Nghiên cứu một số mô hình đảm bảo an ninh cơ sở dữ liệu và thử nghiệm ứng dụng

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ



LÊ THỊ SINH



NGHIÊN CỨU MỘT SỐ MÔ HÌNH ĐẢM BẢO
AN NINH CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG





LUẬN VĂN THẠC SĨ






Hà Nội - 2010



2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ



LÊ THỊ SINH



NGHIÊN CỨU MỘT SỐ MÔ HÌNH ĐẢM BẢO
AN NINH CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG

Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Công nghệ phần mềm
Mã số: 60 48 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Trịnh Nhật Tiến








Hà Nội - 2010

3


MỤC LỤC
 Error! Bookmark not defined.
 6
 6
 7
 8
Chương 1.  10
1.  10
  10
1.1.1.1. C   10
1.1.1.2. C  11
  11
  11
  12
  13
 18
 18
 19
 19
 20
-[7] 22
 22
 24
 24
 24

 24
 28
 28
 28
 28
 28
 28
Chương 2.  29
 29
 29
 29
 30
 36

4

 36
 36
 37
 37
 37
2.3.3. S  38
Chương 3.  40
 40
RUZZOULLMAN (HRU) 42
 42
 44
 44
 47
 50

 51
 51
- GRANT 53
 53
 54
 55
 58
 ENTITY MODEL) 60
3.4.1.  60
 60
 60
 62
 63
 63
 65
 69
 69
 70
  71
 72
 72
 74
 75
3.5. 76
 78
 80

5

 80

 82
3.7.2.1  82
 86
 87
 88
 88
 88
 89
 89
ng 89
 91
 91
 93
ng c  93
 95
Chương 4.  102
 102
 103
 103
 104
 107
 107
 107
 108
  109

6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Tên hình
Trang
  n t X sang Y
12
 thng kip
13
 th
14
 thng m
15
c c
20
-Ruzzo-Ullman
36
 t ma trn truy cp
45
t qu thc hin tun t  th G
50
  v quyn thun ngh - Grant
52
 v  th 
56
  v  th ng
57
 d liu 3 mc ANSI/SPARC
63
i quan h git t
67
a mt kiu turse
71

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Tên bảng
Trang
B
34
Bng 3.2 Ma trn truy cp
36
B
38
B-Grant
45
Bc truy c
54
Bng 3.6 Bng lp an ninh
58
Bng 3.7 Trc th
58
B v bng truy nhp bt buc AC
66

7

Tên bảng
Trang
B v bt mm
68
B v mt quan h c EMPLOYEE
85

Bng 3.11. Gih  a quan h EMPLOYEE
86
Bng 3.12 Quan h 
88
B 1 v update trong quan h c
89

89


BẢNG CÁC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT

TỪ VIẾT TẮT
NGHĨA TIẾNG ANH
NGHĨA TIẾNG VIỆT
CNTT
Information Technology
 
CSDL
Data Base
C s d liu
DAC
Dicretionary Access Control
Models
i khint truy nh


Operating Systems
H 
HSSV

Student
Hc sinh, s
MAC
Mandatory Access Control
Models

TCB
Trusted Computing Base

AC
Access Constraint table

ER
External Rules

CR
Conceptual Rules
tr
CL
Capability List

ACL
Access Control List





8

LỜI NÓI ĐẦU
 










kho 


g 





- 
- 
- 

 



h 






9













 


 
 Chƣơng 1.    


 Chƣơng 2. 

 Chƣơng 3.    


       
Winslelt.
 Chƣơng 4. 
- 

             
- 

         ,     
QG n) 
        -   D



10

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ AN NINH HỆ THỐNG THÔNG TIN
1.1. VẤN ĐỀ AN NINH CƠ SỞ DỮ LIỆU
Vi s  
x i khng ln trong mt thi gian ngt sc cn thiy
 lic t ch mng
ma nhii khng ln
d li ca d li ng rt ln so vi h
thng chy vic m b lit sc quan trng.
   thng qu ng
dng loi la h thng CSDL mt phthc hin,
pha b thng CSDL.
     o m    n ca h
th 
- u bo v  i nhiu bo v 


- Thi gian tn ti .
- S  nhiu m 
T  y h thng CSDL s phi nhiu him ha.



 [3]:
-  
 
.
-    

- N

1.1.1. Khái niệm Cơ sở dữ liệu
1.1.1.1. Cơ sở dữ liệu và mô hình Cơ sở dữ liệu
 d liu (CSDL) p h lip hc t chc d
liu ch  mi quan h gii s dng 
nh ng logic cho d lii qun tr 
tc t chp quyn truy cphn ca d lii
  qun tr CSDL.

