых базой данных. Основные виды баз данных.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Информация является ресурсом, который как и любой иной бизнес-ресурс (финансы, оборудование, персонал) имеет для каждого предприятия определенную стоимость и подлежит защите. Обеспечение информационной безопасности заключается в защите информации от различных видов угроз с целью обеспечения нормального режима работы, успешного развития бизнеса, минимизации деловых рисков, обеспечения личной безопасности сотрудников предприятия.

Информация может быть представлена в различных формах. Она может быть напечатана или написана на бумаге, хранится в электронном виде, передаваться по почте или электронным способом, демонстрироваться в фильмах, видеозаписях, фотографиях, слайдах, а также быть высказана в разговорах. Вне зависимости от формы представления информации, в которой она хранится, обрабатывается или передается, информация должна быть должным образом защищена.

Комплексное обеспечение информационной безопасности заключается в сочетании:

- конфиденциальности: предоставлении доступа к информации только авторизованным сотрудникам;

- целостности: защиты от модификации или подмены информации;

- доступности: гарантировании доступа к информации и информационным ресурсам, средствам информатизации авторизованным пользователям.

Информация, информационные ресурсы и средства информатизации подвергаются широкому спектру угроз, включая мошенничество, промышленный шпионаж, саботаж, вандализм, пожары, затопления и пр. Случаи ущерба в результате заражения компьютерными вирусами, внедрения программ-закладок, несанкционированного доступа и/или модификации конфиденциальной информации, атак типа «отказ в обслуживании» становятся все более частыми в деятельности предприятий.

Реализация угроз может нанести значительный ущерб и стать причиной существенных убытков, причиной снижения деловой активности, временного или полного прекращения деятельности. Для предотвращения реализации угроз предпринимаются меры, включая безусловное выполнения определенных политикой безопасности предприятия правил и процедур работы с информационной системой, использование средств защиты информации, контроль со стороны уполномоченных сотрудников за выполнением сотрудниками своих обязанностей по обеспечению информационной безопасности.

Новосибирское авиационное производственное объединение (НАПО), для нужд которого был разработан дипломный проект, сегодня является одним из крупнейших авиастроительных предприятий России и предлагает своим клиентам высококачественную продукцию и большой комплекс услуг. Объединение обеспечивает техническое сопровождение самолетов в течение всего жизненного цикла, в том числе поставку запасных частей, ремонт и модернизацию, обучение летного и технического персоналов. На предприятии выпускается большая номенклатура товаров народного потребления, инструментов и предлагается большой комплекс услуг. Также объединение включает авиакомпанию, которая занимается чартерной перевозкой пассажиров и грузов весом до 20т, в том числе скоропортящихся грузов, а также предоставляет любые услуги на вертолетах «Ми-8». Основная продукция НАПО - самолеты военного и гражданского назначения. Конструкторские разработки и вся информация НАПО обо всем жизненном цикле самолетов является государственной тайной и обсуждению в данной работе не подлежит.

С развитием информатизации и автоматизации деятельности ОАО «НАПО им. В.П.Чкалова», с увеличением объемов информации, обрабатываемой в информационной системе предприятия, одновременно, с увеличением степени важности информации и критичности выполнения информационно-вычислительных процессов требуется особое внимание к вопросам обеспечения информационной безопасности.

В соответствии с принятой на предприятии «Политикой информационной безопасности» и СТП 525.588-2004 «Система менеджмента качества» кроме информации, защите подлежат также средства информатизации -- средства вычислительной техники, коммуникационное оборудование, программное обеспечение, автоматизированные системы ведения баз данных, а также информационно-вычислительные процессы -- процессы передачи, обработки и хранения информации. Целью предпринимаемых мер по защите информации является обеспечение корректного и безопасного функционирования средств информатизации и установление ответственности за выполнение необходимых процедур.

Актуальность проблемы защиты баз данных в настоящее время не вызывает сомнения, так как информация в них хранимая и обрабатываемая может иметь исключительное значение для предприятия: это могут быть персональные данные сотрудников компании, информация о конструкторских разработках или информация о финансовой деятельности. А разглашение информации подобного рода будет не желательным для предприятия, так как это может подорвать его конкурентоспособность и репутацию.

Целью дипломного проекта является реализация эффективной защиты производственной базы данных ОАО «НАПО им. В.П.Чкалова».

Необходимость проведения настоящей работы вызвана отсутствием универсальных методических основ обеспечения защиты информации в современных условиях и отсутствием необходимых средств и методов защиты баз данных на предприятии.

В дипломном проекте рассмотрены следующие задачи:

выявление информационных потребностей, недостатков, проблем и угроз безопасности, специфичных для работы с базами данных;

выбор и обоснование проектных решений по устранению недостатков, проблем, нейтрализации угроз безопасности и удовлетворения потребностей;

внедрение средств защиты на уровне системы управления базами данных (далее СУБД);

разработка и введение в эксплуатацию защищенного клиент-серверного приложения;

рассмотрение применяемой на предприятии политики использования сетевых ресурсов;

раздел охраны труда;

организационно - экономическая часть проекта.

В данном дипломном проекте рассматриваемой СУБД является Microsoft SQL Server. Разработка приложения осуществляется с использованием технологий Microsoft (dot)NET, которая предполагает трехуровневую организацию: сервер данных (Microsoft SQL Server), сервер приложений (IIS 5.0 & .NET Framework 2.0) и web-клиент (IE 6.0). Кроме того, для формирования отчетов используется инструментальное программное обеспечение Crystal Reports 8.0.

Ориентируясь при рассмотрении вопросов информационной безопасности в основном на специфику конкретного предприятия, автор данного дипломного проекта, тем не менее, старался достичь максимального уровня общности приводимых результатов анализа и решений везде, где это было возможно.

1. Анализ вопроса защиты баз данных

1.1 Постановка задачи и ц елесообразность защиты баз данных

Защита баз данных является одной из самых сложных задач, стоящих перед подразделениями, отвечающими за обеспечение информационной безопасности. С одной стороны, для работы с базой необходимо предоставлять доступ к данным всем сотрудникам, кто по долгу службы должен осуществлять сбор, обработку, хранение и передачу данных. С другой стороны, укрупнение баз данных далеко не всегда имеет централизованную архитектуру (наблюдается ярко выраженная тенденция к территориально распределенной системе), в связи с чем, действия нарушителей становятся все более изощренными. При этом четкой и ясной методики комплексного решения задачи защиты баз данных, которую можно было бы применять во всех случаях, не существует, в каждой конкретной ситуации приходится находить индивидуальный подход.

