Безопасность баз данных

     2 Реализация защиты в некоторых СУБД 

     2.1 Архитектура защиты Access 

     Если  у вас имеется опыт работы с  защитой, используемой на сервере или  большой ЭВМ, структура защиты в Access покажется вам знакомой. Вы можете указать пользователей, которым  предоставляется или, наоборот, не разрешается доступ к объектам базы данных. Кроме того, вы можете определить группы пользователей и назначить разрешения на уровне группы, чтобы облегчить построение защиты для большого числа пользователей. Пользователю достаточно быть членом группы, чтобы получить права доступа, установленные для неё.

     Access хранит информацию о защите  в двух местах. Во время установки  программа Setup создаст в папке  \Program Files\Microsoft Ofice\0ffice стандартный файл  рабочей группы (System.mdw), который впоследствии используется по умолчанию при запуске Access. Этот файл содержит информацию обо всех пользователях и группах. При создании базы данных Access сохраняет сведения о правах, предоставляемых конкретным пользователям и группам, в файле базы данных.

     Общая структура защиты Access отображена на рисунке 1 (см. Приложение А). Учётные записи пользователей и групп хранятся в файле рабочей группы. Разрешение на доступ к конкретным объектам сохраняются в файле базы данных.

     Расположение  текущего файла рабочей группы хранится в реестре Windows. Можно использовать служебную программу Wrkadm.exe (администратор рабочих групп) для изменения текущего или определения нового файла рабочей группы. Кроме того, можно выбирать нужный файл рабочей группы во время выполнения приложения, задав соответствующий параметр командной строки в ярлыке запуска. Если вам приходится часто запускать в сети совместно используемое защищенное приложение, нужно позаботиться о том, чтобы системный администратор задал вашу рабочую группу, используемую по умолчанию, как общий файл в сетевой папке.

     Каждая  рабочая группа имеет уникальный внутренний идентификатор, генерируемый Access при определении файла рабочих  групп. Любая база данных, созданная  пользователем рабочей группы, «принадлежит»  как этому пользователю, так и рабочей группе. Каждый пользователь и группа также имеет уникальный внутренний идентификатор, но можно дублировать один и тот же код пользователя и группы в нескольких рабочих группах. Когда вы назначаете право доступа к объекту своей базы данных, Access сохраняет в ней внутренний идентификатор пользователя или группы вместе с информацией о доступе. Таким образом, предоставленные вами права перемещаются вместе с файлом базы данных при копировании его в другую папку или на другой компьютер. 

     2.2 MS SQL Server: Защита, управление доступом 

     2.2.1 Защита и доступ 

     В критических для бизнеса приложениях, когда сервер СУБД должен быть постоянно  доступен для клиентов, большинство  профилактических работ по поддержке  базы данных приходится выполнять фактически в режиме on - line. MS SQL Server обладает возможностями динамического резервного копирования данных, т. е. даже когда эти данные используются и изменяются клиентами. В случае сбоя оборудования, отключения питания и т. д. механизм автоматического восстановления MS SQL Server восстанавливает все базы данных до их последнего целостного состояния без вмешательства администратора. Все завершенные, но не отраженные в базе транзакции из журнала транзакций применяются к базе данных (это фактически то, что происходит при событии chekpoint), а незавершенные транзакции, т. е. те, которые были активными на момент сбоя, вычищаются из журнала.

     Говоря  о симметричной архитектуре, операции резервного копирования и восстановления могут распараллеливаться на несколько потоков и выполняться одновременно, используя преимущества асинхронного ввода/вывода. На каждое резервное устройство отводится свой поток. Параллельное резервное копирование поддерживает до 32 одновременных резервных устройств (backup devices), что позволяет быстро создавать страховочные копии баз данных даже очень большой емкости. Возможность резервного копирования и восстановления отдельных таблиц, о чем мы упоминали, рассматривая Transact-SQL, позволяет экономить место и время, не выполняя копирование всей базы ради только некоторых ее объектов. Однако резервное копирование отдельной таблицы требует наложения на нее блокировки exclusive в отличие от резервного копирования всей базы или журнала транзакций, которые могут выполняться независимо от степени активности пользователей. Резервным копиям может быть назначен предельный срок хранения или дата утраты актуальности, до наступления которой место, занятое на устройстве этими копиями, не может использоваться для размещения других резервных копий при инициализации устройства. В качестве резервных устройств могут также применяться временные устройства, не входящие в состав базы и не имеющие записей в системной таблице sysdevices:

