CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ AN TOÀN THÔNG TIN TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU 1. Giới thiệu chung về an toàn, bảo mật cơ sở dữ liệu An ninh cơ sở dữ liệu đã trở thành một vấn đề có tầm quan trọng toàn cầu, những kẻ xâm nhập tìm mọi con đường để đánh cắp dữ liệu. Hướng triển khai nhiều lớp bảo mật trong môi trường cơ sở dữ liệu quan trọng là phương pháp hữu hiệu nhất để giảm thiểu nguy cơ xâm phạm dữ liệu. Nếu nhiều lớp bảo mật được áp dụng cho một môi trường lưu trữ dữ liệu, khi đó những kẻ xâm nhập sẽ có một thời gian khó khăn hơn khi truy cập dữ liệu.
Để bảo mật môi trường lưu trữ dữ liệu cần có những lớp bảo vệ sau: Bảo mật cơ sở dữ liệu, bảo mật máy tính và an ninh mạng. Khái niệm cơ bản CSDL được hiểu là một tập hợp các dữ liệu, các quy tắc dữ liệu và chỉ ra mỗi quan hệ giữa các dữ liệu ấy. Thông qua quy tắc này thì người tạo lập CSDL mô tả khuôn dạng logic cho dữ liệu [1]. Hệ quản trị CSDL: Hay trình quản lý CSDL (DBMS) là một hệ thống chương trình hỗ trợ thuận lợi cho người tạo lập CSDL và quản lý CSDL.
Ví dụ như hệ quản trị CSDL Access của Microsoft: Hỗ trợ cho việc tạo bảng, câu lệnh truy vẫn, các khung nhìn, thủ tục lưu trữ. rất thuận tiện, thực hiện các chính sách về truy cập CSDL. Người quản trị CSDL: Là những người xác định các quy tắc về tổ chức, kiểm soát, cấp quyền truy cập đến các thành phần của CSDL. Ví dụ như hệ quản trị CSDL của Microsoft là SQL server: Người quản trị có thể tạo ra những quy tắc, cấp quyền truy xuất đến CSDL,.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Người dùng tương tác đến CSDL: Là những đối tượng truy xuất đến CSDL thông qua hệ quản trị CSDL hay ứng dụng có tương tác (truy xuất) đến CSDL. Ví dụ: Website báo chí cần truy xuất thông tin bài báo bằng cách thực hiện kết nối đến CSDL. Các thành phần của DBMS Một DBMS thông thường bao gồm nhiều môđun tương ứng với các chức năng sau: Định nghĩa dữ liệu - DDL. Thao tác dữ liệu - DML.
Hỏi đáp cơ sở dữ liệu - QL. Quản trị cơ sở dữ liệu - DBMS. Nguyên lý hoạt động: Yêu cầu người dùng cuối hoặc một chương trình ứng dụng thông qua câu lệnh của DML hoặc QL để thao tác với CSDL. Các câu lệnh này được thông dịch bằng bộ xử lý DML, QL.
Kết quả đưa ra các câu hỏi tối ưu theo lược đồ CSDL. Sau đó các câu lệnh được đưa tới bộ quản lý CSDL. Tại đây bộ quản lý CSDL kiểm tra xem người dùng hoặc chương trình có được phép truy cập tới CSDL không, thông qua bảng phân quyền. Ngoài tra chương trình quản lý CSDL không, thông qua bảng truy cập đồng thời.
Tiếp đó thực hiện truy vấn tới chương trình quản lý file, thực thi các thao tác trên file. Chương trình này chịu trách nhiệm lấy dữ liệu từ trong CSDL rồi trả về kết quả cho người dùng thông qua chương trình quản lý file, chương trình quản lý CSDL. Bộ xử lý DML, QL là nơi tiếp nhận sự trả về cuối cùng [1]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Tương tác giữa trình ứng dụng và cơ sở dữ liệu Tất cả mọi thao tác nhằm truy vấn tới CSDL đều được thực hiện thông qua các thủ tục của DBMS.