Сама по себе база данных - это структурированный набор постоянно хранимых данных, где постоянность означает, что данные не уничтожаются по завершении программы или пользовательского сеанса, в котором они были созданы. Но данные, которые она хранит и обрабатывает могут составлять сведения, как общедоступного характера, так и конфиденциальную информацию, коммерческую тайну предприятия или сведения, относящиеся к государственной тайне. Поэтому защита баз данных представляет собой необходимое звено обеспечения информационной безопасности.

Долгое время защита баз данных ассоциировалась с защитой локальной сети предприятия от внешних атак на компьютерную сеть и борьбой с вирусами. Последние аналитические отчеты консалтинговых компаний выявили другие, более важные направления защиты информационных ресурсов компаний. Исследования показали, что от утечки информации со стороны персонала и злонамеренных действий привилегированных пользователей не спасают ни межсетевые экраны, ни виртуальные частные сети (VPN), ни даже системы обнаружения вторжений (IDS), ни системы анализа защищенности. Неавторизованный доступ к данным и утечка конфиденциальной информации являются главными составляющими потерь предприятий вместе с вирусными атаками и кражей портативного оборудования (по данным аналитических отчетов компании InfoWatch).

Предпосылками к утечке информации, содержащейся в базе данных являются:

· многие даже не догадываются о том, что их базы данных крадут;

· кража и причиненный ущерб имеют латентный характер;

· если факт кражи данных установлен, большинство компаний замалчивают причиненный ущерб.

Причины такого положения следующие:

· Высокая латентность подобных преступлений (понесенные потери обнаруживаются спустя некоторое время) и достаточно редко раскрываются. Эксперты называют следующие цифры по сокрытию: США - 80%, Великобритания - до 85%, Германия - 75%, Россия - более 90%. Стремление руководства умолчать, с целью не дискредитировать свою организацию, усугубляет ситуацию.

· Низкий интерес к разработке средств, ликвидирующих или уменьшающих риски, связанные с внутренними угрозами; недостаточная распространенность и популярность таких решений. В результате о средствах и методах защиты от кражи информации легальными сотрудниками знают немногие.

· Недостаточное предложение на рынке комплексных систем для борьбы с внутренними угрозами, особенно в отношении краж информации из баз данных.

Однако эффективные способы защиты данных существуют даже в таких неблагоприятных условиях. Комплекс организационных, регламентирующих и административных и технических мер при правильном подходе позволяет существенно снизить риски утечки информации.

Задачами, которые в результате дипломного проектирования необходимо проработать будут: обеспечение защиты базы данных от кражи, взлома, уничтожения, распространения, что будет решено с помощью таких средств как обеспечения защищенного взаимодействия пользователей с базой данных, разработкой прозрачного для пользователей приложения. Защита должна включать в себя комплекс административных, процедурных, программно-технических способов и средств защиты.

Производственная база данных средств вычислительной техники выбрана не случайно, на это есть ряд объективных причин: значительное увеличение и динамично продолжающийся рост средств вычислительной техники на предприятии (тысячи единиц в год), дороговизна оборудования, большие затраты на приобретение (десятки миллионов рублей в год), их территориальное распределение по подразделениям предприятия, в том числе за пределы, разнородность применения (от средств и программного обеспечения конструкторских разработок до станков с числовым программным управлением). Поэтому потребность в детализации технических характеристик, техническом сопровождении и защите выбранной производственной базы данных обоснована.

1. 2 Р оссийское законодательство в области защиты баз данных

Стремительное развитие информационных и коммуникационных технологий привело к тому, что повсюду в мире исключительное внимание стало уделяться правовому режиму защиты данных. Существующие механизмы защиты авторских прав, товарных знаков, патентов, программного обеспечения, баз данных на сегодняшний день, по-видимому, не в состоянии справиться с теми проблемами, с которыми сталкиваются повсюду в мире. Это становится особенно трудной задачей в условиях, когда сделать электронную копию файлов не представляет особого труда, нововведения и изобретения внедряются со скоростью света, а информация распространяется мгновенно и бесплатно. Каждая страна неизбежно сталкивается с весьма запутанными проблемами, и дело доходит до проведения международных, региональных или национальных реформ. При этом каждый раз необходимо формировать внутренние законы, регулирующие отношения в сфере защиты информации.

Законодательная база Российской Федерации в этой области строится на нескольких документах. Во-первых, сама базы данных является результатом творческой деятельности и защищается законами об авторском праве (закон 09.07.93 N 5351-1 "Об авторском праве и смежных правах"). Во-вторых, использование компьютерных базы данных и их распространение регламентируется законами о защите баз данных (закон от 23.09.92 N 3523-1 "О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных"). В-третьих, федеральный закон от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и защите информации» ставит вне закона торговлю приватными базами данных, обеспечивает контроль над оборотом личных сведений граждан и требует от организаций обеспечить защиту персональных данных служащих и клиентов. И последнее, закон "О персональных данных» регулирует порядок обработки персональных данных и направлен на защиту баз данных. Отсюда следует вывод, что на государственном уровне вопрос защиты баз данных должным образом не проработан, не существует четкой методики защиты, поэтому только организация комплексной защиты на административном, процедурном, программно-техническом и законодательном уровнях смогут обеспечить необходимый уровень защищенности.

1. 3 Структурные уровни и этапы построения защищенной баз ы данных

Классический взгляд на решение данной задачи включает обследование предприятия с целью выявления таких угроз, как хищения, утрата, уничтожение, модификация, дублирование, несанкционированный доступ. На втором этапе следует составление математических моделей основных информационных потоков и возможных нарушений, моделирование типовых действий злоумышленников; на третьем - выработка комплексных мер по пресечению и предупреждению возможных угроз с помощью правовых, организационно-административных и технических мер защиты. Однако разнообразие деятельности предприятий, структуры бизнеса, информационных сетей и потоков информации, прикладных систем и способов организации доступа к ним не позволяет создать универсальную методику решения и поставленного в ряде случаев на промышленные рельсы сбыта баз данных, содержащих персональные данные абонентов, клиентов или сотрудников и коммерческие тайны компаний.

