堤防工程數(shù)據(jù)庫安全保障體系構(gòu)建研究

羅登昌，韓 旭

(1.長江勘測規(guī)劃設(shè)計有限研究責(zé)任公司，湖北 武漢 430010；2.長江巖土工程有限公司，湖北 武漢 430071)

1 概述

隨著現(xiàn)代科技的日新月異，帶動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算以及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)海量增長態(tài)勢，與之相生的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也大量涌現(xiàn)，然而數(shù)據(jù)庫的安全是保護(hù)數(shù)據(jù)信息的關(guān)鍵，也是學(xué)者始終關(guān)心的問題。

許多學(xué)者在大數(shù)據(jù)的背景下，從數(shù)據(jù)庫本身出發(fā)，闡述了數(shù)據(jù)庫安全體系建立的方法和措施。徐綺彬[1]提出數(shù)據(jù)庫安全應(yīng)以預(yù)防和控制為主；李紅蘭[2]從大數(shù)據(jù)背景特征入手，分析了目前出現(xiàn)的安全問題，然后從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、管理體系以及審計措施等方面提出了意見；劉夢飛[3]探討了網(wǎng)絡(luò)安全定義，分析了網(wǎng)絡(luò)安全的重要性，研究了提高網(wǎng)絡(luò)安全保障性能的方法；程一芳[4]從專業(yè)人員角度進(jìn)行分析與探索，并提出了一系列數(shù)據(jù)庫安全保障措施；葛耀武[5]等從大數(shù)據(jù)概念出發(fā)，分析影響數(shù)據(jù)安全的主要因素，從而構(gòu)建安全防御體系；喬龍[6]從數(shù)據(jù)信息安全現(xiàn)狀出發(fā)，分析影響數(shù)據(jù)安全的主要因素，從而構(gòu)建安全防御體系；張曉[7]通過將數(shù)據(jù)庫的建立、管理以及應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展走向相結(jié)合進(jìn)行分析，思考怎樣才能在如今的大數(shù)據(jù)時代更加完善地建立數(shù)據(jù)庫；譚鶴毅[8]針對大數(shù)據(jù)背景下，數(shù)據(jù)庫安全保障體系的建立進(jìn)行分析，探究我國數(shù)據(jù)庫安全保障體系的建設(shè)工作，從而促進(jìn)我國數(shù)據(jù)信息的安全與保密。

也有不少學(xué)者從專業(yè)的數(shù)據(jù)庫角度出發(fā)，針對不同數(shù)據(jù)的特點以及存在的問題進(jìn)行研究，提出相應(yīng)的安全防護(hù)措施。汪思鑫[9]根據(jù)醫(yī)院數(shù)據(jù)庫特點提出安全問題的改善措施；鄭輝[10]先簡要分析辦公局域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存在的應(yīng)用風(fēng)險，然后進(jìn)一步探究系統(tǒng)中包含的安全訪問技術(shù)；李曉明[11]對大數(shù)據(jù)環(huán)境下一卡通安全問題展開分析，并提出大數(shù)據(jù)環(huán)境下一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的安全策略；陳杰華[12]針對高校教務(wù)管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫存在的一系列問題展開討論，并提出一些參考意見；羅俊才[13]等首先從不同層次、不同方面分析政務(wù)網(wǎng)站建設(shè)中數(shù)據(jù)庫存在的安全隱患，其次提出解決問題的思路；肖智[14]從當(dāng)前的大數(shù)據(jù)概念意義入手，深入進(jìn)行分析，明確基于大數(shù)據(jù)的公積金數(shù)據(jù)庫安全保障體系建設(shè)內(nèi)容；馬汝禎[15]從企業(yè)信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的重要性出發(fā)，深入分析了數(shù)據(jù)庫所面臨的問題，明確提出了數(shù)據(jù)庫安全保障措施；黃曉鑫[16]針對當(dāng)前高校教務(wù)管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的安全問題展開分析，并結(jié)合實際的管理辦法以及工作經(jīng)驗尋找提升數(shù)據(jù)安全的措施。

綜上所述，雖有不少學(xué)者對數(shù)據(jù)庫的安全設(shè)計提供了很多思路，但有關(guān)堤防工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安全的研究卻是鮮見。

