數(shù)據(jù)庫(kù)安全在電力信息系統(tǒng)等級(jí)保護(hù)中的應(yīng)用

梁智強(qiáng)，胡朝輝，江澤鑫，周強(qiáng)峰

（廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院 智能電網(wǎng)所，廣東 廣州 510080）

1 信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的信息化、自動(dòng)化設(shè)備被用于政府辦公自動(dòng)化和企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，公用信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)使得群眾生活、生產(chǎn)日益依靠信息系統(tǒng)。信息系統(tǒng)在給政府、企業(yè)帶來(lái)便利的同時(shí)，也引入了信息安全問(wèn)題，黑客入侵和網(wǎng)絡(luò)攻擊的日益增多，信息系統(tǒng)中存在的漏洞、后門，運(yùn)行維護(hù)人員信息安全知識(shí)的匱乏等使得部分關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的關(guān)鍵系統(tǒng)受到了前所未有的安全挑戰(zhàn)。特別是信息安全事件所引發(fā)的連鎖安全事故，危害極大，如花旗集團(tuán)受到黑客攻擊導(dǎo)致36萬(wàn)多的客戶賬戶信息被竊取，直接導(dǎo)致金融的混亂；四川某水電站無(wú)故全廠停機(jī)造成川西電網(wǎng)瞬間缺電80萬(wàn)千瓦引起的大面積停電事故等。這些均說(shuō)明了信息安全的重要作用。

為此，公安部、國(guó)家保密局、國(guó)家密碼管理局、國(guó)務(wù)院信息化工作辦公室聯(lián)合頒布了關(guān)于印發(fā)《信息安全等級(jí)保護(hù)管理辦法》的通知，要求公民、法人和其他組織對(duì)信息系統(tǒng)分等級(jí)實(shí)行安全保護(hù)，對(duì)等級(jí)保護(hù)工作的實(shí)施進(jìn)行監(jiān)督、管理。GB/T 22239-2008《信息安全技術(shù) 信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)基本要求》作為信息系統(tǒng)等級(jí)保護(hù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，從物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機(jī)安全、應(yīng)用安全和管理安全等方面對(duì)其安全強(qiáng)度做出了具體的規(guī)定[1]。

電網(wǎng)企業(yè)、國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)、公安部等同樣非常關(guān)注電力行業(yè)的信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)，分別制定了相應(yīng)的規(guī)范、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)用于其等級(jí)保護(hù)測(cè)評(píng)。數(shù)據(jù)庫(kù)是信息系統(tǒng)的重要組成部分，也是等級(jí)保護(hù)測(cè)評(píng)主要的測(cè)評(píng)實(shí)體之一。隨著近年來(lái)智能電網(wǎng)研究的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)作為重要的技術(shù)之一在電力信息系統(tǒng)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，如能量管理系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)等廣泛使用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)保存關(guān)鍵數(shù)據(jù)。因此，保證數(shù)據(jù)庫(kù)的安全，防止敏感數(shù)據(jù)被竊取、被篡改有著十分重大的實(shí)現(xiàn)意義。

數(shù)據(jù)庫(kù)威脅可以分為物理威脅和邏輯威脅。按照GB/T 22239-2008《信息安全技術(shù) 信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)基本要求》，數(shù)據(jù)庫(kù)物理威脅主要包括物理位置的選擇、物理訪問(wèn)控制、防盜竊和防破壞、防雷擊、防火、防水和防潮、防靜電等（其中物理位置的選擇主要是指如數(shù)據(jù)庫(kù)主機(jī)應(yīng)該放置在防震、防風(fēng)、防雨的建筑內(nèi)[1]，物理訪問(wèn)控制主要是指數(shù)據(jù)庫(kù)主機(jī)所在機(jī)房應(yīng)該設(shè)置門禁等），具體的要求可以查看相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)庫(kù)物理威脅防護(hù)措施比較簡(jiǎn)單，主要通過(guò)機(jī)房建設(shè)得以保證。而邏輯威脅的防護(hù)內(nèi)涵十分豐富，是本文研究的重點(diǎn)。

在電力信息系統(tǒng)中，經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)庫(kù)包括MySql、Oracle、SQL Server和 Sybase等。數(shù)據(jù)庫(kù)的語(yǔ)法包括三類[2-3]： 數(shù) 據(jù) 操 作 語(yǔ) 言 DML （Data Manipulation Language），用于查詢、插入、刪除和修改數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言 DCL（Data Control Language），用來(lái)控制存取許可、存取權(quán)限等；數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言DDL（Data Definition Language），用來(lái)建立數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象和定義其列，本文將根據(jù)電力信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際防護(hù)措施，選擇相應(yīng)的配置指令進(jìn)行介紹。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)的身份鑒別

