随着计算机的普及以及网络的发展,数据库已经不再仅仅是那些程序员所专有的话题。而Oracle数据库更是凭借其性能卓越,操作方便灵活的特点,在数据库的市场中已经占据了一席之地。但是同样随着网络技术的不断进步,数据信息的不断增加,数据安全已经不再是以前的“老生长谈”,也更不是以前书本上那些“可望不可及”的条条框框。
或许很久以前,大家都觉得Oracle数据库的安全并不存在隐患,因为Oracle公司在去年11月份开始促销其数据库软件时提出的口号是“只有Oracle9i能够做到绝对安全”。但是不管它这么说是为了促销,还是为了扩大知名度,总之伴去年12 月份,英国的安全专家 David Litchfield 发现的9iAS 中存在的程序错误导致的缓冲溢出漏洞以及后来,PenTest Limited 和 eEye Digital Security 各自提出了一个小的漏洞,所有使用Oracle公司产品的人都不由地紧张了原本松弛的大脑--这个对于用户来说,毕竟关系到了自己的“身家性命”。
下面笔者将带着大家走进Oracle数据安全的世界。由于笔者水平有限,所以不足之处在所难免,望大家不吝赐教。
(一)Oracle数据库的一些基本常识 这里仅仅是为了以后的安全奠定一些基础,因为我们后面要用到它们。
1.Oracle所包含的组件:
在 Oracle,数据库是指整个 Oracle RDBMS 环境,它包括以下组件:
?Oracle 数据库进程和缓冲(实例)。
?SYSTEM 表空间包含一个集中系统类目,它可以由一个或多个数据文件构成。
?其它由数据库管理员 (DBA)(可选)定义的表空间,每个都由一个或多个数据文件构成。
?两个以上的联机恢复日志。
?归档恢复日志(可选)。
?其它文件(控制文件、Init.ora、Config.ora 等)。
每个 Oracle 数据库都在一个中央系统类目和数据字典上运行,它位于SYSTEM 表空间。
2.关于“日志”
Oracle数据库使用几种结构来保护数据:数据库后备、日志、回滚段和控制文件。下面我们将大体上了解一下作为主要结构之一的“日志”:
每一个Oracle数据库实例都提供日志,记录数据库中所作的全部修改。每一个运行的Oracle数据库实例相应地有一个在线日志,它与Oracle后台进程LGWR一起工作,立即记录该实例所作的全部修改。归档(离线)日志是可选择的,一个Oracle数据库实例一旦在线日志填满后,可形成在线日志归档文件。归档的在线日志文件被唯一标识并合并成归档日志。
?关于在线日志:一个Oracle数据库的每一实例有一个相关联的在线日志。一个在线日志由多个在线日志文件组成。在线日志文件(online redo log file)填入日志项(redo entry),日志项记录的数据用于重构对数据库所作的全部修改。
?关于归档日志:Oracle要将填满的在线日志文件组归档时,则要建立归档日志(archived redo log)。其对数据库备份和恢复有下列用处:
<1>数据库后备以及在线和归档日志文件,在操作系统和磁盘故障中可保证全部提交的事物可被恢复。
<2>在数据库打开和正常系统使用下,如果归档日志是永久保存,在线后备可以进行和使用。
数据库可运行在两种不同方式下:NOARCHIVELOG方式或ARCHIVELOG 方式。数据库在NOARCHIVELOG方式下使用时,不能进行在线日志的归档。如果数据库在ARCHIVELOG方式下运行,可实施在线日志的归档。
3.物理和逻辑存储结构:
Oracle RDBMS是由表空间组成的,而表空间又是由数据文件组成的。表空间数据文件被格式化为内部的块单位。块的大小,是由DBA在Oracle第一次创建的时候设置的,可以在512到8192个字节的范围内变动。当一个对象在Oracle表空间中创建的时候,用户用叫做长度的单位(初始长度((initial extent)、下一个长度(next extent)、最小长度(min extents)、以及最大长度(max extents))来标明该对象的空间大小。一个Oracle长度的大小可以变化,但是要包含一个由至少五个连续的块构成的链。
4.Oracle与Microsoft SQL Server比较下的联网协议:
(二)Oracle数据安全的维护 记得某位哲学家说过:“事物的变化离不开内因和外因。”那么对于Oracle数据安全这个话题而言,也势必分为“内”和“外”两个部分。那么好,我们就先从“内”开始说起:
§1.从Oracle系统本身说起
我们先抛开令人闻风色变的“hacker”和其他一些外部的原因,先想一下我们的数据库。什么硬盘损坏,什么软件受损,什么操作事物……一系列由于我们的“疏忽”而造成的系统问题就完全可以让我们辛苦建立的数据库中的数据一去不复返。那么,我们就先从自己身上找找原因吧。