2 堤防工程數(shù)據(jù)庫特點

堤防工程數(shù)據(jù)庫特點的研究是制定數(shù)據(jù)庫安全策略的基礎(chǔ)。通過分析堤防工程數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)安全相關(guān)的特點，并進(jìn)行歸納總結(jié)，最終得出堤防工程數(shù)據(jù)庫特點主要包含以下6方面內(nèi)容：

(1)堤防工程數(shù)據(jù)庫的重要性。堤防工程數(shù)據(jù)庫主要包含對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和存儲的軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)施，而數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)主要來源于堤防工程建設(shè)和運維過程中產(chǎn)生的信息，因此其對堤防工程的應(yīng)急搶險、規(guī)劃、加固等有著重要的意義。

(2)堤防數(shù)據(jù)庫的依賴性。堤防數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的管理和存儲都必須依靠計算機(jī)軟件和硬件設(shè)備來完成，而隨著電子科技的高速發(fā)展，軟硬件的更新?lián)Q代異常迅猛，為此堤防數(shù)據(jù)庫應(yīng)及時更新，保證堤防數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與新軟硬件的兼容。

(3)堤防工程數(shù)據(jù)的流動性。相對于傳統(tǒng)堤防數(shù)據(jù)多以紙張為載體，被存儲在本地檔案室，現(xiàn)如今的堤防數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不僅可以存在于不同的物理介質(zhì)上，還可以通過網(wǎng)絡(luò)流傳到異地，數(shù)據(jù)的流動性增強(qiáng)，實現(xiàn)了多單位、多企業(yè)的數(shù)據(jù)共享，將堤防工程數(shù)據(jù)的利用率大大提高。

(4)堤防工程數(shù)據(jù)的可變性。傳統(tǒng)堤防工程數(shù)據(jù)多以紙張為載體，初次成稿之后，他人就很難再對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，而用數(shù)據(jù)庫來存儲數(shù)據(jù)時，庫中的數(shù)據(jù)多為電子文件，只要是擁有權(quán)限的人都可對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，數(shù)據(jù)的可變性大。

(5)堤防工程數(shù)據(jù)的多樣性。堤防工程數(shù)據(jù)的類型主要包含結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)3部分，其主要形式有文字、照片、DWG格式圖件和視頻等，數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式多樣化。

(6)堤防工程數(shù)據(jù)高度集中。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)多以紙張為載體，存儲所需空間較大，且較零散，而數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)器上，一臺服務(wù)器可存儲海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)高度集中。

3 威脅堤防工程數(shù)據(jù)庫安全因素

堤防工程數(shù)據(jù)庫安全主要包含2方面內(nèi)容：一是堤防工程數(shù)據(jù)的安全，二是堤防工程數(shù)據(jù)庫運行安全，因此威脅堤防工程數(shù)據(jù)庫安全因素的分析應(yīng)從這2方面入手，主要包含以下5部分內(nèi)容：

(1)硬件設(shè)施的影響。硬件是數(shù)據(jù)存儲的載體，對堤防工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)至關(guān)重要，一旦發(fā)生故障，將直接影響數(shù)據(jù)庫的運行和安全。威脅硬件設(shè)施安全因素主要包含3方面：一是不可抗力的外界因素，如地震、泥石流等災(zāi)害導(dǎo)致硬件設(shè)備的毀壞；二是人為因素，如硬件檢查或維修時的操作失誤導(dǎo)致硬件的損壞；三是電子產(chǎn)品的老損，數(shù)據(jù)庫硬件的運行是24h進(jìn)行，對硬件設(shè)施的損耗較大，在使用過程中可能導(dǎo)致硬件的老化和損壞。

(2)軟件影響。軟件是堤防工程數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)的重要支撐，是數(shù)據(jù)庫必不可少的組成部分，但是一旦軟件存在漏洞，就會給不法分子可乘之機(jī)，通過系統(tǒng)漏洞或是數(shù)據(jù)庫軟件漏洞侵入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中去，非法獲取數(shù)據(jù)信息或給數(shù)據(jù)庫完整性帶來破壞。

(3)計算機(jī)病毒影響。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛快發(fā)展，各式各樣的計算機(jī)病毒也隨之而生，有些病毒作用明顯，直接刪除數(shù)據(jù)庫全部數(shù)據(jù)，破壞數(shù)據(jù)庫的運行；有些病毒作用一開始并不明顯，只是在慢慢盜取數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)持續(xù)泄露，但不管何種計算機(jī)病毒，其對數(shù)據(jù)庫的危害是巨大的。

(4)人為因素的影響。人為因素主要是數(shù)據(jù)庫運維相關(guān)人員專業(yè)知識不夠、培訓(xùn)不到位、馬虎大意等因素造成工作的失誤，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫中信息的泄露或損壞，甚至影響數(shù)據(jù)庫的正常運行。

(5)管理制度的影響。管理制度不健全容易造成數(shù)據(jù)庫管理人員職責(zé)的混亂，日常管理工作和安全管理工作不能按照計劃執(zhí)行，這樣勢必會給數(shù)據(jù)庫帶來安全隱患。

4 安全保障體系構(gòu)建

針對上述影響堤防工程數(shù)據(jù)庫安全的5方面因素，提出全面、細(xì)致的防護(hù)措施，從而最大程度上消除或避免這些因素對數(shù)據(jù)庫安全的影響，構(gòu)建堤防工程數(shù)據(jù)庫的安全保障體系。防護(hù)措施主要包括硬件設(shè)備防護(hù)措施、網(wǎng)絡(luò)安全措施、數(shù)據(jù)庫內(nèi)部安全措施、數(shù)據(jù)安全備份以及健全管理制度。

4.1 硬件設(shè)備防護(hù)措施

硬件設(shè)備所處的環(huán)境是設(shè)備安全的先決條件，因此設(shè)備放置的場所應(yīng)選擇無地質(zhì)災(zāi)害的場地，并設(shè)置專門的機(jī)房，機(jī)房的溫度、濕度、通風(fēng)、防雷、防水、防塵等均要滿足要求，避免外圍環(huán)境對硬件設(shè)備造成毀滅性的損害，與此同時還應(yīng)設(shè)置專職人員負(fù)責(zé)硬件設(shè)備的日常維護(hù)和檢查工作。

4.2 網(wǎng)絡(luò)安全措施

(1)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源。網(wǎng)絡(luò)資源分配不合理，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫的訪問效率低下，甚至是無法正常訪問，因此優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源是數(shù)據(jù)庫安全、高效訪問的必要條件。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源可以通過對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行集中管理的方式，合理調(diào)配資源，使得數(shù)據(jù)庫高峰期訪問時段的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全、高效。

(2)設(shè)置防火墻。防火墻作為數(shù)據(jù)庫安全的第一道保障，起到至關(guān)重要的作用，它可對網(wǎng)絡(luò)端口進(jìn)行限制，能抵擋大部分的非法攻擊，保護(hù)數(shù)據(jù)庫安全。因此，應(yīng)根據(jù)堤防工程數(shù)據(jù)庫使用人員的特點，合理設(shè)置權(quán)限，避免越權(quán)限訪問數(shù)據(jù)庫。

(3)增設(shè)入侵檢測技術(shù)。雖然防火墻能抵擋大部分非法入侵，但仍然有少部分非法入侵會逃過檢測，通過在防火墻之后增設(shè)完備的入侵檢測技術(shù)，及時檢查出混入的非法訪問，加以阻止，能有效確保數(shù)據(jù)庫安全。

(4)安裝殺毒軟件。數(shù)據(jù)庫中的系統(tǒng)軟件往往存在漏洞，會給計算機(jī)病毒可乘之機(jī)，給數(shù)據(jù)庫帶來嚴(yán)重?fù)p壞，而殺毒軟件可以保護(hù)數(shù)據(jù)庫，避免其遭受病毒和木馬的攻擊，但由于計算機(jī)病毒和木馬總在推新，所以殺毒軟件也要及時更新殺毒引擎和病毒庫，以此保證殺毒軟件的鮮活力。

(5)云安全技術(shù)。通過大量數(shù)據(jù)庫的客戶端(云探針)將探測到的網(wǎng)絡(luò)異常行為進(jìn)行分析與處理，并將解決方案共享，使得每一個用戶都具備識別和處理已探測到的異常行為的能力，以此大幅度提高數(shù)據(jù)庫的安全。

4.3 數(shù)據(jù)庫內(nèi)部安全措施

(1)軟件安全。主要包含系統(tǒng)軟件安全和應(yīng)用軟件安全，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件應(yīng)安全、穩(wěn)定、高效，一般可選用Unix操作系統(tǒng)，它不僅能保證系統(tǒng)的安全，還可以使數(shù)據(jù)庫的訪問性能得到保證，并開啟系統(tǒng)補(bǔ)丁自動更新，確保軟件系統(tǒng)的先進(jìn)性；應(yīng)用軟件應(yīng)選擇主流、成熟的軟件，并及時更新軟件。

(2)數(shù)據(jù)加密。應(yīng)對堤防數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加密處理，防止數(shù)據(jù)外泄，保證數(shù)據(jù)庫的安全性。常用的數(shù)據(jù)加密方式有兩種：庫外加密和庫內(nèi)加密，應(yīng)根據(jù)實際的應(yīng)用情況進(jìn)行選擇合適的加密方式。

(3)內(nèi)部審計。通過記錄數(shù)據(jù)庫運行時對系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的每次異常操作，如非法登錄、系統(tǒng)斷電、斷網(wǎng)或是數(shù)據(jù)刪除，可讓管理人員有效的監(jiān)控系統(tǒng)，并以此來檢查數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是否在運行正常，當(dāng)檢測到數(shù)據(jù)庫有不安全的行為時，能及時將這些不安全因素阻止，可結(jié)合侵入檢測技術(shù)共同提高數(shù)據(jù)庫的安全性。

(4)視圖機(jī)制。通過視圖機(jī)制來限定不同用戶的不同訪問權(quán)限，將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對于無訪問權(quán)限的用戶隱藏起來，自動保護(hù)數(shù)據(jù)的安全。

4.4 數(shù)據(jù)安全備份

(1)本地備份。通過內(nèi)網(wǎng)傳輸將數(shù)據(jù)庫的全部數(shù)據(jù)備份到本地其他設(shè)備上，備份速度快、且操作簡單，但由于設(shè)備在同一地方，整體抗風(fēng)險能力稍低。

(2)異地備份。通過外網(wǎng)傳輸將數(shù)據(jù)庫的全部數(shù)據(jù)備份到異地設(shè)備上，整體抗風(fēng)險能力較高，一地發(fā)生破壞，還可以通過另一處備份數(shù)據(jù)恢復(fù)數(shù)據(jù)庫，但對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求較高，成本較大。

(3)節(jié)點備份。首先將數(shù)據(jù)庫的全部數(shù)據(jù)分為多個不同的節(jié)點，節(jié)點之間相互獨立，然后利用2臺及以上的服務(wù)器將全部數(shù)據(jù)按節(jié)點存儲，當(dāng)主服務(wù)器上的某個節(jié)點出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)可以及時調(diào)用另外1臺服務(wù)器上的相應(yīng)節(jié)點來恢復(fù)主服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，保證主服務(wù)器數(shù)據(jù)的完整性，提高數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的安全性。

4.5 健全管理制度

(1)職責(zé)明確。管理人員的分工必須明確，各司其職，共同維護(hù)數(shù)據(jù)庫的安全運行。

(2)日常管理。包含日志檢查、警告文件檢查、磁盤使用情況檢查、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境檢查以及內(nèi)存、CPU等的檢查。

(3)安全管理。包含機(jī)房環(huán)境管理、用戶權(quán)限管理、系統(tǒng)登錄口令管理等。

5 結(jié)語

針對威脅數(shù)據(jù)庫安全的4方面因素，從硬件設(shè)備防護(hù)措施、網(wǎng)絡(luò)安全措施、數(shù)據(jù)庫內(nèi)部安全措施、數(shù)據(jù)安全備份以及健全管理制度等5方面系統(tǒng)、全面地提出了數(shù)據(jù)庫安全的防護(hù)措施，可為今后其他數(shù)據(jù)庫安全提供參考和借鑒。