數(shù)據(jù)庫(kù)的身份鑒別是數(shù)據(jù)庫(kù)安全的第一道門檻，電力信息系統(tǒng)絕大部分是二級(jí)信息系統(tǒng)和三級(jí)信息系統(tǒng)，GB/T 22239-2008《信息安全技術(shù) 信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)基本要求》對(duì)二/三級(jí)信息系統(tǒng)均要求：“操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理用戶身份標(biāo)識(shí)應(yīng)具有不易被冒用的特點(diǎn)，口令應(yīng)有復(fù)雜度要求并定期更換；應(yīng)采用兩種或兩種以上組合的鑒別技術(shù)對(duì)管理用戶進(jìn)行身份鑒別”[1]。在實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)安全測(cè)評(píng)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)所處機(jī)房的門禁系統(tǒng)可作為第一種鑒別技術(shù)，第二種身份鑒別技術(shù)主要通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的登錄密碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫(kù)的身份鑒別技術(shù)主要包括用戶名和密碼驗(yàn)證、密碼的定期更換、遠(yuǎn)程登錄管理的數(shù)據(jù)防竊聽(tīng)三部分內(nèi)容[4]。

2.1 用戶名和密碼的驗(yàn)證

數(shù)據(jù)庫(kù)安全防護(hù)的第一步是檢查數(shù)據(jù)庫(kù)是否采取用戶名+密碼形式的登錄驗(yàn)證方式[3，5]。數(shù)據(jù)庫(kù)的安全配置及網(wǎng)絡(luò)登錄必須采取用戶名+密碼的驗(yàn)證形式；密碼在數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中以密文的形式保存；且需要及時(shí)修改數(shù)據(jù)庫(kù)默認(rèn)帳號(hào)的默認(rèn)密碼。

在MySql數(shù)據(jù)庫(kù)中，使用如下指令查看數(shù)據(jù)庫(kù)中的用戶權(quán)限信息 （包含是否采用用戶名+密碼的驗(yàn)證方式登錄）：

Use Mysql；（選擇數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶權(quán)限列表保存在Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)中的user表中）

Select*from user；（查詢用戶權(quán)限列表）

根據(jù)查詢的結(jié)果檢查相應(yīng)用戶是否設(shè)置了密碼，并通知未設(shè)置密碼的用戶設(shè)置密碼。

Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)帶有很多默認(rèn)賬戶，如 sys、system、sysman、scott、aqadm和 dbsnmp， 其默認(rèn)的密碼分別為change_on_install、Manager、oem_temp、tiger、aqadm、dbsnmp。需要及時(shí)修改這些默認(rèn)賬戶及相關(guān)密碼，防止非授權(quán)用戶通過(guò)默認(rèn)賬戶登錄數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)竊取、篡改數(shù)據(jù)等。

2.2 密碼的定期更換

按照等級(jí)保護(hù)的要求，系統(tǒng)運(yùn)維人員需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的登錄密碼進(jìn)行定期更換。

MySql數(shù)據(jù)庫(kù)使用SET PASSWORD FOR root=PASSWORD（′new_password′）指令更換密碼（注：在該模式下需再次使用FLUSH PRIVILEGES指令告訴服務(wù)器再次讀入授權(quán)表，使密碼更換生效），如在shell模式下，可采用mysqladmin-u root password new_password指令更換密碼。

如果使用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)[6]，則可以使用 select*from dba_profiles指令查看數(shù)據(jù)庫(kù)用戶密碼策略，其查詢結(jié)果PASSWORD_GRACE_TIME XX表示賬戶密碼的生命周期（單位為“天”）。

2.3 遠(yuǎn)程登錄管理的數(shù)據(jù)防竊聽(tīng)

電力信息系統(tǒng)一般要求數(shù)據(jù)庫(kù)不開(kāi)放遠(yuǎn)程登錄功能，但并未是強(qiáng)制性要求。如果開(kāi)放了遠(yuǎn)程管理的功能，則需采取必要的網(wǎng)絡(luò)防護(hù)措施對(duì)網(wǎng)路通信進(jìn)行加密，如采用加密模式對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行加密或開(kāi)啟數(shù)據(jù)庫(kù)的OpenSSL功能等。

在SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，可以采用exec sp_configure"remote access"指令來(lái)查看是否可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行遠(yuǎn)程連接，其結(jié)果：1表示容許遠(yuǎn)程訪問(wèn)，0表示不容許遠(yuǎn)程訪問(wèn)。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)控制

電力信息系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)庫(kù)啟用訪問(wèn)控制功能，其主要包括：用戶的權(quán)限管理、權(quán)限最小原則等。

3.1 用戶權(quán)限管理

數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶權(quán)限管理主要是指對(duì)不同的用戶分配不同的權(quán)限，不使用特權(quán)用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作及配置。

以MySql數(shù)據(jù)庫(kù)為例，數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶權(quán)限查看及修改指令如下：

