Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Базы данных. Лекции по курсу. В 4 частях. Ч.4. Учебное пособие
.pdf
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
__________________________________________________________________________
В. М. СТАСЫШИН, Т. Л. СТАСЫШИНА
БАЗЫ ДАННЫХ
ЛЕКЦИИ ПО КУРСУ
В четырех частях
Часть 4
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2025
УДК 004.655.3(075.8)
С 779
Рецензенты:
д-р физ.-мат. наук, вед. науч. сотр. ИВМиМГ СО РАН И. М. Куликов
директор ЦИУ, ст. преп. кафедры ТПИ О. Е. Аврунев
Работа подготовелена на кафедре теоретической и прикладной
информатики для бакалавров IV курса ФПМИ
Стасышин В. М.
С 779 Базы данных. Лекции по курсу: учебное пособие:
В 4 ч. /
В. М. Стасышин, Т. Л. Стасышина. – Новосибирск: Изд-во НГТУ,
2021 – 2025.
ISBN 978-5-7782-4543-3
Ч. 4: – 2025. – 80 с.
ISBN 978-5-7782-5480-0
В четвертой части лекций рассмотрены вопросы безопасности баз
данных. Поскольку интерес злоумышленников к области информационных технологий возрастает, эти вопросы являются весьма актуальными. В данной части курса лекций делается обзор основных положений политики безопасности, различного вида угроз и атак, специфичных для баз данных, рассматриваются различные модели управления
доступом
обеспечения безопасности баз данных. Учебное пособие иллюстрировано большим числом примеров, способствующих успешному усвоению материала.
ций «Технологии баз данных», читаемых студентам факультета прикладной математики и информатики направлений 01.03.02, 02.03.03.
Более подробно вопросы безопасности баз данных
в курсе «Администрирование информационных систем» для студентов
ФПМИ направления 02.03.03.
информационными технологиями и самостоятельно осваивающим вопросы разработки баз данных.
(дискреционная, ролевая, мандатная), средства и методы
Включенный в пособие материал входит в программы курсов лек-
рассматриваются
Материал может быть полезен также специалистам, занимающимся
УДК 004.655.3(075.8)
ISBN 978-5-7782-5480-0 (Ч. 4) © Стасышин В. М., Стасышина Т. Л., 2025
ISBN 978-5-7782-4543-3 © Новосибирский государственный
технический университет, 2025
ВВЕДЕНИЕ
Безопасность и защита баз данных имеют много общего с информа-
ционной безопасностью как более широкой областью. Поэтому, говоря
о безопасности баз данных, необходимо учитывать и вопросы информационной безопасности в целом.
Система является безопасной (security system), если она управляет
доступом к информации таким образом, что только авторизованные
лица или действующие от
читать, изменять, создавать или удалять информацию. При этом
стоит отметить, что абсолютно безопасных систем не существует.
Нужно привыкать к мысли: что бы мы ни делали, рано или поздно мы
будем атакованы и к этому нужно готовиться.
Если рассмотреть все угрозы, то 99 % процентов
кладки, ошибки в программном обеспечении) – это то, с чем может
столкнуться каждый из нас, кто не предпринимает должных мер безопасности. Указанные угрозы действуют неизбирательно. Эти угрозы
снимаются (или локализуются) стандартными средствами защиты.
Оставшийся 1 % – это так называемые целевые (таргетированные)
атаки.
Целевая (таргетированная) атака – это
которой контролируется в реальном времени человеком, являющимся
центром атаки. Целью такой атаки является хищение информации из информационной системы конкретной компании, организации или государственной службы. Важными отличительными особенностями таргетированных атак можно назвать их продолжительность, длительный
и ресурсозатратный период подготовки, а также использование не
только технических и
но и активное воздействие на людей с помощью психологии и методов
социальной инженерии. Синоним целевой атаки – APT-атака (advanced
их имени процессы (программы) имеют право
угроз (вирусы, за-
вид кибератаки, процесс
компьютерных средств для ее осуществления,
3
persistent threat – «развитая устойчивая угроза»). APT-атаки отличаются
высокой степенью сложности, их трудно обнаружить и устранить.
Таким же термином АРТ обозначают комплекс всевозможных технических и программных средств, утилит и программного обеспечения,
необходимых для совершения целевой атаки. В настоящий момент существует огромное множество всевозможных средств атаки, к которым
потенциальные злоумышленники могут получить
доступ в сети или на
теневых рынках. При этом большинство современных систем безопасности не требует создания уникальных средств для взлома и поддаются
уже имеющимся инструментам в нужной комбинации и при нужной
стратегии.
