云計算技術(shù)是IT產(chǎn)業(yè)界的一場技術(shù)變革。云計算給用戶帶來了一種更加便宜、更加高效、更加靈活的IT解決方案。云計算的解決方案已經(jīng)被越來越多的用戶所認(rèn)可和采納。我國政府也明確提出云計算技術(shù)是我國下一個5年信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點領(lǐng)域。
在我國云計算技術(shù)發(fā)展處于成長期，誰抓住了云計算誰就可能抓住未來IT發(fā)展的趨勢。據(jù)統(tǒng)計 2009年中國云計算市場規(guī)模已經(jīng)達到403.5億元，增長率為28%，但縱觀整個IT市場我國云計算的使用率仍低于其他發(fā)達國家，根據(jù)調(diào)研機構(gòu)Springboard Research預(yù)計，我國云計算的市場在未來將保持每年25%以上的增長率。
隨著云技術(shù)的發(fā)展，為了滿足客戶業(yè)務(wù)需求。一部分關(guān)鍵軟件開始以各種形式向云計算進行遷移。其中數(shù)據(jù)庫作為企業(yè)IT系統(tǒng)最重要的核心組件也會遷移到云上，數(shù)據(jù)庫被遷移到云上后，客戶體驗不會有太多改變，同時又可以獲得理論上近乎無限的存儲和處理能力。在使用方式上，云數(shù)據(jù)庫不同于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，云數(shù)據(jù)庫通常采用多租戶模式，即多個租戶共用一個實例，租戶的數(shù)據(jù)既有隔離又有共享，從而解決數(shù)據(jù)存儲的問題，同時也降低了用戶使用數(shù)據(jù)庫的成本。
企業(yè)的數(shù)據(jù)從管理和存儲的角度可以分成兩類：結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。其中關(guān)鍵數(shù)據(jù)多屬于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)例如：ERP數(shù)據(jù)、CRM數(shù)據(jù)、OA數(shù)據(jù)、HR數(shù)據(jù)等。因此要想讓企業(yè)把業(yè)務(wù)完全向云遷移，云數(shù)據(jù)庫中一定要包含關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。本文討論的云數(shù)據(jù)庫，特指云上的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，并非是DynameoDB這種專門處理非關(guān)系型數(shù)據(jù)的Nosql數(shù)據(jù)庫。
把關(guān)系型數(shù)據(jù)庫從局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)中遷移到云上除去數(shù)據(jù)庫自身的一些技術(shù)難題，數(shù)據(jù)庫在云環(huán)境下將會面臨更多挑戰(zhàn)，最讓人擔(dān)心的則是遷移后帶來的安全性隱患。
2009年2月google的Gmail電子郵箱爆發(fā)全球性故障，服務(wù)中斷4個多小時。而2011年3月又再次爆發(fā)大規(guī)模用戶數(shù)據(jù)庫泄露事件，其中大約有十五萬用戶在使用自己的GMAIL賬號后，發(fā)現(xiàn)竟然是一個空白頁，用戶所有郵件被全部刪除。
2009年3月微軟云平臺azure停止運行22小時。2010年9月在美國西部連續(xù)發(fā)生多次托管服務(wù)中斷事件，這次中斷造成用戶不能訪問自己的郵箱和個人數(shù)據(jù)，更嚴(yán)重的是這個錯誤持續(xù)了一整個星期，甚至最后部分?jǐn)?shù)據(jù)庫無法恢復(fù)。
2011年4月亞馬遜公司的EC2、RDS服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中心運行出現(xiàn)中斷，發(fā)生了嚴(yán)重的宕機事件。2012年6月亞馬遜的AWS又一度中斷服務(wù)，instagram/pinterest和netflix等均受到影響。
2012年8月蘋果的icloud云存儲系統(tǒng)被黑客入侵，并刪除所有資料。
2011年4月19日 索尼公司的playstation和qriocity遭到黑客攻擊，服務(wù)中斷超過一周，并導(dǎo)致7700萬個注冊賬戶的用戶信息遭到盜取。
面對上述爆出的事件足見云平臺的安全性還需要進一步完善，而數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)的存儲和處理核心，是企業(yè)的核心信息價值。因此對于云環(huán)境下的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫的安全保證尤為重要。下文將針對云環(huán)境下數(shù)據(jù)庫安全給出一些意見，力求能幫助云廠商守護好用戶數(shù)據(jù)的安全。