Решения защиты данных не должны быть ограничены только рамками СУБД. Абсолютная защита данных практически не реализуема, поэтому обычно довольствуются относительной защитой информации - гарантированно защищают ее на тот период времени, пока несанкционированный доступ к ней влечет какие-либо последствия. Иногда дополнительная информация может быть запрошена из операционных систем, в окружении которых работают сервер баз данных и клиент, обращающийся к серверу баз данных.

Так как необходимо организовать защиту производственной базы данных, то при разработке проекта необходимо соблюсти принципы корпоративной работы предприятия: использование корпоративного сервисного программного обеспечения (далее ПО), единое информационное пространство, интеграция решаемых задач в разных подразделениях, автоматизация формализованных процессов, повышенные требования к информационной безопасности, ролевой доступ к данным.

Процесс построения защиты базы данных можно разделить на этапы

· анализ предметной области и проектирование базы данных;

· составление пользователей и разделение их обязанностей;

· ввод данных;

· анализ существующих угроз;

· выработка модели нарушителя;

· выработка подхода к построению защиты;

· организация защиты средствами СУБД;

· разработка защищенного приложения, работающего с базой данных;

· защита сетевых ресурсов предприятия;

В следующих главах будут подробно описано построение защищенной базы данных, следуя выделенным этапам. При этом все этапы защиты принято подразделять на структурные уровни. Защита базы данных должна быть обеспечена на трех уровнях взаимодействия пользователя с базой данных, приведенных на рисунке 1.1. Обычно выделяют:

· первый уровень - уровень СУБД;

· второй уровень - уровень приложения, с помощью которого происходит удаленное взаимодействие пользователя с базой данных;

· третий уровень - уровень сетевых ресурсов.

Основная особенность СУБД - это наличие процедур для ввода и хранения данных и описания их структуры. СУБД должна предоставлять доступ к данным любым пользователям, включая и тех, которые практически не имеют и (или) не хотят иметь представления.

Рисунок 1.1 - Уровни взаимодействия пользователей с базой данных

· физическом размещении в памяти данных и их описаний;

· механизмах поиска запрашиваемых данных;

· проблемах, возникающих при одновременном запросе одних и тех же данных многими пользователями (прикладными программами);

· способах обеспечения защиты данных от некорректных обновлений и (или) несанкционированного доступа;

· поддержании баз данных в актуальном состоянии.

Уровень приложения обеспечивает непосредственное взаимодействие пользователей, наделенных правами на первом уровне, с базой данных. При этом действия пользователя должны быть максимально автоматизированы и по возможности исключен некорректный ввод данных, должен быть разработан интуитивно понятный интерфейс.

Уровень сетевого взаимодействия обеспечивает повышение эффективности работы предприятия в целом, выполняет параллельную обработку данных, дает высокую отказоустойчивость, свойственную распределенному характеру сети, возможность совместного использования данных (в том числе и баз данных) и устройств.

Только защита всех трех выделенных уровней может гарантировать обеспечение необходимого уровня защищенности информации, соответствующего требованиям предприятия.

Выводы

2. Угрозы безопасности баз данных

Одним из важнейших аспектов проблемы обеспечения безопасности компьютерных систем является определение, анализ и классификация возможных угроз безопасности. Перечень угроз, вероятность их реализации, а также модель нарушителя служат основой для проведения анализа риска и формулирования требований к системе защиты.

2. 1 Особенности современных автоматизированных систем как объекта защ и ты

Как показывает анализ, большинство современных автоматизированных систем обработки информации в общем случае представляет собой территориально распределенные системы интенсивно взаимодействующих (синхронизирующихся) между собой по данным (ресурсам) и управлению (событиям) локальных вычислительных сетей (ЛВС) и отдельных ЭВМ.

В распределенных АС возможны все "традиционные" для локально расположенных (централизованных) вычислительных систем способы несанкционированного вмешательства в их работу и доступа к информации. Кроме того, для них характерны и новые специфические каналы проникновения в систему и несанкционированного доступа к информации, наличие которых объясняется целым рядом их особенностей.

Перечислим основные из особенностей распределенных АС:

территориальная разнесенность компонентов системы и наличие интенсивного обмена информацией между ними;

широкий спектр используемых способов представления, хранения и передачи информации;

интеграция данных различного назначения, принадлежащих различным субъектам, в рамках единых баз данных и, наоборот, размещение необходимых некоторым субъектам данных в различных удаленных узлах сети;

абстрагирование владельцев данных от физических структур и места размещения данных;

использование режимов распределенной обработки данных;

участие в процессе автоматизированной обработки информации большого количества пользователей и персонала различных категорий;

непосредственный и одновременный доступ к ресурсам (в том числе и информационным) большого числа пользователей (субъектов) различных категорий;

высокая степень разнородности используемых средств вычислительной техники и связи, а также их программного обеспечения;

отсутствие специальной аппаратной поддержки средств защиты в большинстве типов технических средств, широко используемых в автоматизированных системах.

2. 2 Уязвимость основных структурно-функциональных элементов

В общем случае АС состоят из следующих основных структурно-функциональных элементов:

рабочих станций - отдельных ЭВМ или удаленных терминалов сети, на которых реализуются автоматизированные рабочие места пользователей;

серверов (служб файлов, баз данных) высокопроизводительных ЭВМ, предназначенных для реализации функций хранения, печати данных, обслуживания рабочих станций сети действий;

межсетевых мостов (шлюзов, центров коммутации пакетов, коммуникационных ЭВМ) - элементов, обеспечивающих соединение нескольких сетей передачи данных, либо нескольких сегментов одной и той же сети, имеющих различные протоколы взаимодействия;

каналов связи (локальных, телефонных, с узлами коммутации и т.д.).

Рабочие станции являются наиболее доступными компонентами сетей и именно с них могут быть предприняты наиболее многочисленные попытки совершения несанкционированных действий. С рабочих станций осуществляется управление процессами обработки информации, запуск программ, ввод и корректировка данных, на дисках рабочих станций могут размещаться важные данные и программы обработки. На мониторы и печатающие устройства рабочих станций выводится информация при работе пользователей (операторов), выполняющих различные функции и имеющих разные полномочия по доступу к данным и другим ресурсам системы. Именно поэтому рабочие станции должны быть надежно защищены от доступа посторонних лиц и содержать средства разграничения доступа к ресурсам со стороны законных пользователей, имеющих разные полномочия. Кроме того, средства защиты должны предотвращать нарушения нормальной настройки рабочих станций и режимов их функционирования, вызванные неумышленным вмешательством неопытных (невнимательных) пользователей.