11

 biu ding trong th gii thi dng mt
quan nim . m tp hm biu din ca CSDL 
u d lirc d liu, 
thc bo v 
1.1.1.2. Cơ sở dữ liệu dạng quan hệ

CSDL dng quan h n tng t tp hp
h. CSDL dng quan h  i quan h ng
vi mt bng d liu, mi ng vi mt bn ghi (mt mu tin
hay mt b d liu) cn qui ct ng)  mt thua
ng.
 liu quan h u  dng nhiu nht bi
 t  nht.
m bo an ninh trong CSDL dng quan h m bo an ninh cho
ng, d li.
1.1.2. Vấn đề bảo vệ Cơ sở dữ liệu
1.1.2.1. Những hiểm họa đối với Cơ sở dữ liệu
Trong CSDL, him hc hiu  nhn (c hay
) s dng k thuc bit   tin hay sdo h thng qu
S m ti an ninh CSDL bao gm vic xem trm, sa cha ho
liu. Hu qu ca s m hm h

- Lộ tin: Np  truy cp  xem d liu, hay ly tin
mt bng suy din t 
- Sửa chữa dữ liệu không hợp pháp: p  
n ca d liu trong CSDL.
- Từ chối dịch vụ: Nhtruy nhp d liu hay s dng
 trong CSDL.
Him h sau:
- Hiểm họa không cố ý: i ro v t, ha hon, l
thi   thut trong phn cng, phn mm; s      a con
i. Tt c nh n h th liu.
- Hiểm họa cố ý:   i dng c   i dng lm dc
quyy quyn c m hch bng
vic to ra virut, trojan horse hay ca sp  ly ci mn.

12

1.1.2.2. Những yêu cầu bảo vệ Cơ sở dữ liệu
Bo v m ho v  d
liu, i vic cp nht d liu p  (m ).
Nhng u v bo v CSDL bao gm:
* Yêu cầu bí mật:
- Bảo vệ tránh những truy nhập không được phép: Ch p
 truy nhp phc h qun tr CSDL ki
chng li nhng d 
- Bảo vệ tránh suy diễn: Suy di t t nhng
d li vic th. D
nga viu t vic thp t
* Yêu cầu toàn vẹn:
- Toàn vẹn của CSDL: Bo v CSDL  
 i ni dung d liu. Vic bo v CSDL, mt m thng kim
 tc hu ca h qun tr
CSDL, m tc bit.
- Toàn vẹn hoạt động của dữ liệu: Bn nh v logic ca d liu
trong CSDL khi xy ra tranh chp.
- Toàn vẹn ngữ nghĩa của dữ liệu: Bnh logic ca vic chnh sa
d li n bt buc.
- Kế toán và kiểm toán: Kh i tt c p ti d li
  bn d liu v mt v
- Quản lý và bảo vệ các dữ liệu nhạy cảm ch liu nhy
c ), mt s  n).
Vi CSDL pha trn bao gm c d liu nhy c li,  bo
v phc tu.
- Bảo vệ đa mức: Thit lu bo v 
 c nhy c c cn

ghi ho. 
chia truy cp ta bp c
- Hạn chế chuyển dịch thông tin: Loi b vic chuy
gic chuyt hic quy
 nh c quyn cung c
ng n tho hoc d nh ,  
    b     c b 
 s d th
c ging ca h thng.

13

1.1.2.3. Các phương pháp bảo vệ Cơ sở dữ liệu
 bo v d lin phi bo v bng nhiu lp:
+ L Lp m
+ Lp trong: Lp H 
+ Lp trong tip theo: Lp CSDL.
+ Lp d liu trong CSDL.
 bo v  :
+ King
+ Kin
+ Kip
i vi ta s dng k thut m .
Tm bo o ra d liu m y,
 p l m u co
v i vc tip qua mng, 
ch  sn 
* Kiểm soát luồng (lƣu lƣợng):
 u khi  p.
Lung xut hin gi    t  

 a trong mng
   nhn c trong Y
nh nhn trc tip t  l.



u liu phc
vi phm lung xut hiu chuyn d liu gic
 ki t ch
 kiu t h th th 
i ng. Hop l  mi quan h trong li
ng  lc bo v ng  mc
th ng loi b nhng vi phm v n cho lp
th

 t X
 t Y
Lu thng tin
   n t X sang Y

14

* Kiểm soát suy diễn:
T, kin nhm bo v d liu khi
p. c X,   
li: Y = f(X).
  tin trong h thng gm :
(1) Truy nhập gián tiếp: X    c quy    c
p d li dng.
: Cnh Select * from HANG where Y=15

 tho u kinh s b l  bi
cn gi t.
(2) Dữ liệu tương quan: L      li  c
 ng i d liu Y cn bo v.
: Thunhap(Y) = Luong(X) - Thue(X).
N       b l  c bo v Thu nh  

(3) Mất dữ liệu: Lt s t ca tp d liu
c bi bi truy nh
cha tro.
* Kiểm soát truy nhập:
Bim bo tt c ng truy nhp h thng ph
to v d liu. H thng kii s
d th  li
 thng kip gm hai phn:
(1) Tập chính sách an ninh và quy tắc truy nhập: t ra ki
 trong h thng.
(2) Tập các thủ tục kiểm soát (cơ chế an ninh): Kiu truy nhp, cho
 ch



n truy 










Hình 1.2 

15

Các chính sách an ninh:
L
danh 

- Tên (Identifier): () 