對于云上數(shù)據(jù)庫的安全技術(shù)安華金和數(shù)據(jù)庫安全專家認(rèn)為主要可以從以下四個方向考慮：
1.數(shù)據(jù)庫訪問控制
訪問控制措施是云環(huán)境下對數(shù)據(jù)進行保護的最關(guān)鍵方式，它是維護系統(tǒng)安全、保護數(shù)據(jù)的重要手段。在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域?qū)τ跀?shù)據(jù)的訪問控制主要需要考慮以下兩類用戶：
(1)普通用戶權(quán)限控制(也就是租用云上數(shù)據(jù)庫的用戶)：根據(jù)客戶不同的業(yè)務(wù)需求，把數(shù)據(jù)庫劃分為不同的區(qū)域，不同的區(qū)域租戶的訪問賦予不同權(quán)限。根據(jù)權(quán)限的設(shè)置控制用戶和用戶組可以訪問哪些數(shù)據(jù)，為了便于管理可以把用戶分組，在組中對用戶進行合理授權(quán)。例如分為開發(fā)組、測試組、運維組等等。
(2)管理員用戶權(quán)限控制(云服務(wù)的工作人員)：對數(shù)據(jù)庫管理員的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限控制，數(shù)據(jù)庫管理員的主要職責(zé)是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運行，而并非需要有權(quán)限查看或者修改所有數(shù)據(jù)。因此需要限制數(shù)據(jù)庫管理員對企業(yè)核心敏感數(shù)據(jù)的訪問。對于某些無法規(guī)避掉的訪問也要進行關(guān)鍵字段的脫敏處理，防止客戶的信息被云服務(wù)廠商內(nèi)部人員盜取。
具體來說數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安全訪問控制技術(shù)主要分為三類：自主訪問控制DAC (DiscretionaryAccess Control)、強制訪問控制MAC (Mandatory Access Control)和基于角色的訪問控制 RBAC (Role-Based Access Control)。結(jié)合以上兩種用戶的分類，建議采用基于角色的訪問控制技術(shù)。把角色定義為一組用戶和一組權(quán)限的集合，每個用戶可以被授予多個角色。根據(jù)用戶提交的需求云服務(wù)商隨時改變用戶所屬的角色，角色被激活后該用戶就具備了這個角色所包含的所有權(quán)限。采用角色訪問控制技術(shù)可以簡化對權(quán)限的管理難度，并且在激活用戶當(dāng)前所屬角色的過程中可以避免用戶擁有過量的權(quán)限，防止用戶有意或無意的越權(quán)操作對其他用戶或這個數(shù)據(jù)庫造成安全威脅。
2.數(shù)據(jù)庫加密技術(shù)
數(shù)據(jù)庫在云環(huán)境下同樣存在安全風(fēng)險，如果黑客通過一定的途徑將數(shù)據(jù)庫文件復(fù)制后，在其它環(huán)境對數(shù)據(jù)庫進行恢復(fù)，從而獲取整個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，這會對組織造成難以估算的損失。因此，非常有必要對數(shù)據(jù)庫中的核心數(shù)據(jù)進行加密，目前針對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的加密技術(shù)，基于三個不同的層次來實現(xiàn)，這三個層次分別是磁盤層、DBMS外層和DBMS內(nèi)核層。
磁盤層數(shù)據(jù)加密：這種數(shù)據(jù)加密方式是一種防止盜取磁盤，破解磁盤獲取敏感數(shù)據(jù)的有效解決方案，但對云并不合適。云數(shù)據(jù)安全問題多出現(xiàn)于應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層。這種方案磁盤雖然加密了，但操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用層等依舊是明文形式。操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用層等被入侵可能數(shù)據(jù)會以明文形式被盜取。同時這種整盤加密的方式也會嚴(yán)重?fù)p耗性能，據(jù)某采用該種方式的云服務(wù)廠商說此加密會降低大約20%的效率。
DBMS外層數(shù)據(jù)加密：這種加密方式是將數(shù)據(jù)加/解密系統(tǒng)做成客戶端到數(shù)據(jù)庫之間的代理?？蛻舳税言Z句發(fā)送到客戶端加密器，加密器進行加密后發(fā)送到服務(wù)器端的解密器，解密后傳送給數(shù)據(jù)庫。這種加密方式主要是針對網(wǎng)絡(luò)中通訊信息的加密，其實對數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的敏感信息沒有防護作用。如果黑客是針對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流進行攔截，則可以有效防護，但對于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)無法起到有效防護作用，一般多是和磁盤層數(shù)據(jù)庫加密方式一起使用。由于加解密并不在數(shù)據(jù)庫端進行，所以這種方式不會加重數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的負(fù)載并可直接實現(xiàn)網(wǎng)上傳輸加密，缺點是加密功能會受一些限制。
DBMS內(nèi)核層數(shù)據(jù)加密：這種加密方式由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器引擎實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的加密和解密工作，目前大多數(shù)主流的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都具備了這種數(shù)據(jù)加密的功能。應(yīng)用程序可以使用相同旳語法向應(yīng)用程序表中插入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫內(nèi)核在向磁盤寫入信息之前會自動加密數(shù)據(jù)。隨后的查詢操作會以透明方式解密數(shù)據(jù)，因此應(yīng)用程序仍可以正常工作?？梢姡@種加密方式具有加密功能強、無需修改程序的優(yōu)點，但加重了數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的負(fù)載，因此建議用戶僅加密敏感的數(shù)據(jù)列而不是所有數(shù)據(jù)，比如信用卡號、身份證號碼等。這種加密方式可以從根本上杜絕敏感數(shù)據(jù)外泄。
安華金和數(shù)據(jù)庫保險箱在這種數(shù)據(jù)庫加密方式有著兩項專利技術(shù)：
專利1. 《一種基于多級視圖和觸發(fā)器的數(shù)據(jù)庫透明加解密方法》(專利號 201010169778.7)
該專利技術(shù)使得DBCoffer打破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫加密產(chǎn)品應(yīng)用不透明的瓶頸，確保應(yīng)用不需要改造。
專利2. 《一種無偏序關(guān)系的數(shù)據(jù)庫密文索引方法》(專利號 201010169784.2)
該專利技術(shù)使得DBCoffer突破電信等高端應(yīng)用的性能瓶頸，確保億級數(shù)據(jù)規(guī)模下，性能幾乎不下降。
3.數(shù)據(jù)庫防火墻技術(shù)
云上的虛擬數(shù)據(jù)庫和實體機上的數(shù)據(jù)庫同樣都存在數(shù)據(jù)庫漏洞，所以及時的更新數(shù)據(jù)庫漏洞補丁也是對于數(shù)據(jù)庫更有利的安全保障。但在實際操作中云上千百萬個數(shù)據(jù)庫短期進行升級明顯是不太現(xiàn)實的方案。安華金和數(shù)據(jù)庫安全專家建議在云上的數(shù)據(jù)庫前部署具有vpatch功能的數(shù)據(jù)庫防火墻。
VPatch是一種虛擬補丁技術(shù)，安華金和數(shù)據(jù)庫防火墻內(nèi)置了數(shù)據(jù)庫虛擬補丁技術(shù)，這種技術(shù)主要是針對數(shù)據(jù)庫漏洞進行防護。防止黑客利用已知的數(shù)據(jù)庫漏洞，對數(shù)據(jù)庫進行攻擊，有效的解決了云上數(shù)據(jù)庫升級不及時可能給用戶的數(shù)據(jù)庫帶來的潛在威脅。
4.數(shù)據(jù)庫審計技術(shù)
數(shù)據(jù)庫安全審計是對數(shù)據(jù)的訪問操作行為做一個完整的記錄，以備違反安全規(guī)則的事件發(fā)生后，能有效的追查責(zé)任和分析原因，必要時還可以為懲罰惡意攻擊行為提供必要的證據(jù)。另一方面，實施審計準(zhǔn)則之后，審計線索會指出特定人員沒有違反規(guī)程，也沒有破壞性行為，對合法用戶是一種良好的保護。
目前安華金和的數(shù)據(jù)庫審計產(chǎn)品已經(jīng)達到第二代數(shù)據(jù)庫審計產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。同時數(shù)據(jù)庫安全審計產(chǎn)品可以采用旁路的部署模式，在審計的同時不會對數(shù)據(jù)庫本身造成額外負(fù)擔(dān)，達到對數(shù)據(jù)性能0影響。
相信云服務(wù)廠商如果能把上面4種安全手段采用到用戶的云數(shù)據(jù)庫上，將能提高云數(shù)據(jù)庫的安全性。云服務(wù)雖然帶來了更低的價位、更好的效率、更佳的靈活性，但安全性很可能是制約云服務(wù)廠商更進一步發(fā)展的阻礙。解決云上的安全問題將更有益于云廠商自身的發(fā)展，同時也是一種對用戶負(fù)責(zé)的表現(xiàn)。