【一】解决系统本身问题的方法--数据库的备份及恢复
?数据库的备份:
关于Oracle数据库的备份,标准地有三中办法:导出/导入(Export/Import)、冷备份、热备份。导出备份是一种逻辑备份,冷备份和热备份是物理备份。
<1>导出/导入(Export/Import)
利用Export可将数据从数据库中提取出来,利用Import则可将提取出来的数据送回Oracle数据库中去。
a.简单导出数据(Export)和导入数据(Import)
Oracle支持三种类型的输出:
(1)表方式(T方式),将指定表的数据导出。
(2)用户方式(U方式),将指定用户的所有对象及数据导出。
(3)全库方式(Full方式),将数据库中的所有对象导出。
数据导出(Import)的过程是数据导入(Export)的逆过程,它们的数据流向不同。
b.增量导出/导入
增量导出是一种常用的数据备份方法,它只能对整个数据库来实施,并且必须作为SYSTEM来导出。在进行此种导出时,系统不要求回答任何问题。导出文件名缺省为export.dmp,如果不希望自己的输出文件定名为export.dmp,必须在命令行中指出要用的文件名。
增量导出包括三个类型:
(1)“完全”增量导出(Complete)
即备份整个数据库,比如:
$exp system/manager inctype=complete file=990702.dmp
(2)“增量型”增量导出
备份上一次备份后改变的数据。比如:
$exp system/manager inctype=incremental file=990702.dmp
(3)“累计型”增量导出(Cumulative)
累计型导出方式只是导出自上次“完全” 导出之后数据库中变化了的信息。比如:
$exp system/manager inctype=cumulative file=990702.dmp
数据库管理员可以排定一个备份日程表,用数据导出的三个不同方式合理高效地完成。比如数据库的备份任务可作如下安排:
?星期一:完全导出(A)
?星期二:增量导出(B)
?星期三:增量导出(C)
?星期四:增量导出(D)
?星期五:累计导出(E)
?星期六:增量导出(F)
?星期日:增量导出(G)
如果在星期日,数据库遭到意外破坏,数据库管理员可按以下步骤来恢复数据库:
第一步:用命令CREATE DATABASE重新生成数据库结构;
第二步:创建一个足够大的附加回段。
第三步:完全增量导入A:
$imp system./manager inctype= RECTORE FULL=Y FILE=A
第四步:累计增量导入E:
$imp system/manager inctype= RECTORE FULL=Y FILE =E
第五步:最近增量导入F:
$imp system/manager inctype=RESTORE FULL=Y FILE=F
<2>冷备份
冷备份发生在数据库已经正常关闭的情况下,当正常关闭时会提供给我们一个完整的数据库。冷备份是将关键性文件拷贝到另外位置的一种说法。对于备份Oracle信息而言,冷备份是最快和最安全的方法。冷备份的优点是:
?是非常快速的备份方法(只需拷贝文件)
?容易归档(简单拷贝即可)
?容易恢复到某个时间点上(只需将文件再拷贝回去)
?能与归档方法相结合,作数据库“最新状态”的恢复。
?低度维护,高度安全。
但冷备份也有如下不足:
?单独使用时,只能提供到“某一时间点上”的恢复。
?在实施备份的全过程中,数据库必须要作备份而不能作其它工作。也就是说,在冷备份过程中,数据库必须是关闭状态。
?若磁盘空间有限,只能拷贝到磁带等其它外部存储设备上,速度会很慢。
?不能按表或按用户恢复。
如果可能的话(主要看效率),应将信息备份到磁盘上,然后启动数据库(使用户可以工作)并将所备份的信息拷贝到磁带上(拷贝的同时,数据库也可以工作)。冷备份中必须拷贝的文件包括:
?所有数据文件
?所有控制文件
?所有联机REDO LOG文件
?Init.ora文件(可选)
值得注意的是冷备份必须在数据库关闭的情况下进行,当数据库处于打开状态时,执行数据库文件系统备份是无效的
下面是做冷备份的完整例子:
(1) 关闭数据库$sqldba lmode=y
SQLDBA >connect internal;
SQLDBA >shutdown normal;
(2) 用拷贝命令备份全部的时间文件、重做日志文件、控制文件、初始化参数文件
SQLDBA >!