Каналы и средства связи также нуждаются в защите. В силу большой пространственной протяженности линий связи (через неконтролируемую или слабо контролируемую территорию) практически всегда существует возможность подключения к ним, либо вмешательства в процесс передачи данных. Возможные при этом угрозы подробно изложены в главе 2.3.

2. 3 Угрозы безопасности БД и субъектов информационных отнош е ний

Угроза - это потенциальная возможность определенным образом нарушить информационную безопасность. Представление о возможных угрозах и об уязвимых местах, которые эти угрозы используют, дает возможность выбрать наиболее экономичные средства обеспечения безопасности, чтобы не допустить перерасхода средств, не допустить концентрации ресурсов там, где они не особенно нужны, за счет ослабления действительно уязвимых мест.

Угрозой интересам субъектов информационных отношений будем называть потенциально возможное событие, процесс или явление, которое посредством воздействия на информацию или другие компоненты АС может прямо или косвенно привести к нанесению ущерба интересам данных субъектов.

В силу особенностей современных АС, перечисленных выше, существует значительное число различных видов угроз безопасности субъектов информационных отношений.

В настоящей работе предпринята попытка возможно более полного охвата угроз безопасности, специфичных для баз данных. Однако следует иметь ввиду, что научно-технический прогресс может привести к появлению принципиально новых видов угроз и что изощренный ум злоумышленника способен придумать новые способы преодоления систем безопасности, НСД к данным и дезорганизации работы АС.

Главный источник угроз, специфичных для СУБД, лежит в самой природе баз данных. Основным средством взаимодействия с СУБД является язык SQL - мощный непроцедурный инструмент определения и манипулирования данными. Хранимые процедуры добавляют к этому репертуару управляющие конструкции. Механизм правил дает возможность выстраивать сложные, трудные для анализа цепочки действий, позволяя попутно неявным образом передавать право на выполнение процедур, даже не имея, строго говоря, полномочий на это. В результате потенциальный злоумышленник получает в свои руки мощный и удобный инструментарий, а все развитие СУБД направлено на то, чтобы сделать этот инструментарий еще мощнее и удобнее.

За последнее время самым опасным местом сети, откуда постоянно может действовать потенциальный злоумышленник, стала всемирная глобальная сеть Internet, и для баз данных атаки подобного рода не явились исключением. Но в рамках дипломного проекта это рассмотрено не будет, так как решение защиты базы данных разрабатывалось под конкретное предприятие, на котором политика безопасности предприятия предусматривает отказ от использования ресурсов Internet в рамках локальной сети предприятия. Internet предусмотрен только на выделенных персональных локальных машинах, доступ которых к сетевым ресурсам не обеспечен (автономно работают, без подключения к локальной сети).

Проведем анализ мест утечки информации (уязвимые места или потенциальные угрозы):

1. человеческий фактор (пользователь);

2. тиражирование данных;

3. хищение базы данных, уничтожение базы данных;

4. перехват сетевого трафика;

5. съем информации с ленты принтера, плохо стертых дискет, устройствах, предназначенных для содержания резервных данных;

6. хищение носителей информации, предназначенных для содержания резервных данных;

7. программно-аппаратные закладки в ПЭВМ;

8. компьютерные вирусы, логические бомбы;

9. нарушение работоспособности сети предприятия;

10. производственные и технологические отходы;

11. обслуживающий персонал;

12. съем информации с использованием видео-закладок, фотографирующих средств, дистанционный съем видео информации;

13. стихийные бедствия;

14. форс-мажорные обстоятельства.

По сути дела, уязвимое место - это, буквально, любое место сети, начиная от сетевого кабеля, который могут прогрызть мыши, заканчивая базой данных или файлами, которые могут быть разрушены действиями пользователя.

Следует не забывать, что новые уязвимые места и средства их использования появляются постоянно; то есть, во-первых, почти всегда существует опасность, во-вторых, отслеживание таких опасностей должно проводиться постоянно. То есть необходимо постоянно отслеживать появление новых уязвимых мест и пытаться их устранить. Также не стоит упускать из вида и то, что уязвимые места притягивают к себе не только злоумышленников, но и сравнительно честных людей. Не всякий устоит перед искушением увеличить зарплату, имея уверенность, что он останется безнаказанным.

Теперь рассмотрим угрозы, учитывая базовые задачи обеспечения защиты.

Распределим угрозы на угрозу конфиденциальности, целостности и доступности.

1. Угроза раскрытия конфиденциальности:

· перехват данных;

· хранение данных на резервных носителях;

· методы морально-психологического воздействия;

· злоупотребление полномочиями;

· выставки или ярмарки, выставляющие на всеобщее обозрение передовые разработки или производственные образцы, на которых могут остаться данные о системе;

· утечка и преднамеренный сбор информации:

· об объекте и предприятии, к которому он принадлежит;

· о лицах, работающих или присутствующих на объекте;

· о хранимых ценностях и имуществе;

· о прочих предметах, являющихся потенциальными целями преступного посягательства.

· иные угрозы

2. Угроза нарушения целостности:

· нарушение статической целостности

· ввод неверных данных, программ;

· изменение данных, программ;

· нарушение целостности кабельного хозяйства;

· нарушение динамической целостности

· дублирование данных;

· переупорядочивание данных;

· нарушение последовательности операций.

Немаловажной является угроза дублирования, то есть избыточности данных, обеспеченной мерами резервного копирования, хранением копий в нескольких местах, представлением информации в разных видах (на бумаге и в файлах).

3. Угроза отказа в доступности:

· непреднамеренные ошибки пользователей, операторов, системных администраторов заключаются в безграмотности и небрежности в работе (неправильно введенные данные, ошибка в программе, вызвавшая сбой системы)

· внутренний отказ информационной системы:

· разрушение данных;

· разрушение или повреждение аппаратных средств;

· отказы программного обеспечения;

· отступление (случайное или умышленное) от установленных правил эксплуатации;

· выход системы из штатного режима эксплуатации в силу случайных или преднамеренных действий пользователей или обслуживающего персонала (превышение расчетного числа запросов, чрезмерный объем обрабатываемой информации);

· ошибки при (пере) конфигурировании системы;

· технические неисправности/отказ аппаратуры.

