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摘 要：信息网络中安全问题成为很重要的问题，网络的发展使分布式数据库的安全问题更为复杂。本文介绍了网络环境下影响分布式数据库安全的主要因素及解决问题的方法。
关键词：网络安全；分布式数据库；加密/解密
1引言
分布式数据库系统和普通数据库系统一样，它只是数据库系统的一种特殊形式。分布式数据库系统是可运行的且按分布式数据库方式存储和维护数据，并向应用的网络环境系统提供数据和信息的分布式系统。用户欲访问分布式数据库系统，首先要由任意一个站点登录，进行身份验证，系统确认用户的合法身份后接受用户提出的事务处理请求，并把用户事务经用户接口转换后由编译层进行语法、语义分析、授权检查、事务分解等操作，而后交事务管理层监督执行。分解得到的访问本地数据的子事务，由本地数据库管理系统具体执行，访问远程数据的子事务，则通过通讯系统交给远程的事务管理层，由远程事务管理层监督远程数据库管理系统具体执行。子事务的分解和异步执行过程对用户是透明的。这样通过分布式数据库系统把物理上分布的数据在逻辑上统一起来了。
随着Internet技术的迅速发展和信息共享要求的不断提高，数据库与Web的结合日趋紧密，基于Web的数据库应用系统正得到越来越广泛的应用。这种应用系统的特点是网上信息和用户都具有分布性，用户及其权限又具有多样性。在这种系统中，可能会有未经授权的用户非法访问系统数据甚至更改和破坏数据，还可能会有授权用户访问权限以外的数据。在许多用户并发访问数据库中的相同数据时，有可能造成不正确的结果和数据的不一致，这就使得数据库的安全性技术成为了一个至关重要的问题。
2分布式数据库的安全隐患
任何软件也难以对渗透到整个计算机环境中的不安全因素明察秋毫，或多或少的存在缺陷，它所提供的安全服務只是避免了大多数的常见问题，而在各类信息系统实际运行时出现的各种不容易被发现、却非常致命的问题往往被疏忽掉，缺乏灵活性。下面我们首先来分析下各种分布式数据库的不安全因素：
2.1黑客（Hacker）的攻击 黑客攻击已有几十年的历史，其攻击手段有：猎取用户口令、进行身份攻击、伪装、隐秘通道、引入程序蠕虫、推论导出、进行突破防火墙活动等。
2.2计算机病毒攻击 计算机病毒有新的发展，表现在：病毒的种类迅速增加、病毒的机制越来越复杂化，破坏性和攻击性越来越强、Internet 的互联网环境为病毒的流行提供了方便。
2.3网络安全环境的脆弱性
2.3.1操作系统安全的脆弱性。这是由操作系统的结构体制、操作系统的程序是可以动态连接、可以创建进程、提供远过程调用（PRC）等所造成的，一个可以打补丁和可渗透的操作系统是不可能从根本上解决安全问题的，但是操作系统支持程序的动态连接和数据动态交换是现代系统集成和系统扩展的需要，显然这与安全是相矛盾的；
2.3.2数据库管理系统安全的脆弱性。目前流行的商用数据库管理系统的安全别，一般达到美国国防部颁发的可信计算机系统评估标准（TCSEC）中的 C2 级要求。而数据库管理系统的安全与操作系统的安全应该配套，因为数据库的安全管理也是建立在分级管理概念上的，也要依靠可信计算基〔TCB〕方式，所以数据库管理系统也是脆弱的；
2.3.3网络协议的脆弱性。网络协议的脆弱性反映在网络协议安全保障的低水平；
2.3.4网络上口令的破译。常用的方法是把加密的口令解密，通过信道窃取口令。例如当用户使用TELNET或FTP连接在远程主机的账号时，Internet上传输的口令是没有加密的，通过监视用户携带的IP 包就可获取它们。然后用户名和口令通过合法方式登录到系统，成千上万的系统就是被这种方式入侵的。
3 数据库的基本安全机制
