2025年04月14日
在当今数字化时代，数据成为了企业和组织的核心资产，数据库作为存储和管理数据的关键基础设施，其安全性至关重要。然而，数据库面临着诸多威胁，稍有不慎，就可能导致数据泄露、篡改或丢失，给企业带来不可估量的损失。本文将深入剖析数据库安全威胁，并详细介绍相应的安全对策，为您守护数据库安全提供全面指南。
一、数据库安全威胁剖析
（一）非授权的信息泄露
未获授权的用户有意或无意得到信息，通过对授权访问的数据进行推导分析获取非授权信息也属于此类。在实际场景中，一些不法分子可能会利用公开的用户基本信息（如年龄、性别、地区），结合某些特定的算法或统计规律，推导出用户的敏感信息，如收入水平、健康状况等。在医疗数据库中，若攻击者获取了患者的部分检查结果和就诊记录，经过精心分析，可能会推断出患者所患的重大疾病，这严重侵犯了患者的隐私。
（二）非授权的数据修改
包括所有通过数据处理和修改而违反信息完整性的行为，且非授权修改不一定涉及非授权信息泄露，因为即使不读取数据也可以进行破坏。在金融领域，黑客可能会恶意篡改客户的账户余额、交易记录等数据，直接影响客户的财产安全和金融机构的信誉。这种篡改行为不仅破坏了数据的完整性，还可能引发严重的金融风险。
（三）拒绝服务
指会影响用户访问数据或使用资源的行为。黑客可以通过发动分布式拒绝服务（DDoS）攻击，向数据库服务器发送大量的请求，使其资源耗尽，无法正常响应合法用户的请求。在线购物平台在促销活动期间遭受 DDoS 攻击，导致用户无法下单、查询订单，商家的销售额大幅下降，同时也损害了用户体验，造成客户流失。
（四）自然或意外灾害
如地震、水灾、火灾等，这些事故可能会破坏系统的软硬件，导致数据丢失或损坏。2017 年，美国休斯敦遭受飓风哈维袭击，许多企业的数据库服务器因洪水浸泡而损坏，数据丢失严重。由于缺乏有效的备份和恢复措施，一些企业的业务陷入瘫痪，甚至破产。这凸显了在面对自然灾害时，数据库安全防护的重要性。
（五）系统软硬件中的错误
软件漏洞、硬件故障等都可能导致数据库出现异常，影响数据的安全性和完整性。数据库管理系统中的某个模块存在漏洞，攻击者可能利用该漏洞获取未授权的访问权限，进而篡改或窃取数据。硬件方面，硬盘故障可能导致数据丢失，内存错误可能影响数据的读取和写入操作。
（六）人为错误
操作人员在进行数据库管理和维护过程中，可能会因疏忽、误操作等原因导致安全问题。管理员误删重要的数据表，或者在配置权限时出现错误，使得某些用户获得了过高的权限，从而引发安全风险。这些人为错误往往难以完全避免，但可以通过加强培训和规范操作流程来降低发生的概率。
（七）恶意代理
病毒、特洛伊木马和后门是这类威胁中的典型代表。病毒可以自我复制并传播，感染数据库服务器，破坏数据文件；特洛伊木马则隐藏在正常的程序中，当用户运行该程序时，木马会在后台窃取数据或执行恶意操作；后门是开发者故意留下的通道，方便后期维护，但如果被攻击者利用，就会成为严重的安全隐患。在一款热门的手机应用中植入特洛伊木马，当用户使用该应用时，木马会自动收集用户的账号密码等信息，并发送给攻击者。
二、数据库安全对策详解
（一）防止非法的数据访问
这是数据库安全关键的需求之一。数据库管理系统必须根据用户或应用的授权来检查访问请求，以保证仅允许授权的用户访问数据库。与操作系统中的文件访问控制相比，数据库的访问控制要复杂得多。首先，控制的对象有更细的粒度，如表、记录、属性等；其次，数据库中的数据是语义相关的，所以用户可以不直接访问数据项而间接获取数据。为了实现有效的访问控制，可以采用多种方式，如基于角色的访问控制（RBAC），根据用户在组织中的角色分配相应的权限。普通员工只能查看部分数据，而部门经理可以查看和修改与本部门相关的数据。
（二）防止推导
推导指的是用户通过授权访问的数据，经过推导得出机密信息，而按照安全策略，该用户是无权访问此机密信息的。在统计数据库中，需要特别防止用户从统计聚合信息中推导得到原始个体信息。为了防止推导，可以采用数据脱敏技术，对敏感数据进行模糊化处理。在统计学生成绩时，将具体分数替换为成绩等级（优秀、良好、中等、及格、不及格），这样既能满足统计分析的需求，又能保护学生的个人隐私。
（三）保证数据库的完整性
该需求指的是保护数据库不受非授权的修改，以及不会因为病毒、系统中的错误等导致的存储数据破坏。这种保护通过访问控制、备份 / 恢复以及一些专用的安全机制共同实现。备份 / 恢复在数据库管理系统领域得到了深入的研究，它们的主要目标是在系统发生错误时保证数据库中数据的一致性。可以采用定期全量备份和增量备份相结合的方式，每天进行一次全量备份，在两次全量备份之间进行多次增量备份。这样，在数据丢失或损坏时，可以快速恢复到最近的正常状态。
（四）保证数据的操作完整性