Отказ любого элемента инженерной инфраструктуры может привести к частичному или полному прекращению работы объекта в целом. Кроме того, неправильная работа или отказ одних устройств может вызвать повреждение других. Например, если в зимних условиях отключается электропитание насосов, перекачивающих воду в системе отопления, то через некоторое время вода, застоявшаяся в трубах, охладится до точки замерзания и разорвет их.

· отказ пользователей:

· нежелание работать с информационной системой(чаще всего проявляется при необходимости осваивать новые возможности и при расхождении между запросами пользователей и фактическими возможностями и техническими характеристиками);

· невозможность работать с системой в силу отсутствия соответствующей подготовки (недостаток «компьютерной грамотности», неумение работать с документацией);

· невозможность работать с системой в силу отсутствия технической поддержки (неполнота документации, недостаток справочной информации).

· отказ поддерживающей инфраструктуры:

· нарушение работы (случайное или умышленное) систем связи, электропитания, водо- и/или теплоснабжения, кондиционирования;

· разрушение или повреждение помещений;

· невозможность или нежелание обслуживающего персонала и/или пользователей выполнять свои обязанности (гражданские беспорядки, аварии на транспорте, террористический акт или его угроза, забастовка);

· "обиженные" сотрудники - нынешние и бывшие;

· сюда же можно отнести и стихийные бедствия или события, воспринимаемые как стихийные бедствия (пожары, наводнения, землетрясения, ураганы), так как они ведут за собой отказ поддерживающей инфраструктуры.

Любое устройство, питающееся электроэнергией или использующее топливо, может при неправильном функционировании самовозгореться. Также следует учитывать возможности аварии трубопроводов газа, воды (в том числе теплоцентрали -- горячая вода под высоким давлением может нанести ущерб не меньший, чем огонь) и конструкций здания (редко, но бывает).

Не стоит исключать из числа угроз и несчастные случаи, как специфически связанные с работой на объекте, так и общего характера. Все объекты подвержены влиянию стихийных сил. Для любого места расположения объекта обычно доступны усредненные данные о погодных условиях и максимальных значениях скорости ветра, уровня паводка. Учет природных факторов должен проводиться двояко: как угроз объекту защиты в целом и как условий, даже в случае крайних значений которых должно быть обеспечено функционирование.

Следующим этапом будет выработка неформальной модели нарушителя, которая

позволит выявить круг лиц, потенциально способных нарушить нормальное функционирование системы.

2. 4 Неформальная модель нарушителя

Нарушитель - это лицо, предпринявшее попытку выполнения запрещенных операций (действий) по ошибке, незнанию или осознанно со злым умыслом (из корыстных интересов) или без такового (ради игры или удовольствия, с целью самоутверждения) и использующее для этого различные возможности, методы и средства.

Злоумышленником будем называть нарушителя, намеренно идущего на нарушение из корыстных побуждений.

Неформальная модель нарушителя отражает его практические и теоретические возможности, априорные знания, время и место действия. Для достижения своих целей нарушитель должен приложить некоторые усилия, затратить определенные ресурсы. Исследовав причины нарушений, можно либо повлиять на сами эти причины (конечно если это возможно), либо точнее определить требования к системе защиты от данного вида нарушений или преступлений.

При разработке модели нарушителя определяются:

· предположения о мотивах действий нарушителя (преследуемых нарушителем целях);

· предположения о квалификации нарушителя и его технической оснащенности (об используемых для совершения нарушения методах и средствах);

· ограничения и предположения о характере возможных действий нарушителей.

Выделим возможные попытки нарушения работы системы путем как нелегального проникновения в систему под видом пользователя, так и проникновения путем физического контакта, например, подсоединение к кабелю, то есть, опираясь на возможные нарушения режима безопасности, выделим модели самих нарушителей. Для чего проведем классификации возможных нарушителей:

1) по принадлежности к системе:

· зарегистрированный пользователь, т.е. сотрудник фирмы

· незарегистрированный пользователь, т.е. лицо, не причастное к работе фирмы;

· обиженные" сотрудники - нынешние и бывшие знакомы с порядками в организации и способны нанести немалый ущерб;

· совместно, состоя в сговоре;

2) по степени случайности или наличию умысла:

· без умысла (халатность, неосторожность, небрежность или незнание);

· со злым умыслом, то есть продуманно;

3) по мотиву:

· безответственность: пользователь целенаправленно или случайно производит какие-либо разрушающие действия, не связанные со злым умыслом, в большинстве случаев это следствие некомпетентности или небрежности;

· самоутверждение: некоторые пользователи считают получение доступа к системным наборам данных крупным успехом, затевая своего рода игру "пользователь - против системы" ради самоутверждения либо в собственных глазах, либо в глазах коллег;

· корыстный интерес: в этом случае нарушитель будет целенаправленно пытаться преодолеть систему защиты для доступа к хранимой, передаваемой и обрабатываемой информации, даже если АС имеет средства, делающие такое проникновение чрезвычайно сложным, полностью защитить ее от проникновения практически невозможно.

4) по задаче внедрения:

· изменение или разрушение программ, данных;

· внедрение другого вредоносного ПО;

· получение контроля над системой;

· агрессивное потребление ресурсов;

5) по уровню знаний:

· знает функциональные особенности, основные закономерности формирования в ней массивов данных и потоков запросов к ним, умеет пользоваться штатными средствами;

· обладает высоким уровнем знаний и опытом работы с техническими средствами системы и их обслуживания;

· обладает высоким уровнем знаний в области программирования и вычислительной техники, проектирования и эксплуатации автоматизированных информационных систем;

· знает структуру, функции и механизм действия средств защиты, их сильные и слабые стороны.

6) по виду доступа:

· программный (н-р, закладки);

· физический (н-р, подсоединение к кабелю, подключение внешних устройств);

· совместный;

7) по уровню возможностей (используемым методам и средствам):

· применяющий чисто агентурные методы получения сведений;

· применяющий пассивные средства (технические средства перехвата без модификации компонентов системы);

· использующий только штатные средства и недостатки систем защиты для ее преодоления (несанкционированные действия с использованием разрешенных средств), а также компактные магнитные носители информации, которые могут быть скрытно пронесены через посты охраны;

· применяющий методы и средства активного воздействия (модификация и подключение дополнительных технических средств, подключение к каналам передачи данных, внедрение программных закладок и использование специальных инструментальных и технологических программ).