На случай обострения ситуации у США есть заготовки сценариев
таких атак на Россию, и у России есть подобные
заготовки для недружественных стран. Именно поэтому кибербезопасность – это, пожалуй,
единственная сфера, где Соединенные Штаты соглашаются на переговоры и сотрудничество с нами.
Подавляющее число программных систем содержит базу (базы) данных, управляемую СУБД (систему управления базой данных). База данных содержит разностороннюю информацию, с которой работает программная система.
Именно хищение этой информации и является целью
атаки злоумышленников при попытке проникновения в информационную систему конкретной компании, организации или государственной
службы. Эта информация требует надлежащей надежной защиты.
4
1. НЕКОТОРЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Ниже приведены наиболее важные термины, которые далее будут
использоваться при изложении материала.
Конфиденциальная информация (sensitive information) – информа-
ция, требующая защиты.
Доступ к информации (access to information) – ознакомление с информацией, ее обработка (в частности копирование), модификация,
уничтожение.
Субъект доступа (access subject) – лицо или процесс, действия которого регламентируются правилами разграничения доступа.
Объект доступа
зированной системы, доступ к которой регламентируется правилами
разграничения доступа. Объектами доступа (контроля) в СУБД является практически все, что содержит конечную информацию: таблицы
(базовые или виртуальные), представления, а также более мелкие элементы данных: столбцы и строки таблиц и даже поля строк (значения).
Таблицы базы
теля.
Правила разграничения доступа (security policy) – совокупность пра-
вил, регламентирующих права субъектов доступа к объектам доступа.
Санкционированный доступ (authorized access to information) – доступ к информации, который не нарушает правил разграничения доступа.
Несанкционированный доступ (unauthorized access to information) –
доступ к информации, который нарушает правила разграничения доступа с
объекта или субъекта доступа.
использованием штатных средств.
Идентификатор доступа (access identifier) – уникальный признак
(access object) – единица информации автомати-
данных и представления имеют владельца или созда-
5
Идентификация (identification) – присвоение объектам и субъектам
доступа идентификатора и (или) сравнение предъявляемого идентификатора с перечнем присвоенных идентификаторов.
Пароль (password) – идентификатор субъекта, который является его
секретом.
Аутентификация (authentification) – проверка принадлежности
субъекта доступа к предъявленному им идентификатору, подтверждение подлинности.
В СУБД на этапе подключения к базе данных проводится идентификация и проверка подлинности пользователей. В дальнейшем пользователь или процесс получает доступ к данным в соответствии с его набором полномочий.
Уровень полномочий субъекта доступа (subject privilege) – совокуп-
ность прав субъекта доступа (для краткости используется термин «привилегия»).
Нарушитель правил разграничения доступа (security policy violator) –
субъект доступа, который осуществляет несанкционированный доступ
к информации.
Модель нарушителя (security policy violator model) – абстрактное
описание нарушителя правил разграничения доступа.
Целостность информации (information integrity) – способность
средства вычислительной техники (в рассматриваемом случае – информационной системы в целом) обеспечить неизменность информации
в условиях случайного и (или) преднамеренного искажения (разрушения).
Метка конфиденциальности (sensitivity label) – элемент информации, характеризующий конфиденциальность объекта.
Многоуровневая
защита (multilevel secure) – защита, обеспечивающая разграничение доступа субъектов с различными правами доступа
к объектам разных уровней конфиденциальности.
6
2. АНАЛИЗ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ.
ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ УГРОЗ
Начнем с нескольких бесспорных утверждений относительно без-
опасности баз данных.
1. Во-первых, безопасность – комплексная проблема, охватывающая не только работу СУБД, но и функционирование сетей, ОС и других
компонентов каждой системы.
Нельзя построить систему безопасности базы данных в отрыве от
проблемы безопасности сети, операционной системы, и следует говорить о
100 % защиты не существует – все определяет цена вопроса. Если речь
идет о бухгалтерии организации – это один уровень защиты; если необходимо защитить коммерческую информацию организации – другие затраты; защита информации военного ведомства
уровень затрат; защита информации, содержащей государственную
тайну, требует еще больших вложений.
сти) укажут десятки видов угроз безопасности и покажут, что практически любая защита преодолима. Существует множество источников
угроз:
которые сами связаны с
знания и опыт (фильмы, книги, передачи) говорят о том, что информацию можно скопировать, передать по сети, украсть винчестер, системный блок; существуют различные закладки в программах для съема информации, вирусы, масса специальных технических средств для съема
информации: можно использовать видеоинформацию с экрана, электро-
безопасности Информационной системы в целом.
2. Во-вторых, это задача непростая.