3.1身份认证 在开放共享的多用户系统环境下，数据库系统必须要求用户进行身份认证。这是访问数据库的第一道防线，目的是防止非法用户访问数据库。可以说身份认证是安全系统防止非法用户侵入的第一道安全防线，它的目的是识别系统授权的合法用户、防止非法用户访问数据库系统。用户要登录系统时，必须向系统提供用户标识（Use-Identification）和鉴别信息（Authentication），以供安全系统识别认证。在当前流行的这几种RDBMS中，身份认证一般有三级系统登录，数据库连接和数据库对象使用，系统登录一般由操作系统提供检查，要求用户输入用户名或口令加以验证。通过系统安全检查后可以处理业务流程，当要求访问数据库时，就要数据库管理系统验证当前用户身份是否可以进行数据库访问。
3.2访问控制 所谓访问控制，一般是指系统内部的访问控制，或者说，是系统内部主体对客体访问所受到的控制。实施访问控制，是维护系统安全、保护系统资源的重要技术手段，也是计算机系统中数据库系统安全机制的核心。保护的主要目标是被访问的客体。其主要任务是对存取访问权限的确定、授予和实施。其目的就是在保证系统安全的前提下，最大限度地给予资源共享。
访问控制的基础，是主体和客体的安全属性。实施访问控制，侧重保护的是客体。每个需要加以保护的客体，都得按安全要求，预先标识一组相应的安全属性，并以此鉴别、确定对客体访问的允许与否。这个标识安全属性称为访问控制表；同样，每个主体也应当设有相应的访问控制表，用以标示它访问客体的能力。此处标识的作用就是“授权”，用以标明哪些主体有权访问。所确定的访问权限实际是允许的访问方式，读、写、查询、增加、删除、修改等操作的组合还有安全的访问过程等。
3.3数据加密 一般而言，上述提供的安全技术已能够基本满足一般的数据库应用，但对于一些重要部门或敏感领域的应用，仅靠上述措施还是难以完全保证数据的安全性。因为所有数据以可读的原始形式存储在数据库中，某些用户尤其是一些内部用户（包括 DBA），仍可能高明的从数据库系统的内存中导出所需要的信息，或者采用其他方式越权打入数据库，从系统的后备存储器上窃取数据或篡改数据。这样也没法保护数据的真实性、可靠性。因此，对于敏感数据的加密保护，也成为数据库安全策略的重要任务之一。
3.4审计追踪和攻击检测 虽然存取控制在经典和现代安全理论中都是实施安全策略的最重要手段，但软件工程技术目前还没有达到形式证明一个系统的安全体系的程度，因此不可能保证任何一个系统完全不存在安全漏洞，也没有一种可行的方法，可以彻底的解决合法用户在通过身份认证后滥用特权的问题。因而，大型DBMS提供的审计追踪和攻击检测便成了一个十分重要的安全措施，也是任何一个安 全系统中不可缺少的最后一道防线。
审计功能在系统运行时，可以自动对数据库的所有操作记录在审计日志中，它用来监视各用户对数据库施加的动作。攻击检测系统则是根据审计数据分析检测内部和外部攻击者的攻击企图，再现导致系统现状的事件，分析发现系统安全的弱点，追查相关责任者。
3.5数据库备份与恢复 数据备份与恢复是实现信息安全运行的重要技术之一，能保证信息系统因各种原因遭到破坏时，能尽快投入使用。任何一个数据库在使用过程中，都可能因各种原因使数据库受到破坏，导致系统崩溃，这时就需要对数据库进行相应的安全恢复。一般来说，数据库的恢复可以通过磁盘镜像、数据库备份文件和数据库在线日志三种方式来完成。在数据库优化设计中，应该同时考虑数据库的恢复能力和性能，找到二者的平衡点。
参考文献
[1]邱海燕 等译，分布式数据库管理系统实践，清华大学出版社，2014.1.
[2]朱居正 译，数据库原理（第7版）：使用Access2013演示与实践，清华大学出版社，2015.6.