8) по месту действия:

· без доступа на контролируемую территорию организации;

· с контролируемой территории без доступа в здания и сооружения;

· внутри помещений, но без доступа к техническим средствам АС;

· с рабочих мест конечных пользователей (операторов) АС;

· с доступом в зону данных (баз данных, архивов);

· с доступом в зону управления средствами обеспечения безопасности АС;

9) по последствиям:

· не серьезные, которые просто показали уязвимость;

· средние;

· серьезные;

· сверхсерьезные;

9). по компонентам информационной системы, на которые нацелены:

· информация

· программы и данные

· аппаратура;

· документация;

· поддерживающая инфраструктура;

10) . по времени действия:

· в процессе функционирования АС (во время работы компонентов системы);

· в период неактивности компонентов системы (в нерабочее время, во время плановых перерывов в ее работе, перерывов для обслуживания и ремонта);

· как в процессе функционирования АС, так и в период неактивности компонентов системы;

11). по характеру действий нарушителей:

· работа по подбору кадров и специальные мероприятия затрудняют возможность создания коалиций нарушителей, т.е. объединения (сговора) и целенаправленных действий по преодолению подсистемы защиты двух и более нарушителей;

· нарушитель, планируя попытки НСД, скрывает свои несанкционированные действия от других сотрудников;

· НСД может быть следствием ошибок пользователей, администраторов, эксплуатирующего и обслуживающего персонала, а также недостатков принятой технологии обработки информации и т.д.

Определение конкретных значений характеристик возможных нарушителей в значительной степени субъективно.

Модель нарушителя, построенная с учетом особенностей конкретной предметной области и технологии обработки информации, может быть представлена перечислением нескольких вариантов его облика. Каждый вид нарушителя должен быть охарактеризован значениями характеристик, приведенных выше.

2. 5 Политика безопасности предприятия

Политика безопасности - совокупность документированных управленческих решений, направленных на защиту информации и ассоциированных с ней ресурсов. Представляет собой официальную линию руководства, направленную на реализацию комплекса мероприятий по основным направлениям обеспечения информационной безопасности предприятия.

Главной целью ее является четкое описание технологии обеспечения информационной безопасности на предприятии и реализация функций должностных лиц.

Политика безопасности предприятия ОАО «НАПО им. В.П.Чкалова» прописана в одноименном документе «Политика информационной безопасности предприятия» и является обязательной для исполнения сотрудниками предприятия. Политика информационной безопасности разработана на основе требований законодательства Российской Федерации в области информационной безопасности и защиты информации, а также рекомендаций стандарта ISO/IEC 17799-2000.В документе определяется ответственность сотрудников за реализацию соответствующих положений и разделов политики.

Выводы

Специфика баз данных, с точки зрения их уязвимости, связана в основном с наличием интенсивного взаимодействия между самой базой данных и элементом системы, находящимся с ней в структурно-функциональной взаимосвязи.

Уязвимыми являются все основные элементы, сопровождающие полноценную работу базы данных: файлы базы данных, СУБД, клиент-серверное приложение, сервер базы данных, сервер приложения, локальная сеть предприятия.

Защищать эти компоненты необходимо от всех видов воздействий: стихийных бедствий и аварий, сбоев и отказов технических средств, ошибок персонала и пользователей, ошибок в программах и от преднамеренных действий злоумышленников.

Имеется широчайший спектр вариантов путей преднамеренного или случайного несанкционированного доступа к данным и вмешательства в процессы обработки и обмена информацией (в том числе, управляющей согласованным функционированием различных компонентов сети и разграничением ответственности за преобразование и дальнейшую передачу информации).

Правильно построенная (адекватная реальности) модель нарушителя, в которой отражаются его практические и теоретические возможности, априорные знания, время и место действия и т.п. характеристики - важная составляющая успешного проведения анализа риска и определения требований к составу и характеристикам системы защиты.

3. Защита со стороны СУБД

Одним из необходимых уровней реализации защиты базы данных является защита базы данных со стороны СУБД (рисунок 2), с помощью которого она организована. В данном дипломном проекте рассматриваемой СУБД является Microsoft SQL Server (сокращенно и далее MS SQL Server).

Рисунок 3.1 - Уровни защиты базы данных

3. 1 Проектирование базы данных

Естественно, что защита база данных должна быть продумана еще на этапе проектирования. Но на практике пришлось реализовать защиту уже рабочей базы, поэтому этап проектирования не будет рассматриваться подробно автором.

Современные крупные проекты информационных систем характеризуются, как правило, следующими особенностями :

· сложность описания (достаточно большое количество функций, процессов, элементов данных и сложные взаимосвязи между ними), требующая тщательного моделирования и анализа данных и процессов;

· наличие совокупности тесно взаимодействующих компонентов (подсистем), имеющих свои локальные задачи и цели функционирования (например, традиционных приложений, связанных с обработкой транзакций и решением регламентных задач, и приложений аналитической обработки (поддержки принятия решений), использующих нерегламентированные запросы к данным большого объема);

· отсутствие прямых аналогов, ограничивающее возможность использования каких-либо типовых проектных решений и прикладных систем;

· функционирование в неоднородной среде на нескольких аппаратных платформах;

· разобщенность и разнородность отдельных групп разработчиков по уровню квалификации и сложившиеся традиции использования тех или иных инструментальных средств;

· существенная временная протяженность проекта, обусловленная, с одной стороны, ограниченными возможностями коллектива разработчиков организации-заказчика к внедрению ИС.

Разработка таких крупных, многоцелевых, дорогостоящих баз данных невозможна без их тщательного проектирования: слишком велико влияние этого основополагающего шага на последующие этапы жизненного цикла информационной системы. Есть много примеров нежизнеспособных информационных систем, когда слишком много инвестиций выброшено на ветер в результате реализаций бездарных проектов.

При проектировании информационной системы необходимо провести анализ целей этой системы и выявить требования к ней отдельных пользователей. Основная цель преследуемая при проектировании любой, в том числе из защищенной, базы данных - это сокращение избыточности хранимых данных, а следовательно, экономия объема используемой памяти, уменьшение затрат на многократные операции обновления избыточных копий и устранение возможности возникновения противоречий из-за хранения в разных местах сведений об одном и том же объекте.

При проектировании базы данных выделяется три этапа: инфологический, логический и физический. При этом на каждом из этапов должен быть решен свой круг задач. Первый этап решает задачи получения семантических моделей, отражающих информационное содержание базы данных, исходя из информативных потребностей пользователей. Второй - задачу эффективной организации данных, выделенных на первом этапе, в форму принятую в выбранной системе управления базой данных. И, наконец, на третьем, завершающем этапе, необходимо решить задачу выбора рациональной структуры хранения данных и методов доступа к ним.

Основная цель логического проектирования базы данных - сокращение избыточности хранимых данных и устранение возможных потенциальных аномалий работы с базами данных. При этом необходимо решить проблемы избыточности, аномалии модификации и удаления вследствие избыточности и аномалии включения. Логическая структура базы данных является отображением информационно-логической модели данных предметной области в модель, поддерживаемую СУБД. Соответственно, концептуальная модель определяется в терминах модели данных выбранной СУБД. Логическая структура БД может передавать не только связи между соответствующими сущностями в предметной области, но и связей возникших в процессе обработки информации в БД, что может являться препятствием для проектирования.

Физическая структура базы данных описывает особенности хранения данных на устройствах внешней памяти, например, распределение данных по файлам, необходимые индексные структуры для ускорения поиска. Файлы базы данных предоставляют действительную физическую память для информации базы данных .

Предметная область.

Под данными понимается конкретное устройство ВТ и его характеристики. Для учета средств ВТ необходимо знать прежде всего единицу ВТ, которая в последствии будет подлежать учету. Единицей ВТ может быть: монитор, системный блок, клавиатура, принтер, сканер, копир и т.д.. В свою очередь системный блок может включать в себя материнскую плату, оперативную память, CD-ROM, DVD-ROM, ZIP, и т.д. Каждая из перечисленных единиц ВТ имеет уникальные атрибуты-характеристики, определяемые спецификой техники. Помимо единицы ВТ, в проекте должно быть использовано такое понятие как АРМ (автоматизированное рабочее место), к которому должно быть прикреплено СВТ (средство ВТ), если устройство находится в обращении. Устройство имеет свою модель, тип, характеристику и значение этой характеристики.

Рассмотрим на примере. Допустим, на крупном предприятие было принято решение о подключении одного из его подразделений к ЛВС. Прежде чем заниматься прокладкой кабелей, настройкой сети, и непосредственным подключением, нужно произвести учет СВТ. Так как часть оборудования пришлось модернизировать, часть оставить для использования, а часть списать, то это все необходимо отобразить в учете. 25 мая 2005 было закуплено 25 принтеров Color HP Laser Jet 2600n(A4,8 с/мин,ч/б/цв, USB,лоток на 250 листов, встроенный сервер печати Fast Ethernet, Win 2000/XP,Server 2003, до 35000 стр/мес.). В этом случае: тип оборудования - принтеров, модель-Color HP Laser Jet 2600n, характеристики и значения - формат(A4), скорость(8 с/мин), печать(ч/б/цв), разъем(USB), ОС(Win 2000/XP,Server 2003), дополнительная информация (все остальное).

В разработанной базе данных предполагается, что о совместимости типов, моделей и их характеристик должен позаботиться тот, кто этим занимается (например, сопровождающий или администратор базы данных). С помощью базы данных он может получить информацию о том, с каким типом устройства совместимо та или иная модель и характеристика, а случае необходимости добавить параметр. Для исключения ошибочного удаления СВТ создан такой параметр, как фиксированный идентификатор, если мы зафиксировали определенную, то просто до выполнения удаления ее это не произойдет, так как ранее СВТ выбрана как не удаляемая (зафиксированная). В случае если СВТ перешла в пользование от одного ответственного лица другому, это вместо удаления у одного и причислению к другому, это можно осуществить при помощи возможности перемещения СВТ. Также должно быть предусмотрена компоновка как АРМа, так и системного блока как с использованием актов модернизации, так и без них. Для отслеживания истории необходимо выполнить журналы для сохранения информации по перемещению, изменению атрибутов и укомплектованности АРМов, модернизации системных блоков и актов списания.

Анализ описанной предметной области и решаемых задач позволяет выделить сущности: устройство, модель устройства, тип устройства, характеристики типов устройств ВТ, фирма-производитель, фирма-поставщик, тип оборудования, шифр оборудование, списание, комплектующие системного блока, модернизация системных блоков по актам, АРМ, домен, шифр подразделений, изменение атрибутов АРМов, перемещение ВТ между АРМами.

Выделим необходимую информацию об объектах ВТ. Для учета средств ВТ, организации поиска по требуемым критериям и организации статистики в базе должны храниться необходимые для этого сведения. На анализе сведений укомплектованности АРМ и необходимых средств ВТ, находящихся в использовании выведены характеристики (таблица 1).

Таблица 3.1 - Характеристики средств ВТ

Информация об устройстве ВТ
модель оборудования	фирма-поставщик
шифр оборудования	фирма-производитель
тип оборудования	№ счет-фактуры
серийный номер	бухгалтерский шифр
гарантия поставщика в месяцах	балансовый счет
гарантия производителя в месяцах	дополнительная информация
сумма приобретения	задействовано или списано
инвентарный номер	подключение к сети
	дата приобретения
Акты модернизации
номер акта	подразделение исполнителя
	ФИО исполнителя
устройство, которое подлежит записи в акт	подразделение принимающего
дата проведения операции	ФИО принимающего
Журнал учета перемещения выч.техники между АРМ и история АРМа
перемещаемое устройство	дата проведения операции
	ФИО исполнителя
конкретное действие: изъятие или добавление	подразделение исполнителя
	ФИО принимающего
специализация	подразделение принимающего
Фирма - производитель
название производителя	адрес в Интернете
эл. почта
Фирма-поставщик
название фирмы-поставщика
	адрес в Интернете
	эл. почта
Автоматизированное рабочее место
	ФИО ответственного лица
Окончание табл. 3.1
наименование подразделения	телефон(ы) отв. лица
местоположение, объект	местоположение, офис
Подразделение
шифр подразделения	название подразделения
ФИО начальника подразделения

Подобные документы

Проектирование модели базы данных в соответствии с предметной областью "Торговля". Разработка архитектуры системы безопасности приложения по ведению базы данных. Реализация приложения, обеспечивающего учет продаж и закупок предприятия. Способы его защиты.

