2010年軟考軟件設計師專題講義：數(shù)據(jù)庫知識

　　2. 死鎖的診斷與解除

　　① 超時法

　　如果一個事務的等待時間超過了規(guī)定的時限，就認為發(fā)生了死鎖。超時法實現(xiàn)簡單，但其不足也很明顯。一是有可能誤判死鎖，事務因為其他原因使等待時間超過時限，系統(tǒng)會誤認為發(fā)生了死鎖。二是時限若設置得太長，死鎖發(fā)生后不能及時發(fā)現(xiàn)。

　　②等待圖法

　　事務等待圖是一個有向圖G=(T,U)。 T為結點的集合，每個結點表示正運行的事務;U為邊的集合，每條邊表示事務等待的情況。若T1等待T2 ,則T1、T2之間劃一條有向邊，從T1指向T2。事務等待圖動態(tài)地反映了所有事務的等待情況。并發(fā)控制子系統(tǒng)周期性地(比如每隔1分鐘)檢測事務等待圖，如果發(fā)現(xiàn)圖中存在回路，則表示系統(tǒng)中出現(xiàn)了死鎖。

　　DBMS的并發(fā)控制子系統(tǒng)一旦檢測到系統(tǒng)中存在死鎖，就要設法解除。通常采用的方法是選擇一個處理死鎖代價最小的事務，將其撤消，釋放此事務持有的所有的鎖，使其它事務得以繼續(xù)運行下去。當然，對撤消的事務所執(zhí)行的數(shù)據(jù)修改操作必須加以恢復。

　　如果一個事務運行過程中沒有其他事務同時運行，也就是說它沒有受到其他事務的干擾，那么就可以認為該事務的運行結果是正常的或者預想的。因此將所有事務串行起來的調(diào)度策略一定是正確的調(diào)度策略。雖然以不同的順序串行執(zhí)行事務可能會產(chǎn)生不同的結果，但由于不會將數(shù)據(jù)庫置于不一致狀態(tài)，所以都是正確的。

　　定義：多個事務的并發(fā)執(zhí)行是正確的，當且僅當其結果與按某一次序串行地執(zhí)行它們時的結果相同。我們稱這種調(diào)度策略為可串行化(Serializable)的調(diào)度。

　　另外，在封鎖技術方面，SQL提供事務的四種一致性級別，從高到低分別是：

　　uu serializable(可串行化) uu repeatable read(可重復讀)

　　uu read committed(讀提交數(shù)據(jù)) uu read uncommitted(可讀未提交數(shù)據(jù))

　　數(shù)據(jù)庫安全：

　　數(shù)據(jù)庫的安全性是指保護數(shù)據(jù)庫以防止不合法的使用所造成的數(shù)據(jù)泄露、更改或破壞。

　　為降低進而消除對系統(tǒng)的安全攻擊，尤其是彌補原有系統(tǒng)在安全保護方面的缺陷，在計算機安全技術方面逐步建立了一套可信標準。在目前各國所引用或制定的一系列安全標準中，最重要的當推1985年美國國防部(DoD)正式頒布的《DoD可信計算機系統(tǒng)評估標準》(Trusted Computer System Evaluation Criteria，簡記為TCSEC)[1]或DoD85)。

　　制定這個標準的目的主要有：

　　⑴提供一種標準，使用戶可以對其計算機系統(tǒng)內(nèi)敏感信息安全操作的可信程度做出評估。

　�、平o計算機行業(yè)的制造商提供一種可循的指導規(guī)則，使其產(chǎn)品能夠更好的滿足敏感應用的安全需求。

　　TCSEC又稱桔皮書，1991年4月美國NCSC(國家計算機安全中心)頒布了《可信計算機系統(tǒng)評估標準關于可信數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的解釋》( Trusted Database Interpretation 簡記為TDI，即紫皮書)。將TCSEC擴展到數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。TDI中定義了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)中需滿足和用以進行安全性級別評估的標準。