DECLARE @tomorrow char(8)

SELECT @tomorrow = CONVERT(char(8), DATEADD(dd, 1, GETDATE()) , 1)

DUMP DATABASE pubs

TO DISK = '\\ntalexeysh\disk_d\sql_experiments\pubs.dmp'

WITH INIT, EXPIREDATE=@tomorrow, STATS

     Для небольшой базы данных ее журнал транзакций обычно хранится на том же устройстве, что и сама база, и архивируется вместе с ней. Журналирование транзакций ведется по принципу write-ahead, что означает, что любое изменение сначала отражается в журнале транзакций и лишь потом попадает собственно в базу.  В случае нахождения журнала транзакций на отдельном устройстве существует возможность отдельного резервного копирования журнала транзакций. Как правило, резервное копирование базы данных организуется с меньшей частотой, чем журнала транзакций. Например, сохранение журнала транзакций выполняется ежедневно, а страховая копия всей базы может делаться раз в неделю, так как архивирование журнала транзакций происходит значительно быстрее по времени и занимает меньше места, чем дамп целой базы. В отличие от резервирования базы данных дамп журнала транзакций очищает его неактивную часть, т. е. все завершившиеся (зафиксированные или абортированные) с момента последнего дампа транзакции, если только не использована опция NO_TRUNCATE. Команда DUMP TRANSACTION TRUNCATE_ONLY, очищающая журнал транзакций, полезна в случае его переполнения, которое можно контролировать, например, оператором DBCC SQLPERF (LOGSPACE). Если степень переполнения журнала очень высока, можно при его очистке отказаться от журналирования факта самого этого события: DUMP TRANSACTION NO_LOG. Если резервное копирование транзакций не представляет интереса, можно включить опцию очистки последних завершенных транзакций в базе по наступлению события checkpoint. Cмысл механизма checkpoint состоит в периодической записи данных из кэша на диск, чтобы не допускать грязных данных. Такого рода события постоянно генерируются MS SQL Server или возникают по инициативе пользователя. Включенная опция truncate log on checkpoint гарантирует выполнение с определенной частотой обработчиком события действий, приблизительно эквивалентных команде DUMP TRANSACTION TRUNCATE_ONLY.

     При восстановлении журнала транзакций соответствующие транзакции применяются  к базе данных. Это означает, что  если в начале недели была сделана  резервная копия всей базы, а потом ежедневно архивировались транзакции за каждый день, то при необходимости восстановления поднимается состояние базы на начало недели и на него последовательно накатываются дампы журнала транзакций за все дни, предшествующие моменту восстановления. MS SQL Server 6.5 имеет возможность восстановления данных из журнала транзакций на произвольный момент времени (разумеется, отраженный в журнале) при помощи команды LOAD TRANSACTION STOPAT <t> или в окне database backup and restore выбором опции until time. Все содержащиеся в этом дампе транзакции, отмеченные завершившимися после этого момента, будут откачены.

     Возможность планирования задач резервного копирования  во времени и отсылки сообщений  по e-mail в случае успешного/неуспешного  завершения рассматривалась нами при обсуждении SQL Executive.

     MS SQL Server 6.5 предусматривает возможность  зеркалирования устройств, переключения  на зеркальные устройства в  качестве основных, выключения зеркалирования  и уничтожения зеркального устройства  также "на лету", т. е. без остановки штатной работы сервера по обслуживанию пользовательских запросов. Зеркалирование и дуплексирование устройств для работы с MS SQL Server может быть также выполнено средствами Windows NT, а также на аппаратном уровне (поддержка различных RAID-систем и т. д.). По-видимому, следует предполагать, что реализация первого этапа кластерной технологии WolfPack будет поддерживать MS SQL Server 6.5 в отказоустойчивых кластерах из двух узлов. Появление следующей версии MS SQL Server должно обеспечить работу серверов в кластере как единого виртуального сервера.