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(2)SQL*PLUS编程用户的规范
?存储结构的规范
考虑到用SQL*PLUS编程可实现各行各业、各公司、各部门多种多样的应用需求,我们的SQL*PLUS编程用户也应该朝这个方向规范:不同种类的应用必须有不同的用户;不同种类的应用必须有不同的存储位置,包括物理文件、缺省表空间、临时表空间的创建和规划:当准备编写某一较大规模(从ORACLE数据量和面向用户量考虑)应用程序时,首先应该创建一个逻辑的存储位置-表空间,同时定义物理文件的存放路径和所占硬盘的大小。
①、物理文件缺省的存放路径在/oracle_home/dbs下,在命令行下用UNIX指令df -k 可查看硬盘资源分区的使用情况。如果oracle_home使用率达90‰以上,而且有一个或多个较为空闲的硬盘资源分区可以利用,我们最好把物理文件缺省的存放路径改到较为空闲的硬盘资源分区路径下。在此路径下我们可以这样规划资源物理文件的存储:
xxx表空间
xxx行业/ xxx公司/ xxx 部门/ xxx 服务.dbf
DEMO表空间
default_datafile_home1/col /elec/sys4/demo1.dbf
default_datafile_home1/col /elec/sys4/demo2.dbf
公司系统四部摹拟演示系统物理文件
HUMAN表空间
default_datafile_home1/col/elec/human/human.dbf
公司人事部人事管理系统物理文件
BOOK表空间
default_datafile_home1/col/elec/book/book.dbf
公司资料室图书管理系统物理文件
QUESTION表空间
default_datafile_home1/col/elec/client/question.dbf
公司客户服务部问题库系统物理文件
PC表空间
default_datafile_home1/col/chaoxun/client/pc.dbf
公司PC机售后服务系统物理文件
……表空间
default_datafile_home2/……………………………
等等
说明:其中default_datafile_home1指oracle_home/dbs;
default_datafile_home2指较为空闲的硬盘资源分区路径。
②、物理文件的大小根据应用系统的数据量、数据对象、程序包的多少来定。一般用于摹拟演示的小系统,表空间初始的物理文件为2M即能满足要求,如果信息量满,还可以增加物理文件,扩充表空间(每次扩充大小也可暂定为2M);一般实际运行的应用系统可适当增加表空间初始的物理文件大小,但也不要一次分配太大(因为不易回收空间,却易扩充空间),这也需要根据具体情况具体分析:信息量大、需长时间保存的应用在条件允许情况下,表空间可以大到几百M甚至上G;信息量小、短期经常刷新的应用,表空间可以控制在2M以下。
③、表空间的名称应该采用同系统应用相似的英文字符或字符缩写,表空间所对应的一个或多个物理文件名也应有相关性。不同用户所处的缺省表空间不同,存储的信息就不能互相访问。这比把所有用户信息都储存在系统表空间,安全性大大提高了。如果用ORACLE WEB SERVER管理端口创建的用户,其缺省和临时表空间一定是系统表空间,DBA切记要改变用户的缺省表空间。临时表空间存放临时数据段,处理一些排序、合并等中间操作,根据实际应用的需求可以把它们放在专门创建的表空间里;如果系统表空间大,也可以把它们放在系统表空间。用户创建的数据索引最好和数据文件分开存放在不同表空间,以减少数据争用和提高响应速度。
?密码和用户名的规范
有相当数量的ORACLE用户名和密码一致,这是个很不安全的因素。我们建议ORACLE用户名和密码一定不要一样,密码最好在五,六位字符以上。不同用户间不应该使用相同的密码。用户名的定义可根据实际应用的英文名来设,而依据编程人员的姓名定义的用户名实际上不规范,可在日后的工作中结合上述有关存储结构规范的说明逐步改进。
(3)特殊要求用户的规范
在ORACLE数据库使用过程中,还会遇到一些有特殊要求的用户:非编程人员需要对某个表有查询、增加、删除、修改的权利。DBA应创建一个这样的用户,先确定用户名和密码,再规定相关应用所在缺省表空间(包含某个表)和临时表空间,最后TABLE属主给其授权:赋予CONNECT角色SELECT、INSERT、DELETE、UPDATE ON THE TABLE的对象级权限,这可根据实际需求自由取舍。
举例:●给新用户授于对象级权限(命令行方式):
假设新用户NEW2需要有查询、删除、修改DCD用户的表EMP。
%svrmgrl
SVRMGR>connect internal; 以系统管理员登录
SVRMGR>create user new2 identified by new2345 default tablespace app;
SVRMGR>connect dcd/dcdpwd; 以dcd用户登录
SVRMGR>grant connect to new2;
SVRMGR>grant select on emp to new2;
SVRMGR>grant delete on emp to new2;