Технический прогресс движется вперед, и, как отмечалось выше,
– еще более высокий
Специалисты по защите информации (информационной безопасно-
а) ОТСС (основные технические средства и системы) – средства,
хранением и обработкой информации. Ваши
7
магнитные излучения от монитора; вычислить нажатие клавиш на клавиатуре, аналогично тому, как это делают взломщики сейфов;
б) ВТСС (вспомогательные технические средства и системы) –
средства, которые сами не обрабатывают информацию, но находятся
вблизи: электропровода, системы отопления, системы вентиляции, системы заземления, радиоперехват – все они могут служить для съема
информации с расположенных
вблизи ОТСС;
в) человеческий фактор – основная угроза. Появление информации
в СМИ о том, что где-то в открытый доступ попала, например, финансовая информация клиентов банка, клиентов сотового оператора, – это,
с большой долей вероятности, есть следствие недобросовестности сотрудников, поскольку в техническом плане банковские системы безопасности достаточно надежны.
В
зависимости от целей используются различные способы защиты:
а) технические и сетевые методы (e-токены, защищенная выделенная сеть);
б) программные методы (шифрование, различные технологии защиты, использование сертифицированного программного обеспечения);
в) организационные методы (принцип законности, соблюдение правил, персональная ответственность, ограничение полномочий).
3. В-третьих, безопасность обходится недешево:
средства
защиты – дорогие (сертификация рабочих мест в соот-
ветствии с требованиями Федеральной информационной системы);
сертификация программного обеспечения в соответствии с требо-
ваниями ФСТЭК, ФСБ;
необходимость иметь лицензии на деятельность по технической
защите информации, на использование криптографических средств.
4. В-четвертых, безопасность вообще и безопасность баз данных
в частности – это не
только дорогое удовольствие, безопасность всегда
связана с определенными неудобствами. Почти любая мера безопасности вступает в конфликт с теми или иными преимуществами в других
сферах, таких как простота использования, производительность, интероперабельность: нужно помнить пароли, появляется соблазн их записать, как следствие, возникает опасность их потерять. Генераторы для
подавления помех шумят
настолько, что вблизи них невозможно рабо-
тать. В какой-то степени мера безопасности подобна защите при борьбе
8
с терроризмом: например, в аэропорту ради безопасности нам приходится проходить досмотр.
5. В-пятых, вложения в безопасность не обещают немедленного возврата средств. Это можно сравнить со страхованием: реальная выгода
проявляется только тогда, когда случается что-то плохое, а вероятность
подобного события относительно невелика.
Проблема отчасти заключается в том, что
потребности в защите информации в разных организациях значительно различаются. Для некоторых коммерческих организаций утечка информации не составляет
большой угрозы (если не считать осложнений, связанных с законами
о конфиденциальности и защите персональных данных). Другим организациям (например, военные ведомства) это может нанести серьезный
ущерб.
Первым шагом в построении системы безопасности
является по-
строение модели угроз.
1. Оценивается уровень исходной защищенности Информационной
системы (локальная – распределенная, есть подключение к сетям общего доступа или нет, есть разграничение доступа или нет, используется собственная база данных или есть подключение к другим базам
данных и т. д.). На основании такого анализа уровень исходной защищенности Информационной системы оценивается как низкий, средний,
высокий.
2. Составляется перечень потенциальных угроз. Анализируются все
ситуации, все нарушения исходной защищенности, которые могут произойти: украден винчестер, получен доступ к информации по сети, нарушен контур безопасности, разрушена база данных и пр.
3. Оценивается вероятность осуществления каждой из угроз: маловероятная, низкая, средняя
, высокая вероятность:
а) если хранение носителей информации, электронных ключей осу-
ществляется в сейфе – угроза маловероятна;
б) доступ к Информационной системе из среды Интернет – достаточно высокая вероятность угрозы, несмотря на все предпринимаемые
меры защиты (и взлом, и вирусы);
в) доступ из внешней сети при условии использования сертифицированного грамотно настроенного
маршрутизатора (закрыты все
порты) – вероятность низкая.
9
4. Оценивается опасность реализации каждой угрозы (ущерб от ее
реализации): низкая, средняя, высокая.
В Информационной системе университета хранятся паспортные
данные, адреса, контактная информация студентов, с одной стороны,
и успеваемость, – с другой. Естественно, если злоумышленник получит доступ к паспортным данным, адресам, то ущерб будет нанесен
несоизмеримо больший, чем если кто-то
получит доступ к вашей
успеваемости.
С учетом исходной степени защищенности, вероятности осуществления угрозы, ущерба реализации угрозы угроза определяется как актуальная или неактуальная, и формулируются требования (технические,
организационные) по защите от нее (политика безопасности).
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]