[3]于戈 申德荣等，分布式数据库系统：大数据时代新型数据库技术 第2版，机械工业出版社，2016.1.
关键词：网络安全；分布式数据库；加密/解密
1引言
分布式数据库系统和普通数据库系统一样，它只是数据库系统的一种特殊形式。分布式数据库系统是可运行的且按分布式数据库方式存储和维护数据，并向应用的网络环境系统提供数据和信息的分布式系统。用户欲访问分布式数据库系统，首先要由任意一个站点登录，进行身份验证，系统确认用户的合法身份后接受用户提出的事务处理请求，并把用户事务经用户接口转换后由编译层进行语法、语义分析、授权检查、事务分解等操作，而后交事务管理层监督执行。分解得到的访问本地数据的子事务，由本地数据库管理系统具体执行，访问远程数据的子事务，则通过通讯系统交给远程的事务管理层，由远程事务管理层监督远程数据库管理系统具体执行。子事务的分解和异步执行过程对用户是透明的。这样通过分布式数据库系统把物理上分布的数据在逻辑上统一起来了。
随着Internet技术的迅速发展和信息共享要求的不断提高，数据库与Web的结合日趋紧密，基于Web的数据库应用系统正得到越来越广泛的应用。这种应用系统的特点是网上信息和用户都具有分布性，用户及其权限又具有多样性。在这种系统中，可能会有未经授权的用户非法访问系统数据甚至更改和破坏数据，还可能会有授权用户访问权限以外的数据。在许多用户并发访问数据库中的相同数据时，有可能造成不正确的结果和数据的不一致，这就使得数据库的安全性技术成为了一个至关重要的问题。
2分布式数据库的安全隐患
任何软件也难以对渗透到整个计算机环境中的不安全因素明察秋毫，或多或少的存在缺陷，它所提供的安全服務只是避免了大多数的常见问题，而在各类信息系统实际运行时出现的各种不容易被发现、却非常致命的问题往往被疏忽掉，缺乏灵活性。下面我们首先来分析下各种分布式数据库的不安全因素：
2.1黑客（Hacker）的攻击 黑客攻击已有几十年的历史，其攻击手段有：猎取用户口令、进行身份攻击、伪装、隐秘通道、引入程序蠕虫、推论导出、进行突破防火墙活动等。
2.2计算机病毒攻击 计算机病毒有新的发展，表现在：病毒的种类迅速增加、病毒的机制越来越复杂化，破坏性和攻击性越来越强、Internet 的互联网环境为病毒的流行提供了方便。
2.3网络安全环境的脆弱性
2.3.1操作系统安全的脆弱性。这是由操作系统的结构体制、操作系统的程序是可以动态连接、可以创建进程、提供远过程调用（PRC）等所造成的，一个可以打补丁和可渗透的操作系统是不可能从根本上解决安全问题的，但是操作系统支持程序的动态连接和数据动态交换是现代系统集成和系统扩展的需要，显然这与安全是相矛盾的；
2.3.2数据库管理系统安全的脆弱性。目前流行的商用数据库管理系统的安全别，一般达到美国国防部颁发的可信计算机系统评估标准（TCSEC）中的 C2 级要求。而数据库管理系统的安全与操作系统的安全应该配套，因为数据库的安全管理也是建立在分级管理概念上的，也要依靠可信计算基〔TCB〕方式，所以数据库管理系统也是脆弱的；
2.3.3网络协议的脆弱性。网络协议的脆弱性反映在网络协议安全保障的低水平；
2.3.4网络上口令的破译。常用的方法是把加密的口令解密，通过信道窃取口令。例如当用户使用TELNET或FTP连接在远程主机的账号时，Internet上传输的口令是没有加密的，通过监视用户携带的IP 包就可获取它们。然后用户名和口令通过合法方式登录到系统，成千上万的系统就是被这种方式入侵的。
3 数据库的基本安全机制