定位于在并发事务中保证数据库中数据的逻辑一致性。一般而言，数据库管理系统中的并发管理器子系统负责实现这部分需求。在多用户并发访问数据库时，可能会出现数据冲突的情况。两个用户同时对同一账户进行取款操作，如果不加以控制，可能会导致账户余额出现错误。通过使用锁机制，当一个用户对账户进行操作时，对该账户加锁，其他用户只能等待锁释放后才能进行操作，从而保证数据的一致性。
（五）保证数据的语义完整性
在修改数据时，保证新值在一定范围内符合逻辑上的完整性。对数据值的约束通过完整性约束来描述。可以针对数据库定义完整性约束（定义数据库处于正确状态的条件），也可以针对变换定义完整性约束（修改数据库时需要验证的条件）。在设计学生信息数据库时，设置年龄字段的取值范围为 1 - 120 岁，性别字段只能取值为 “男” 或 “女”，这样可以确保录入的数据符合实际逻辑。
（六）审计和日志
为了保证数据库中数据的安全，一般要求数据库管理系统能够将所有的数据操作记录下来。这一功能要求系统保留日志文件，安全相关事件可以根据系统设置记录在日志文件中，以便事后调查和分析，追查入侵者或发现系统的安全弱点。审计和日志是有效的威慑和事后追查、分析工具。与数据库中多种粒度的数据对应，审计和日志需要面对粒度问题。因为记录对一个细粒度对象（如一个记录的属性）的访问可能有用，但是考虑到时间和代价，这样做可能并不实用。在实际应用中，可以根据重要性和风险程度，选择记录关键数据的操作，如对敏感数据的修改、高权限用户的登录等。
（七）标识和认证
同计算机系统的用户管理类似，使用的方法也非常类似。与其他系统一样，标识和认证是数据库的第一道安全防线。标识和认证是授权、审计等的前提条件。常见的标识和认证方式有用户名和密码、指纹识别、面部识别等。采用多因素认证方式，结合密码和短信验证码，可以提高认证的安全性，有效防止非法用户登录数据库。
（八）机密数据管理
数据库中的数据可能有部分是机密数据，也有可能全部是机密数据（如军队的数据库），而有些数据库中的数据全部是公开的数据。对于同时保存机密和公开数据的数据库而言，访问控制主要保证机密数据的保密性，仅允许授权用户的访问。这些用户被赋予对机密数据进行一系列操作的权限，并且禁止传播这些权限。此外，这些被授权访问机密数据的用户应该与普通用户一样可以访问公开数据，但是不能相互干扰。另一种情况是用户可以访问一组特定的机密数据，但是不能交叉访问。此外，还有一种情况是用户可以单独访问特定的机密数据集合，但是不能同时访问全部机密数据。在企业的研发数据库中，对不同项目的机密数据设置不同的访问权限，只有参与相应项目的人员才能访问相关数据，并且禁止将数据泄露给其他项目成员。
（九）多级保护
多级保护表示一个安全需求的集合。现实世界中很多应用要求将数据划分不同保密级别。在多级保护体系中，进一步的要求是研究如何赋予多数据项组成的集合一个恰当的密级。数据的完整性和保密性是通过给予用户权限来实现的，用户只能访问拥有的权限所对应级别的数据。政府部门的数据库根据数据的敏感程度分为秘密、机密、绝密等不同级别，不同级别的数据只能由相应权限的人员访问，确保数据的安全性。
（十）限界
限界的意义在于防止程序之间出现非授权的信息传递。信息传递出现在 “授权通道”“存储通道” 和 “隐通道” 中。授权通道通过授权的操作提供输出信息，例如编辑或编译一个文件。存储通道是存储区，一个程序向其中存储数据，而其他程序可以读取。隐通道指的是使用系统中并非设计用来进行通信的资源在主体间通信的信道。通过限制程序的访问权限和资源使用范围，可以有效防止非授权的信息传递。对程序进行严格的沙箱隔离，使其只能在规定的范围内访问数据和资源，避免通过隐通道泄露机密信息。
三、数据库安全机制核心
（一）用户身份认证
通过用户名、密码、生物识别等多种方式确认用户身份。金融机构采用指纹识别和短信验证码双重认证，确保用户登录安全，防止非法登录窃取资金信息。
（二）存取控制
依据用户权限控制对数据库对象的访问。在企业资源规划（ERP）系统中，财务人员只能访问财务相关数据，限制访问范围，保护数据安全。
（三）数据库加密
对数据库中的数据进行加密处理，加密存储和传输。电商数据库对用户支付信息加密，即使数据被窃取，攻击者也难以获取真实信息。
（四）数据审计
详细记录数据库操作，实时监测异常行为。互联网广告平台审计广告投放数据操作，及时发现恶意刷量等作弊行为，保障广告投放效果和平台信誉。
（五）推理控制
防止用户从已知数据推导出敏感信息。在人口普查数据库中，对统计数据进行处理，避免用户从汇总数据推算出个人详细信息。
数据库安全是一个复杂而又关键的领域，需要我们充分认识到各种安全威胁，并采取全面、有效的安全对策。只有这样，才能确保数据库中的数据安全可靠，为企业和组织的稳定发展提供坚实保障。在未来，随着技术的不断发展，数据库安全面临的挑战也会不断变化，我们需要持续关注并不断完善数据库安全防护体系，以应对日益复杂的安全形势。
文字来源：技进之路