дипломная работа , добавлен 05.02.2017


Проектирование и создание информационной базы данных для управления предприятием "Завод металлоизделий". Данные для базы, предметная область, атрибуты объектов базы данных. Объектные отношения, их ключи, связи объектов и отношений базы данных предприятия.

реферат , добавлен 04.12.2009


Предпосылки создания системы безопасности персональных данных. Угрозы информационной безопасности. Источники несанкционированного доступа в ИСПДн. Устройство информационных систем персональных данных. Средства защиты информации. Политика безопасности.

курсовая работа , добавлен 07.10.2016


Законодательные основы защиты персональных данных. Классификация угроз информационной безопасности. База персональных данных. Устройство и угрозы ЛВС предприятия. Основные программные и аппаратные средства защиты ПЭВМ. Базовая политика безопасности.

дипломная работа , добавлен 10.06.2011


Разработка базы данных для информационной поддержки деятельности аптеки с целью автоматизированного ведения данных о лекарствах аптеки. Проектирование схемы базы данных с помощью средства разработки структуры базы данных Microsoft SQL Server 2008.

курсовая работа , добавлен 18.06.2012


Разработка приложения, позволяющего автоматизировать документооборот предприятия по списанию основных средств. Мероприятия по защите и обеспечению целостности базы данных. Разработка клиентского приложения. Запросы к базе данных, руководство пользователя.

курсовая работа , добавлен 14.01.2015


Определение понятия и общее описание базы данных как упорядоченной информационной системы на носителе информации. Описание предметной области и разработка приложения базы данных, содержащей информацию о расписании занятий, для преподавателей кафедры.

курсовая работа , добавлен 08.08.2012


Создание базы данных для небольшого предприятия, занимающегося ремонтом бытовой техники. Анализ и характеристика предметной области, входных и выходных данных. Разработка конфигурации в системе "1С:Предприятие 8.2" и функциональной части приложения.

контрольная работа , добавлен 26.05.2014


Описание предметной области разрабатываемой базы данных для теннисного клуба. Обоснование выбора CASE-средства Erwin 8 и MS Access для проектирования базы данных. Построение инфологической модели и логической структуры базы данных, разработка интерфейса.

курсовая работа , добавлен 02.02.2014


Выделение основных сущностей проектируемой системы, описание их взаимосвязи. Построение базы данных и приложений: разработка таблиц и связей между ними, локальных представлений данных, форм, запросов, меню. Инструкция для работы пользователя с программой.

Базы данных - это тоже файлы, но работа с ними отличается от работы с файлами других типов, создаваемых прочими приложениями. Выше мы говорили, что всю работу по обслуживанию файловой системы берет на себя операционная система.

Для баз данных предъявляются особые требования с точки зрения безопасности, поэтому в них реализован другой подход к сохранению данных.

При работе с обычными приложениями для сохранения данных мы задаем соответствующую команду, указываем имя файла и доверяемся операционной системе. Если мы закроем файл, не сохранив его, то вся работа по созданию или редактированию файла пропадет безвозвратно.

Базы данных - это особые структуры. Информация, которая в них содержится, очень часто имеет общественную ценность. Нередко с одной и той же базой (например, с базой регистрации автомобилей в ГИБДД) работают тысячи людей по всей стране. От информации, которая содержится в некоторых базах, может зависеть благополучие множества людей. Поэтому целостность содержимого базы не может и не должна зависеть ни от конкретных действий некоего пользователя, забывшего сохранить файл перед выключением компьютера, ни от перебоев в электросети.

Проблема безопасности баз данных решается тем, что в СУБД для сохранения информации используется двойной подход. В части операций, как обычно, участвует операционная система компьютера, но некоторые операции сохранения происходят в обход операционной системы.

Операции изменения структуры базы данных, создания новых таблиц или иных объектов происходят при сохранении файла базы данных. Об этих операциях СУБД предупреждает пользователя. Это, так сказать, глобальные операции. Их никогда не проводят с базой данных, находящейся в коммерческой эксплуатации, - только с ее копией. В этом случае любые сбои в работе вычислительных систем не страшны.

С другой стороны, операции по изменению содержания данных, не затрагивающие структуру базы, максимально автоматизированы и выполняются без предупреждения. Если, работая с таблицей данных, мы что-то в ней меняем в составе данных, то изменения сохраняются немедленно и автоматически.

Обычно, решив отказаться от изменений в документе, его просто закрывают без сохранения и вновь открывают предыдущую копию. Этот прием работает почти во всех приложениях, но только не в СУБД. Все изменения, вносимые в таблицы базы, сохраняются на диске без нашего ведома, поэтому попытка закрыть базу «без сохранения» ничего не даст, так как все уже сохранено. Таким образом, редактируя таблицы баз данных, создавая новые записи и удаляя старые, мы как бы работаем с жестким диском напрямую, минуя операционную систему.

По указанным выше причинам нельзя заниматься учебными экспериментами на базах данных, находящихся в эксплуатации. Для этого следует создавать специальные учебные базы или выполнять копии структуры реальных баз (без фактического наполнения данными).

1. Режимы работы с базами данных

Обычно с базами данных работают две категории исполнителей. Первая категория – проектировщики или разработчики . Их задача состоит в разработке структуры таблиц базы данных и согласовании ее с заказчиком. Кроме таблиц проектировщики разрабатывают и другие объекты базы данных, предназначенные, с одной стороны, для автоматизации работы с базой, а с другой стороны - для ограничения функциональных возможностей работы с базой (если это необходимо из соображений безопасности).

Проектировщики не наполняют базу конкретными данными (заказчик может считать их конфиденциальными и не предоставлять посторонним лицам). Исключение составляет экспериментальное наполнение тестовыми данными на этапе отладки объектов базы.

Вторая категория исполнителей, работающих с базами данных, - пользователи . Они получают исходную базу данных от проектировщиков и занимаются ее наполнением и обслуживанием. В общем случае пользователи не имеют средств доступа к управлению структурой базы - только к данным, да и то не ко всем, а к тем, работа с которыми предусмотрена на конкретном рабочем месте. Соответственно, система управления базами данных имеет два режима работы:проектировочный ипользовательский. Первый режим предназначен для создания или изменения структуры базы и создания ее объектов. Во втором режиме происходит использование ранее подготовленных объектов для наполнения базы или получения данных из нее.