Thực hiện một câu lệnh DML tương ứng với một thủ tục của DBMS truy cập tới CSDL. Các mức mô tả dữ liệu DBMS mô tả dữ liệu theo nhiều mức khác nhau và được mô tả như sau [1]: Tầng hiển thị logic: Chức năng của tầng là hỗ trợ các ứng dụng hiển thị trên đó, việc xây dựng tầng này phụ thuộc vào các yêu cầu của mô hình logic và mục đích của ứng dụng. Tầng hiển thị logic mô tả một phần tầng lược đồ CSDL logic. Tầng này sử dụng DDL để định nghĩa các hiển thị logic và DML để thực hiện các thao tác trên đó.
Tầng lược đồ dữ liệu logic: Ở tầng này tất cả dữ liệu của CSDL được mô tả sử dụng mô hình logic của DBMS. Dữ liệu và các mối quan hệ của dữ liệu được mô tả qua DDL của DBMS và các thao tác khác nhau trên tầng này được xác định thông qua DML của DBMS. Tầng dữ liệu vật lý: Ở tầng này kiến trúc lưu trữ của dữ liệu chính là các file trên bộ nhớ ngoài. Dữ liệu là các dữ liệu vật lý được lưu trữ như bản ghi hay con trỏ của bản ghi.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 Việc DBMS tạo ra các tầng khác nhau trong mô tả của dữ liệu làm cho khái niệm về logic và vật lý của dữ liệu trở nên độc lập ở cả hai mức logic và vật lý. Độc lập logic nghĩa là một lược đồ logic có thể được thay đổi mà không làm thay đổi các chương trình ứng dụng làm việc của lược đồ này. Độc lập vật lý nghĩa là lược đồ dữ liệu vật lý có thể thay đổi mà không cần thay đổi các ứng dụng truy cập dữ liệu trên đó. Vấn đề an toàn trong cơ sở dữ liệu 1.
Các hiểm hoạ đối với an toàn cơ sở dữ liệu Hiểm họa đối với an ninh cơ sở dữ liệu là người truy cập trái phép vào CSDL nhằm sao chép, sửa đổi, khám phá thông tin. Hiện nay, hiểm họa hàng đầu đối với an toàn cơ sở dữ liệu là: Lạm dụng quyền vượt mức: Người dùng sử dụng quyền vượt mức các yêu cầu trong chức năng công việc của mình. Lạm dụng quyền hợp pháp: Người dùng sử dụng không dúng mục đích quyền của mình để thu thập dữ liệu. Nâng cấp quyền bất hợp pháp: Kẻ tấn công thay đổi quyền truy nhập của người bình thường thành quyền truy nhập của một người quản trị.
Lợi dụng các điểm yếu của nền tảng: Các điểm yếu trên hệ điều hành, điểm yếu trong các dịch vụ được cài đặt máy chủ CSDL có thể dẫn tới truy nhập bất hợp pháp, hay từ chối dịch vụ. SQL Injection: Kẻ tấn công chèn các mệnh đề CSDL bất hợp pháp vào nguồn CSDL SQL. Để truy nhập và khai thác dữ liệu. Mã độc: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 Kẻ tấn công sử dụng các mã độc, hoặc phần mềm độc hại để thâm nhập vào các tổ chức để lấy cắp dữ liệu nhạy cảm.
Lợi dụng lỗ hổng truy vết: Không phát hiện và ngăn chặn được hành động tấn công của người dùng do không ghi lại được đầy đủ những hành động của người dùng. Từ chối dịch vụ: Người dùng hợp pháp sẽ không thể truy cập được dữ liệu hay các ứng dụng trên mạng. Lợi dụng sự sơ hở để khai thác phương tiện lưu trữ: Do các phương tiện lưu trữ không thường xuyên được bảo vệ khỏi các tấn công dễ dẫn đến mất mát đĩa và băng sao lưu CSDL. Các yêu cầu bảo vệ cơ sở dữ liệu Bảo vệ cơ sở dữ liệu khỏi các hiểm hoạ, có nghĩa là bảo vệ tài nguyên, đặc biệt là dữ liệu khỏi các thảm hoạ, hoặc truy nhập trái phép.