Use Mysql；（選擇數(shù)據(jù)庫(kù)）

Select*from user；（查詢用戶權(quán)限列表）

根據(jù)查詢到的用戶權(quán)限結(jié)果，使用GRANT和REVOKE指令對(duì)用戶的權(quán)限進(jìn)行修改，語(yǔ)法如下：

其中，GRANT代表對(duì)用戶進(jìn)行授權(quán)操作，可用于授權(quán)及創(chuàng)建用戶；priv_type指的是數(shù)據(jù)庫(kù)操作權(quán)限，可以從如下集合中取值｛ALL PRIVILEGES，F(xiàn)ILE，RELOAD，ALTER，INDEX，SELECT，CREATE，INSERT，SHUTDOWN，DELETE，PROCESS，UPDATEDROP，REFERENCES，USAGE｝；參數(shù)ON{tbl_name|*|*.*|db_name.*}為用戶權(quán)限的使用范圍，*.*代表用戶權(quán)限范圍為所有數(shù)據(jù)庫(kù)的所有表，db_name.*代表db_name數(shù)據(jù)庫(kù)的所有表。

3.2 權(quán)限最小原則

權(quán)限最小原則是指針對(duì)不同的用戶，為其分配使用數(shù)據(jù)庫(kù)的最小權(quán)限，若使用MySql數(shù)據(jù)庫(kù)，其指令如下：

其中REVOKE用于用戶權(quán)限的收回，其他參數(shù)的含義同GRANT指令參數(shù)。

對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的多余用戶賬戶，應(yīng)及時(shí)刪除。在MySql數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以使用 Delete user where User=‘username′指令刪除多余賬戶。在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以使用指令select*from dba_users；select*from dba_users t where t.expiry_date

4 安全審計(jì)

除了數(shù)據(jù)庫(kù)的身份鑒別、訪問(wèn)控制以外，還需對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行安全審計(jì)。審計(jì)的范圍包括服務(wù)器及重要的客戶端，審計(jì)的內(nèi)容包括用戶行為、系統(tǒng)資源的使用情況和重要系統(tǒng)指令的使用情況等。

以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫(kù)為例，數(shù)據(jù)庫(kù)安全審計(jì)的檢查應(yīng)該包含如下內(nèi)容：

（1）檢查數(shù)據(jù)庫(kù)是否開(kāi)啟了審計(jì)功能：

（2）檢查數(shù)據(jù)庫(kù)中的日志使用情況：

（注：檢查結(jié)果中的group表示日志組號(hào)，bytes顯示日志文件大小，ARC顯示日志文件是否歸檔，status表示日志有狀態(tài)）

（3）檢查數(shù)據(jù)庫(kù)的審計(jì)級(jí)別：

（4）根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的審計(jì)級(jí)別查看審計(jì)內(nèi)容：

5 資源控制功能

除了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)本身的訪問(wèn)控制以外，還需對(duì)安裝數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)器進(jìn)行資源控制，包含對(duì)服務(wù)器的CPU、硬盤、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)資源使用情況進(jìn)行監(jiān)視，設(shè)置客戶端操作超時(shí)鎖定等[7]。

6 入侵防范及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全傳輸

如同大部分網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器一樣，在裝有數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)器上需要部署入侵防范措施。在電力信息系統(tǒng)中，通常在網(wǎng)絡(luò)邊界上部署防火墻或者其他IDS設(shè)備實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的保護(hù)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以結(jié)合網(wǎng)絡(luò)SSL協(xié)議、IPSec協(xié)議和HTTPS協(xié)議等保護(hù)數(shù)據(jù)的安全傳輸。

還可以使用在數(shù)據(jù)庫(kù)表中加入校驗(yàn)字段的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密[7-8]，客戶端在對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作之前，使用加密算法，將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)由明文轉(zhuǎn)化為密文；在服務(wù)器端，使用特定的程序?qū)⒚芪霓D(zhuǎn)化為明文，并通過(guò)校驗(yàn)字段的檢查來(lái)判斷通信的數(shù)據(jù)是否被修改。此外，對(duì)于特別重要的數(shù)據(jù)還可以采用硬件加密的形式對(duì)其加密等。

本文主要討論了電力信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫(kù)安全防護(hù)的具體措施，總結(jié)了電力信息系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)庫(kù)安全技術(shù)，并給出了相應(yīng)操作的代碼。在實(shí)際的工作中，需根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的防護(hù)措施，及時(shí)形成電力信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)安全防護(hù)規(guī)范，以便在實(shí)際應(yīng)用中開(kāi)展安全防護(hù)工作。

[1]GB-T 22239-2008.信息安全技術(shù) 信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)基本要求.2008.

[2]王珊，薩師煊.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論[M].北京：高等教育出版社，2010.

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