Daten Bank. 5. Vorlesung

Transkript

1 Daten Bank 5. Vorlesung

2 4. VL von bis Person (0,n) lebt_in (0,n) Ort AusweisNr. Name Vorname PLZ Ortsname SQL: create insert select 1. Normalform Schlüssel und Funktionale Abhängigkeiten Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

3 Heute von bis Person (0,n) lebt_in (0,n) Ort AusweisNr. Name Vorname PLZ Ortsname SQL: create insert select 1. Normalform Schlüssel und Funktionale Abhängigkeiten 2. Normalform Sicherheit Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

4 Fahrzeuge der Firma AB HERSTELLER KENNZEICHEN ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN VW F-AB B MB F-AB C1 MB F-AB C1 MAN F-AB C MB F-AB C MB F-AB C aus ZUGEL_GES_GEW folgt hier FÜHRERSCHEIN: ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN umgekehrt nicht! bis 17 Tonnen Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

5 Fahrzeuge der Firma AB HERSTELLER KENNZEICHEN ZUGEL_GES_GEW VW F-AB MB F-AB MB F-AB MAN F-AB MB F-AB MB F-AB Fremdschlüssel ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN 3.5 B 7.5 C1 12 C 17 C Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

6 vorrat (Teil Lager Menge Strasse Hausnr) Waag Krugerstr Waag. 10 F = { Teil Lager Menge Lageradresse Lager Lageradresse 112 } 4 10 Brunnerstr. 105 F = { Teil Lager Menge Strasse Hausnr Lager Strasse Hausnr } Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

7 1 vorrat (Teil Lager Menge Strasse Hausnr) Waag Krugerstr Waag. 10 F = { Teil Lager Menge Strasse Hausnr Lager Strasse Hausnr } Brunnerstr. 105 Probleme: Redundanz Einfüge-Anomalie Lösch-Anomalie Lageradresse für jedes Teil im Lager redundant gespeichert Lager ohne Teile kann nicht eingefügt werden Lager ohne Teile würden gelöscht werden Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

8 vorrat (Teil Lager Menge Strasse Hausnr) F = { Teil Lager Menge Strasse Hausnr Lager Strasse Hausnr } Waag Krugerstr Waag Brunnerstr. 105 Lösung: Zerlegung der Relation vorrat (Teil Lager Menge) Fremdschlüssel lager (Lager Strasse Hausnr) 1 Waag RMS 10 3 Krugerstr Brunnerstr. 105 Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

9 Prim Ein Attribut A heißt prim in R, wenn es in einem der Schlüsselkandidaten von R enthalten ist, sonst heiße es nicht prim. A ist prim X: X ist Schlüssel, A X Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

10 volle funktionale Abhängigkeit Eine funktionale Abhängigkeit X Y heißt volle funktionale Abhängigkeit, wenn für keine Teilmenge X X, X Y gilt. Y heißt dann voll funktional abhängig von X. X Y voll funktional X X : X Y Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

11 2. Normalform Ein Relationenschema R ist in 2. Normalform (2NF), wenn es in 1NF ist und jedes nicht prime Attribut voll funktional von jedem Schlüssel von R abhängig ist. 2. NF A nicht prim Schlüssel A voll funktional Die 2. NF ist verletzt, wenn ein Teil eines Schlüssels ein Nicht-Schlüsselattribut funktional bestimmt. Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

12 vorrat (Teil Lager Menge Strasse Hausnr) Waag. 10 nicht 2. NF Krugerstr Waag Brunnerstr. 105 F = { Teil Lager Menge Strasse Hausnr Lager Strasse Hausnr } 2. NF vorrat (Teil Lager Menge) lager (Lager Strasse Hausnr) 1 Waag RMS 10 3 Krugerstr Brunnerstr. 105 Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

13 Beispiel 2 R = ABCD F = {AB C, B D} B D verletzt 2. NF Zerlegung in: R1 = (ABC) mit F1 = {AB C} R2 = (BD) mit F2 = {B D} Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

14 Übung R = ABCDE B D verletzt 2. NF F = {AB C, B D, D E} Zerlegung in: R1 = (ABCE) und R2 = (BD) Zerlegung in: R1 = (ABC) und R2 = (BD) und R3 = (DE) dann geht D E verloren! Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

15 Vorgehen beim Prüfen auf NF (WICHTIG!!!) Ausgangspunkt: Relation R (mind. 1. NF) und Menge der FDs gegeben. 1. Welche Schlüssel gibt es? was sind die nicht primen Attribute! 2. Prüfe auf 2. NF (voll funktional abhängig von ALLEN Schlüsseln?) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

16 Fahrzeug Kennzeichen Zugel_Ges_Gew Führerschein KENNZEICHEN ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN F-AB B F-AB C1 F-AB C1 F-AB C F-AB C F-AB C 2. NF? F = { Kennzeichen R, ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN} Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

17 Trotzdem Probleme! KENNZEICHEN ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN F-AB B F-AB C1 F-AB C1 F-AB C F-AB C F-AB C Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

18 Fahrzeuge der Firma AB HERSTELLER KENNZEICHEN ZUGEL_GES_GEW VW F-AB MB F-AB MB F-AB MAN F-AB MB F-AB MB F-AB Fremdschlüssel ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN 3.5 B 7.5 C1 12 C 17 C Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

19 Normalformen Über die Normalformen (NF) werden Kriterien definiert, um Redundanzen und Anomalien zu verhindern. Es gibt: 1 NF 2 NF 3 NF BCNF 4 NF 5 NF 6 NF 1 NF 2 NF 3 NF Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