Các yêu cầu bảo vệ cơ sở dữ liệu gồm [2]: Bảo vệ chống truy cập trái phép: Đây là một vấn đề được quan tâm chính trong an toàn CSDL. Nó bao gồm việc truy cập hợp pháp tới dữ liệu của người được cấp quyền. Các yêu cầu truy cập sẽ được DBMS kiểm tra lại để xem xét có chấp nhận quyền đó của người dùng hay chương trình ứng dụng không thông qua bảng phân quyền. Bảo vệ chống suy diễn: Suy diễn chỉ rõ khả năng thu được thông tin bí mật từ những dữ liệu đã được công khai.
Vấn đề suy diễn thường là mối đe dọa lớn của cơ sở dữ liệu thống kê. Người dùng sẽ bắt đầu tìm thông tin ẩn từ những dấu vết để lại trên thông tin đã được công khai. Bảo vệ toàn vẹn CSDL: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 9 Bảo vệ truy vấn lại sự truy cập trái phép bắt nguồn từ các lỗi, virut, sự phá hoại hoặc các lỗi hệ thống. DBMS dựa vào dạng bảo vẹn thông qua việc kiểm soát tính đúng đắn của hệ thống, các thủ tục sao lưu, phục hồi dữ liệu, các thủ tục an toàn dữ liệu.
Tính đúng đắn của các phép toán thực hiện trên dữ liệu: Yêu cầu này đảm bảo tính tương thích logic của dữ liệu và các thao tác thực hiện đồng thời trên dữ liệu. Tính toàn vẹn về mặt ngữ nghĩa của dữ liệu: Yêu cầu đảm bảo tính tương thích logic của dữ liệu bị thay đổi, bằng cách kiểm tra dữ liệu có nằm trong khoảng giá trị cho phép hay không. Dữ liệu có khả năng lưu vết và kiểm tra: Là khả năng ghi lại mọi truy cập tới dữ liệu và dữ liệu có khả năng kiểm tra được nhằm đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu. Xác thực người dùng: Hệ thống phải có khả năng xác thực đối tượng người dùng và quyền truy cập của người dùng tới dữ liệu, chỉ có người có quyền hợp pháp mới được truy cập tới dữ liệu.
Bảo vệ dữ liệu nhạy cảm: Bảo vệ dữ liệu nhạy cảm là một vấn đề rất quan trọng đặt biệt trong các môi trường năng động, nhạy cảm như quân đội, thương mại… Có nhiều cấp độ bảo vệ khác nhau: Tùy vào tính chất nhạy cảm của dữ liệu mà phân cấp, cấp độ bảo vệ khác nhau và trao quyền cho người dùng truy cập tới dữ liệu là khác nhau. Giới hạn thông tin truyền nhằm tránh mất mát thông tin trên đường truyền. Kiểm soát an toàn Có thể bảo vệ được cơ sở dữ liệu thông qua các phương pháp an toàn sau: Kiểm soát luồng. Kiểm soát suy diễn.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 Kiểm soát truy nhập. Kiểm soát luồng Kiểm soát luồng là kiểm tra xem thông tin có trong một số đối tượng có đi vào các đối tượng có mức bảo vệ thấp hơn hay không. Các kiểm soát luồng điều chỉnh phân bố luồng thông tin giữa các đối tượng có khả năng truy nhập. Các chính sách kiểm soát luồng cần phải chỉ ra các luồng có thể được chấp nhận, hoặc phải điều chỉnh.
Kiểm soát suy diễn Kiểm soát suy diễn nhằm mục đích bảo vệ dữ liệu không bị khám phá gián tiếp. Các kênh suy diễn chính trong hệ thống là: Truy nhập gián tiếp: Từ dữ liệu được phép truy nhập để khám phá ra những dữ liệu khác qua các câu hỏi truy vấn.