SVRMGR>grant update on emp to new2;
说了这么多关于用户的问题,那么接下来我们就详细得说一下关于密码文件的使用以及维护--在Oracle数据库系统中,用户如果要以特权用户身份(INTERNAL/SYSDBA/SYSOPER)登录Oracle数据库可以有两种身份验证的方法:即使用与操作系统集成的身份验证或使用Oracle数据库的密码文件进行身份验证。因此,管理好密码文件,对于控制授权用户从远端或本机登录Oracle数据库系统,执行数据库管理工作,具有重要的意义。
Oracle数据库的密码文件存放有超级用户INTERNAL/SYS的口令及其他特权用户的用户名/口令,它一般存放在ORACLE_HOME\DATABASE目录下。
?密码文件的创建:
在使用Oracle Instance Manager创建一数据库实例的时侯,在ORACLE_HOME\DATABASE目录下还自动创建了一个与之对应的密码文件,文件名为PWDSID.ORA,其中SID代表相应的Oracle数据库系统标识符。此密码文件是进行初始数据库管理工作的基础。在此之后,管理员也可以根据需要,使用工具ORAPWD.EXE手工创建密码文件,命令格式如下:
C:\ >ORAPWD FILE=< FILENAME > PASSWORD =< PASSWORD > ENTRIES=< MAX_USERS >
各命令参数的含义为:
FILENAME:密码文件名;
PASSWORD:设置INTERNAL/SYS帐号的口令;
MAX_USERS:密码文件中可以存放的最大用户数,对应于允许以SYSDBA/SYSOPER权限登录数据库的最大用户数。由于在以后的维护中,若用户数超出了此限制,则需要重建密码文件,所以此参数可以根据需要设置得大一些。
有了密码文件之后,需要设置初始化参数REMOTE_LOGIN_PASSWORDFILE来控制密码文件的使用状态。
?设置初始化参数REMOTE_LOGIN_PASSWORDFILE:
在Oracle数据库实例的初始化参数文件中,此参数控制着密码文件的使用及其状态。它可以有以下几个选项:
NONE:指示Oracle系统不使用密码文件,特权用户的登录通过操作系统进行身份验证;
EXCLUSIVE:指示只有一个数据库实例可以使用此密码文件。只有在此设置下的密码文件可以包含有除INTERNAL/SYS以外的用户信息,即允许将系统权限SYSOPER/SYSDBA授予除INTERNAL/SYS以外的其他用户。
SHARED:指示可有多个数据库实例可以使用此密码文件。在此设置下只有INTERNAL/SYS帐号能被密码文件识别,即使文件中存有其他用户的信息,也不允许他们以SYSOPER/SYSDBA的权限登录。此设置为缺省值。
在REMOTE_LOGIN_PASSWORDFILE参数设置为EXCLUSIVE、SHARED情况下,Oracle系统搜索密码文件的次序为:在系统注册库中查找ORA_SID_PWFILE参数值(它为密码文件的全路径名);若未找到,则查找ORA_PWFILE参数值;若仍未找到,则使用缺省值ORACLE_HOME\DATABASE\PWDSID.ORA;其中的SID代表相应的Oracle数据库系统标识符。
?向密码文件中增加、删除用户:
当初始化参数REMOTE_LOGIN_PASSWORDFILE设置为EXCLUSIVE时,系统允许除INTERNAL/SYS以外的其他用户以管理员身份从远端或本机登录到Oracle数据库系统,执行数据库管理工作;这些用户名必须存在于密码文件中,系统才能识别他们。由于不管是在创建数据库实例时自动创建的密码文件,还是使用工具ORAPWD.EXE手工创建的密码文件,都只包含INTERNAL/SYS用户的信息;为此,在实际操作中,可能需要向密码文件添加或删除其他用户帐号。
由于仅被授予SYSOPER/SYSDBA系统权限的用户才存在于密码文件中,所以当向某一用户授予或收回SYSOPER/SYSDBA系统权限时,他们的帐号也将相应地被加入到密码文件或从密码文件中删除。由此,向密码文件中增加或删除某一用户,实际上也就是对某一用户授予或收回SYSOPER/SYSDBA系统权限。
要进行此项授权操作,需使用SYSDBA权限(或INTERNAL帐号)连入数据库,且初始化参数REMOTE_LOGIN_PASSWORDFILE的设置必须为EXCLUSIVE。具体操作步骤如下:
创建相应的密码文件;
设置初始化参数REMOTE_LOGIN_PASSWORDFILE=EXCLUSIVE;
使用SYSDBA权限登录: CONNECT SYS/internal_user_passsword AS SYSDBA;
启动数据库实例并打开数据库;
创建相应用户帐号,对其授权(包括SYSOPER和SYSDBA): 授予权限:GRANT SYSDBA TO user_name;
收回权限:REVOKE SYSDBA FROM user_name;
现在这些用户可以以管理员身份登录数据库系统了;
?使用密码文件登录:
有了密码文件后,用户就可以使用密码文件以SYSOPER/SY
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