- Uỷ quyền (Authrization): 

Giới hạn quyền truy nhập:
 

- 
 

- 


-  
- : 

16



































17

Quản lý quyền truy nhập:      


- 

-  

- C

Chính sách kiểm soát truy nhập: 

   

Chính sách phân cấp: 
 
 U)
onfidential  C)
 S)
TS)

18

1.2. VẤN ĐỀ AN NINH MẠNG MÁY TÍNH
1.2.1. Khái niệm Mạng máy tính


, 

- Các thiết bị cuối 
  
, 

- Các thiết bị kết nối        
           
chu


 
- Hệ thống truyền dẫn 

ay  M



Các hình thức kết nối:
(1) Kết nối điểm - Điểm:
- 

- 

-  .
- 
(2) Kết nối quảng bá
-  




19

- - 

-  

Các kiểu mạng:
(1) Mạng cục bộ (LAN):
MLAN 

 

(2) Mạng diện rộng (WAN):
  


(3) Liên mạng (Internets):
Internet 
 

1.2.2. Vấn đề bảo vệ Mạng máy tính
1.2.2.1. Những hiểm họa đối với Mạng máy tính
(1) Nguyên nhân: 
   do 
- 

- 


  trong  
- 


- T ,   
 ng. khi
,  
.

20

(2) Hiểm hoạ: 

- e 
- 

- 


- 
 ).
- 


- 

- 

1.2.2.2. Những yêu cầu bảo vệ Mạng máy tính
u bo v mm bo v c phn cn mm.

-   ch v  ng truyn gi    ng
 c v 
u.
- t: d li k xu nghe, ly trm hoc nu l
  hiu ni dung.
-  vn: d ling truy  k xu gi
mo hoi ni dung, liu truyng pha ch, hn ch 
 ng truyn.
Các phƣơng pháp bảo vệ Mạng máy tính:
(1) Mã hoá: 
 th s
dng gi hoc gia hai ng dng.


21

(2) Mã kết nối giữa hai máy: 


 


* Mã hóa đầu cuối (mã hoá ứng dụng): 




 
-


(3) Bức tường lửa: 



 



 




22

1.3. VẤN ĐỀ AN NINH HỆ ĐIỀU HÀNH [4]-[7]
1.3.1. Khái niệm Hệ điều hành
    
 

.

- 
- c 

- 





 


5 minh

               

 [7].

23


















































24

1.3.2. Vấn đề bảo vệ Hệ điều hành
1.3.2.1. Những hiểm họa đối với Hệ điều hành

 
,   

1.3.2.2. Những yêu cầu bảo vệ Hệ điều hành
 b
,  
1.3.2.3. Các phương pháp bảo vệ Hệ điều hành
* Nhận dạng và xác thực ngƣời dùng:  ca h thng an ninh. Vi mc
   nh th nhn d  t v  
nhn bi h

(1) Hệ thống xác thực dùng thông tin để nhận biết ngƣời dùng:
- Hệ thống mật khẩu: c nhn dng qua mt chu 
m  thng bit.
- Hệ thống hỏi - đáp: c nhn dng qua vic tr li
ca h th
  t ng.
- Hệ thống xác thực kép (bt tay): h thng t gii thiu vi
c h thng. Vic h thng xut hin xut hi
 cc cu thc
i ng mt khu.
(2) Hệ thống xác thực dùng thông tin sở hữu của ngƣời dùng:
V  thng th: th t chch ho hoc b vi x c
c xut hip nhn th t.
(3) Hệ thống xác thực dùng thông tin cá nhân của ngƣời dùng:

 nh,
c,  lc ch  ng
 nhn dng h thng
sau:
- H thng Fax - nh c, nhn dng bng
i chii vi  
- H thn dng theo kt qu 
vi da h th.

25

- H thc tay: nhn d c ch c ch vi
thit b p.
- H thi chiu vi m.
- H thc: nhn dc
t.
 th c lp hoc kt hp nhiu h th
m  an ninh cn thit.
c, tuy
vy vi nh l
 c.




                

 
* Các chức năng an ninh khác:
(1) Bảo vệ bộ nhớ:  nh n

 cho d li
B nh u mc chia s, t m n m
s. Vic thc hi ki cc bo v tinh vi  m
ki b nh  .
Truy nhập không đồng thời: i truy nhn b nh t nh
t thng thi   ng phi
c loi b ng tun t.
Hạn chế: (ch  n ch i b
khi bn sao nhng tham sc chia s loi b khi bn sao
 thn ch t 
  bo v phn c    b nh g a ch 
n v, thanh ghi gii h u to
trong phn cu.
(2) Kiểm soát truy nhập tài nguyên:       ng
(thc hin tia h th thc hin m v
ng, tin b nh a ch, s dng CPU, g
 nh th ct b
vt c  c bo v 
hoc ngc c 