3.1身份认证 在开放共享的多用户系统环境下，数据库系统必须要求用户进行身份认证。这是访问数据库的第一道防线，目的是防止非法用户访问数据库。可以说身份认证是安全系统防止非法用户侵入的第一道安全防线，它的目的是识别系统授权的合法用户、防止非法用户访问数据库系统。用户要登录系统时，必须向系统提供用户标识（Use-Identification）和鉴别信息（Authentication），以供安全系统识别认证。在当前流行的这几种RDBMS中，身份认证一般有三级系统登录，数据库连接和数据库对象使用，系统登录一般由操作系统提供检查，要求用户输入用户名或口令加以验证。通过系统安全检查后可以处理业务流程，当要求访问数据库时，就要数据库管理系统验证当前用户身份是否可以进行数据库访问。
3.2访问控制 所谓访问控制，一般是指系统内部的访问控制，或者说，是系统内部主体对客体访问所受到的控制。实施访问控制，是维护系统安全、保护系统资源的重要技术手段，也是计算机系统中数据库系统安全机制的核心。保护的主要目标是被访问的客体。其主要任务是对存取访问权限的确定、授予和实施。其目的就是在保证系统安全的前提下，最大限度地给予资源共享。
访问控制的基础，是主体和客体的安全属性。实施访问控制，侧重保护的是客体。每个需要加以保护的客体，都得按安全要求，预先标识一组相应的安全属性，并以此鉴别、确定对客体访问的允许与否。这个标识安全属性称为访问控制表；同样，每个主体也应当设有相应的访问控制表，用以标示它访问客体的能力。此处标识的作用就是“授权”，用以标明哪些主体有权访问。所确定的访问权限实际是允许的访问方式，读、写、查询、增加、删除、修改等操作的组合还有安全的访问过程等。
3.3数据加密 一般而言，上述提供的安全技术已能够基本满足一般的数据库应用，但对于一些重要部门或敏感领域的应用，仅靠上述措施还是难以完全保证数据的安全性。因为所有数据以可读的原始形式存储在数据库中，某些用户尤其是一些内部用户（包括 DBA），仍可能高明的从数据库系统的内存中导出所需要的信息，或者采用其他方式越权打入数据库，从系统的后备存储器上窃取数据或篡改数据。这样也没法保护数据的真实性、可靠性。因此，对于敏感数据的加密保护，也成为数据库安全策略的重要任务之一。
3.4审计追踪和攻击检测 虽然存取控制在经典和现代安全理论中都是实施安全策略的最重要手段，但软件工程技术目前还没有达到形式证明一个系统的安全体系的程度，因此不可能保证任何一个系统完全不存在安全漏洞，也没有一种可行的方法，可以彻底的解决合法用户在通过身份认证后滥用特权的问题。因而，大型DBMS提供的审计追踪和攻击检测便成了一个十分重要的安全措施，也是任何一个安 全系统中不可缺少的最后一道防线。
审计功能在系统运行时，可以自动对数据库的所有操作记录在审计日志中，它用来监视各用户对数据库施加的动作。攻击检测系统则是根据审计数据分析检测内部和外部攻击者的攻击企图，再现导致系统现状的事件，分析发现系统安全的弱点，追查相关责任者。
3.5数据库备份与恢复 数据备份与恢复是实现信息安全运行的重要技术之一，能保证信息系统因各种原因遭到破坏时，能尽快投入使用。任何一个数据库在使用过程中，都可能因各种原因使数据库受到破坏，导致系统崩溃，这时就需要对数据库进行相应的安全恢复。一般来说，数据库的恢复可以通过磁盘镜像、数据库备份文件和数据库在线日志三种方式来完成。在数据库优化设计中，应该同时考虑数据库的恢复能力和性能，找到二者的平衡点。
参考文献
[1]邱海燕 等译，分布式数据库管理系统实践，清华大学出版社，2014.1.
[2]朱居正 译，数据库原理（第7版）：使用Access2013演示与实践，清华大学出版社，2015.6.
[3]于戈 申德荣等，分布式数据库系统：大数据时代新型数据库技术 第2版，机械工业出版社，2016.1.