20 Auswirkungen!? Attribute 1-n Entität_1 Mapping ER rel. Model Evt. Erweitert um Beziehungsattribute (0,1) oder (1,1) oder sogar Attribute anderer Entitäten (bei 1-to-1 Bez.). A1 A2 An Bi Ci Normalisierung Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

21 Normalisierung / Denormalisierung Normalisierung: Der Prozess des Aufspaltens von Relationen, um Anomalien/Redundanzen zu verhindern. Denormalisierung: Der Prozess des Zusammenlegens von Relationen, um Performanz zu gewinnen. Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

22 Tabellen Ansicht ER-Modell Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

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24 Datenlecks zum Stöbern (Listen für ) haft/chronik-die-wichtigsten-hackerangriffe html Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

25 Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

26 3-Schicht Architektur Sicherheit Bild vom BSI IT-Grundschutz-Katalog: Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

27 Benutzer und Rechte CREATE USER test IDENTIFIED BY PASSWORD li720lhjlj2' erzeugt einen neuen Benutzer GRANT select ON star_trek.* TO test weist dem Benutzer test die select Rechte für alle Tabellen der DB star_trek zu REVOKE select ON star_trek.* from test nimmt ihm die Rechte wieder GRANT select ON star_trek.offizier TO test weist dem Benutzer test die select Rechte für die Tabelle offizier zu Siehe auch: Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

28 Grant und Revoke unter Workbench Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

29 Server Variablen wie bind-address bind-address = // erlaubt nur Verbindungen von Localhost Windows (my.ini): C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 5.6 Linux (my.cnf): /etc/my.cnf or mysql-data-dir/my.cnf Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

30 Mitarbeiter Empno Vorname Nachname Gehalt 1 Ines Müller Fred Wagner Ingo Meyer Max Müller Jemand der die Vor- und Nachnamen der Mitarbeiter benötigt, würde z.b. die Select- Rechte an der Tabelle Mitarbeiter erhalten und so auch die Gehälter erfahren Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

31 Nutzung von Views Mitarbeiter Empno Vorname Nachname Gehalt 1 Ines Müller Fred Wagner Ingo Meyer Max Müller CREATE VIEW Mitarbeiter_Namen AS select Vorname, Nachname from Mitarbeiter; Vorname Ines Fred Ingo Max Nachname Müller Wagner Meyer Müller Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

32 Mitarbeiter Empno Vorname Nachname Gehalt 1 Ines Müller Fred Wagner Ingo Meyer Max Müller Abteilung Depno Name Head 1 Finanzen 2 2 Einkauf 1 3 HR 1 Arbeitet_in CREATE VIEW Mitarbeiter_Dept AS select m.empno, m.nachname, d.name as Abt from Mitarbeiter m, Abteilung d, Arbeitet_in a where m.empno = a.empno and a.depno = d.depno; Mitarbeiter_Dept Mitarbeiter_Dept Empno Nachname Abt 1 Müller Einkauf 1 Müller HR 2 Wagner Finanzen 3 Meyer HR Empno Depno Dr. Karsten Tolle PRG2 4 SS 2015 Müller Einkauf 32

33 Absichern am Bsp. MySQL keine Standard Benutzer z.b. root mysql> RENAME USER root TO new_user; show databases nicht unterstützen Netzwerkzugang nur erlauben, wenn nötig Firewall installieren Siehe auch: Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

34 SQL Injection (böswilliges) Einschleusen oder Verändern von SQL-Befehlen an die Datenbank durch den Benutzer.

35 Web Related Vulnerabilities 2011 (commercial applications) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS Application Security Trends Report März CENZIC

36 Mögliche Gefahren Zusätzliche Bedingungen einzufügen: Eingabe: 1 or id > 1 or name like % select * from mytable where id = 1 or id > 1 or name like %?? Daten der Tabelle können ausgespäht werden. Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

37 Mögliche Gefahren Zusätzliche Statements einzufügen: Eingabe: 1; drop mytable; # select * from mytable where id = 1; drop mytable; #?? Direkter Schaden an der Datenbank, eventuell Ausfall der Applikation. Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

38 Was möglich ist hängt ab von DBMS Erlaubt es mehrere SQL-Statements gleichzeitig auszuführen? Welche Zeichen werden als Kommentare interpretiert? (z.b.: -- oder #) Verbindungsart / Programmiersprache JDBC, ODBC,??? Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

39 Gegenmaßnahmen Positivlisten Methode wurde eingegeben was man erwartet? Negativlisten Methode Ablehnung von Schlüsselwörtern Gegebene Funktion in PHP: mysql_real_escape_string() Sie Maskiert alle Zeichen mit denen man aus den Anführungszeichen ausbrechen kann. Kombination aller 3 ist die sicherste Variante. Anwendung diesbezüglich testen (testen lassen) Siehe auch (für PHP): Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

40 Sicherheit Auf DBMS-Ebene Benutzer entsprechend anlegen Bereitstellung von Views Überwachung Auf Programmier-Ebene Wenig Infos nach Außen Mittel der verwendeten Prog. Sprache verwenden (z.b. PreparedStatement in Java oder Escape- Funktionen in PHP) Entsprechende Tests vorsehen

41 Literaturhinweise Handling Java Web Application Input, Part 1 von Stephen Enright Advanced SQL Injection In SQL Server Applications von Chris Anley (more) BSI zu Datenbanken MySQL Manual zu Security Advanced SQL Injection in MySQL (deutsch) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS