利用Sniffer分析 数据库应用系统的数据传输安全性（上）

分析了几种 常见数据 应用 系统结构的特点 ，同时介绍 了 Sniffer的 工作原 理 ，提 出一种运  用 sniffer技 术来量化分析数据传输 的安全性 的方 法。依 据该 方法建 立测 试环境 ，通过 实验 来说 明方  法的应 用和分析 实验数据对 应用的指导作 用。最后 总 结了该研 究 的应 用 ，适 用 于量化 评估数据 应用  系统 数 据 传 输 的 安 全 性 。

数据库应用系统是基于数据库的应 用软件系统 ，其安全  性是应用系统好坏的一个重要评价标准。如果应用系统的安  全性得不到有效的保证 ，那 么所建立的数据库应用系统与其  说是资料数据的管理 ，不如说是对数据的破坏和泄露。随着  Intemet技术 的迅 速发 展 ，数 据 库 与 Web的结 合 日趋 紧 密 ，数  据传输的安全性 日趋重要 ，这也为数据库应用系统的安全性  带 来 了新 的挑 战 … 。数据 库应 用系 统 的安全 性 主要包 括 三个 方 面 ：客户 端 、服  务器端和数据传输部分 。客户端 的安全性通过 操作系统  的授权访问和用户限制来保障 ，任一用户要进入系统 ，必须通  过用 户名 、口令 登 录和 身份 验证 核 实后 才允 许进 入 ，未 经授 权  的用户不允许进入。服务器端的安全性则主要是数据库本身  的安 全性维 护 ，数 据库 的 安 全性 是指 保 护 数 据 库 以 防不合 法  的使用所造成的数据 泄密、更改或破坏。数据库系统安全机  制的核心问题是 ：作为用计算机保存数据和信息记录 的数据  库管理系统 ，应 当提供对信息的安全存取 的服务。主要手段  有 ：身份验证、授权机制和采用视 图、触发器和存储过程维护  数据库安全性 ，另外数据库本身设计的安全性也是加强该部  分安全的保证 ；传输部分 的安全性与具 体的网络环境和应用  系统的本身的设计结构有关 ，目前常用 的数据应用系统 的设  计结构主要有 Client／Server、Client／Server+存储过程 、Client／  Server三层结构和 Browser／Server结 构。 目前对 于这些结构的传输安全性分析 只是一些定性的说明，主观因素比较多 ，缺  乏 客观 性 。本文 提 出 了一种 运用 sniffer技术抓 包分析 的方  式来量化分析系统的安全性 ，为数据库应用系统传输安全性  提 供一 种行 之有 效 的量 化 分析 方 法 ，该 方 法适 用 于评 估数 据  库应用系统数据传输的安全性。

1 数据库应用 系统常用结构

1．1 Client／Server结构  Client／Server(C／S)结构是一种两层结构的分布式系统 ，  数 据存 放在数 据库 服 务 器 上 ，用 户 通 过 客 户端 对数 据 库直 接  进行 操作 。服务 器 端完 成 DBMS的核 心 功 能 ，执 行 数据 库 的  存储逻辑和事务逻辑。应用程序存放在客户端 ，完成数据处  理 、数据 表示 和 用户接 口等功 能 ，执 行应 用逻 辑并提 供用户 界  面。优点 ：这种 C／S结构 可 以充分发挥计算机网络的优势 ，  最大限度地利用客户端 和服务器上的资源，提高计算效率和  降低 网络传输量 ；对 网络的带 宽和延迟时间要求较低。缺点  是 ：在这种模式下 ，客户方 软件不是按照开放标准设计的，因  此不同人开发的程序 ，其结构 、功能 、通信方式、数据结构差别  较大，系统集成困难、维护工作量也大。

1．2 Client／Server结构 +存 储过 程  存 储过 程 是一组 为 了完 成特 定 功 能 的 SQL语 句 集 ，经 编  译后存储在数据库中。用户通过指定存储过程的名字并给 出  参数(如果该存 储过程带有参数 )来执行 。存储过程不仅可  用来完成应用系统的逻辑处理，提高应用程序的运行性能，而且也可用于保证数据的安全性与完整性 。为了禁止用户直接  更改基表，可通过存储过程来更改基表，以达到保护基表的数  据 ，然 后授 予用 户具 有执 行该 存储 过 程 的权力 ，这就 限制 了用  户对基 表 的不 当操 作 ，从 而保 证 了数 据 的 安 全 存储 过 程 。存  储过程的优点 ：允许标准组件式编程 ；能够实现较快的执行速  度 ；能够 减 少网 络流 量 ；可被 作 为一 种安 全 机制来 充 分利 用。

Client／Server结 构 +存储 过 程 的 方 式 是 介 于两 层 和三 层  结构 之 间 ，常被称 为 2．5层 结构 ，可 以达到 三层 结构 的 一些 特  征 ，又可以减少开发量。

1．3 Client／Seiwer三层 结构  三层模式是传统 C／S模式的扩展 ，可以将其看作两个 c／  S模式的结合。客户端向应用 服务器发送请求 ，应用服务器  响应请求并进行相应的处理 ，然后把处理结果返回客户端 ，这  是第一层 C／S模式 ；应用服务器运行业 务处理程序时，如需  访问数据库则向数据库服务器发 出请求 ，数据库服务器把数  据处理结果返回应用服务器 ，这是第 二层 C／S模式。因此三  层模式具有传统 C／S模式 的全部 优点，且用 户接 口、业务处  理和数据管理的分布更加灵活 。三层模式信息系统的数据存  放在数据库服务器 中，大部 分的业务处理程序在应用服务器  中存放 和运 行 ，应用 程 序更 新 、升 级 时 ，只需 更新 应用 服 务 器  中的程序。这可使应用程序 的维护对用户是透明的 ，降低维护  成本，提高系统可维护性。由于客户端不存放数据 ，只要保证  传到应用服务器的信息不包含关键 程序代码 ，操作人员就不  能看 到 和修 改 应用 程序 。只要各 类 服务 器安 全设 计合 理 。就 可  以保证 应 用程序 和数 据 不被 破坏 。

三层模式的信息 系统运行 环境一般是开放式 的网络环  境。系统信息要在网络上传输 ，系统的功能全部基 于网络实  现。要保证信息不被窃取，不仅要保证服务器 中数据和程序  的安全 ，还应保证信息传输过程中的安全 。这是本文涉及的实  验 中测 试 的主要 方面 。

1．4 Browser／Server结构  Browser／Server(B／S)模式是一种三层或多层结构的分布  式系统。在该模式下 客户端通过浏览器 向 Web服务器提出  请求。由 Web服务器 向数据库服务器 提出查询请求 。Web服  务器再将查询的数据以超文本文件的形式传给客户机。其主  要特点是：客户端与服务器通过 TCP／IP协议互联 ；客户端采  用与应用无关的超文本信息查询工具——浏览器。因而在该  模式 下 系统集 成 非 常 容 易 、维 护 工 作 量小 、且 又 易掌 握 与 升  级。相对 C／S模式 ，它有 以下优点 ：简化客户端。只需在 客  户端 安装 浏览器 软件 即 可 ，不用 在 不 同的 客 户端 上 安 装不 同  的客 户应用 程序 ；简化 了系统 的开发 和 维护 。

在安 全性要求 高 、交互性 强 、处理数 据量 大 、数据 查询 灵活  的地点固定的小范围内使用 C／S模式 ；在安全性 和交互性不  高 。地点灵活的广域范围内使用 B／S模式。这样能充分发挥各  自的长处。开发出安全可靠 、灵活方便 、效率高的软件系统。