　　在TCSEC中建立的安全級別之間具有一種偏序向下兼容的關系，即較高安全性級別提供的安全保護要包含較低級別的所有保護要求，同時提供更多或更完善的保護能力。

　　下面，我們簡略地對各個等級作一介紹。

　　D級： D級是最低級別。保留D級的目的是為了將一切不符合更高標準的系統(tǒng)，統(tǒng)統(tǒng)歸于D組。如DOS就是操作系統(tǒng)中安全標準為D的典型例子。它具有操作系統(tǒng)的基本功能，如文件系統(tǒng)，進程調(diào)度等等，但在安全性方面幾乎沒有什么專門的機制來保障。

　　C1級：只提供了非常初級的自主安全保護。能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶和數(shù)據(jù)的分離，進行自主存取控制(DAC)，保護或限制用戶權限的傳播�，F(xiàn)有的商業(yè)系統(tǒng)往往稍作改進即可滿足要求。

　　C2級：實際是安全產(chǎn)品的最低檔次，提供受控的存取保護，即將C1級的DAC進一步細化，以個人身份注冊負責，并實施審計和資源隔離。很多商業(yè)產(chǎn)品已得到該級別的認證。達到C2級的產(chǎn)品在其名稱中往往不突出“安全”(Security)這一特色，如操作系統(tǒng)中Microsoft的Windows NT 3.5，數(shù)字設備公司的Open VMS VAX 6.0和6.1。數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品有Oracle公司的Oracle 7，Sybase公司的 SQL Server 11.0.6 等。

　　B1級：標記安全保護。對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加以標記，并對標記的主體和客體實施強制存取控制(MAC)以及審計等安全機制。B1級能夠較好地滿足大型企業(yè)或一般政府部門對于數(shù)據(jù)的安全需求，這一級別的產(chǎn)品才認為是真正意義上的安全產(chǎn)品。滿足此級別的產(chǎn)品前一般多冠以“安全”(Security)或“可信的”(Trusted)字樣，作為區(qū)別于普通產(chǎn)品的安全產(chǎn)品出售。例如，操作系統(tǒng)方面，典型的有數(shù)字設備公司的SEVMS VAX Version 6.0，惠普公司的HP-UX BLS release 9.0.9+ 。數(shù)據(jù)庫方面則有Oracle公司的Trusted Oracle 7，Sybase公司的Secure SQL Server version 11.0.6，Informix公司的Incorporated INFORMIX-OnLine / Secure 5.0等。

　　B2級：結構化保護。建立形式化的安全策略模型并對系統(tǒng)內(nèi)的所有主體和客體實施DAC和MAC。

　　從互連網(wǎng)上的最新資料看，經(jīng)過認證的、B2級以上的安全系統(tǒng)非常稀少。例如，符合B2標準的操作系統(tǒng)只有Trusted Information Systems公司的Trusted XENIX一種產(chǎn)品，符合B2標準的網(wǎng)絡產(chǎn)品只有Cryptek Secure Communications公司的LLC VSLAN一種產(chǎn)品，而數(shù)據(jù)庫方面則沒有符合B2標準的產(chǎn)品。

　　B3級：安全域。該級的TCB必須滿足訪問監(jiān)控器的要求，審計跟蹤能力更強，并提供系統(tǒng)恢復過程。

　　A1級：驗證設計，即提供B3級保護的同時給出系統(tǒng)的形式化設計說明和驗證以確信各安全保護真正實現(xiàn)。

　　B2以上的系統(tǒng)標準更多地還處于理論研究階段，產(chǎn)品化以至商品化的程度都不高，其應用也多限于一些特殊的部門如軍隊等。但美國正在大力發(fā)展安全產(chǎn)品，試圖將目前僅限于少數(shù)領域應用的B2安全級別或更高安全級別下放到商業(yè)應用中來，并逐步成為新的商業(yè)標準。

　　可以看出，支持自主存取控制的DBMS大致屬于C級，而支持強制存取控制的DBMS則可以達到B1級。當然，存取控制僅是安全性標準的一個重要方面(即安全策略方面)不是全部。為了使DBMS達到一定的安全級別，還需要在其它三個方面提供相應的支持。例如審計功能就是DBMS達到C2以上安全級別必不可少的一項指標。