     Transfer Manager используется для экспорта/импорта  объектов и данных БД на MS SQL Server между разными аппаратными  платформами, например между процессорами Intel и Alpha, а также между разными версиями MS SQL Server, в частности из более ранних в более поздние или между равноценными (имеются в виду 4.х и 6.х). Очень часто проектирование объектов базы ведется с помощью различных графических средств, но проектная документация может требовать структуру объектов с точностью до операторов DDL. Для получения скриптов, описывающих создание отдельного объекта базы данных, можно использовать команду transfer из контекстного меню объекта или выбрать соответствующий класс и имя объекта в Transfer Manager. Кроме этого, содержимое данных может быть выгружено/загружено при помощи утилиты bcp. 

     Говоря  о преимуществах интеграции с  операционной системой, MS SQL Server использует в своей работе сервисы безопасности Windows NT. Напомним, что Windows NT на сегодня  сертифицирована по классам безопасности С2/Е3. MS SQL Server может быть настроен на работу в одном из трех режимах безопасности. Интегрированный режим предусматривает использование механизмов аутентификации Windows NT для обеспечения безопасности всех пользовательских соединений. В этом случае к серверу разрешаются только трастовые, или аутентифицирующие, соединения (named pipes и multiprotocol). Администратор имеет возможность отобразить группы пользователей Windows NT на соответствующие значения login id MS SQL Server при помощи утилиты SQL Security Manager. В этом случае при входе на MS SQL Server login name и пароль, переданные через DB-Library или ODBC, игнорируются. Стандартный режим безопасности предполагает, что на MS SQL Server будут заводиться самостоятельные login id и соответствующие им пароли. Смешанный режим использует интегрированную модель при установлении соединений по поименованным каналам или мультипротоколу и стандартную модель во всех остальных случаях.

     MS SQL Server обеспечивает многоуровневую проверку привилегий при загрузке на сервер. Сначала идентифицируются права пользователя на установление соединения с выбранным сервером (login name и пароль) и выполнение административных функций: создание устройств и баз данных, назначение прав другим пользователям, изменение параметров настройки сервера и т.д. Максимальными правами обладает системный администратор. На уровне базы данных каждый пользователь, загрузившийся на сервер, может иметь имя пользователя (username) базы и права на доступ к объектам внутри нее. Имеется возможность отобразить нескольких login id на одного пользователя базы данных, а также объединять пользователей в группы для удобства администрирования и назначения сходных привилегий. По отношению к объектам базы данных пользователю могут быть назначены права на выполнение различных операций над ними: чтение, добавление, удаление, изменение, декларативная ссылочная целостность (DRI), выполнение хранимых процедур, а также права на доступ к отдельным полям. Если этого недостаточно, можно прибегнуть к представлениям (views), для которых сказанное остается справедливым. Наконец, можно вообще запретить пользователю непосредственный доступ к данным, оставив за ним лишь права на выполнение хранимых процедур, в которых будет прописан весь сценарий его доступа к базе. Хранимые процедуры могут создаваться с опцией WITH ENCRYPTION, которая шифрует непосредственный текст процедуры, хранящийся обычно в syscomments. Права на выполнение некоторых команд (создание баз, таблиц, умолчаний, правил, представлений, процедур, резервное копирование баз и журналов транзакций) не являются объектно-специфичными, поэтому они назначаются системным администратором сервера или владельцем (создателем) базы данных при редактировании базы данных. Администрирование пользовательских привилегий обычно ведется в SQL Enterprise Manager, тем не менее в Transact-SQL имеются хранимые процедуры (sp_addlogin, sp_password, sp_revokelogin, sp_addalias, sp_adduser) и операторы (GRANT, REVOKE), которые позволяют осуществлять действия по созданию пользователей, назначению и отмене прав при выполнении скриптов. Дополнительную возможность администрирования привилегий предоставляют рассмотренные нами выше SQL-DMO.

     Управление  доступом. Система безопасности SQL Server имеет несколько уровней безопасности:

• операционная система;

• SQL Server;

• база данных;

• объект базы данных.

С другой стороны механизм безопасности предполагает существование четырех типов  пользователей: