Daten Bank. 5. Vorlesung. Dr. Karsten Tolle PRG2 SS 2014

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1 Daten Bank 5. Vorlesung Dr. Karsten Tolle PRG2 SS 2014

2 Klausur Bemerkungen: Man benötigt keine Übungspunkte um bei der Klausur teilnehmen zu dürfen! Die Online-Anmeldung auf der PRG2-Seite reicht nicht bei allen aus! Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

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

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

5 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

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 StrasseHausnr Lager StrasseHausnr} Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

7 1 vorrat (Teil Lager Menge Strasse Hausnr) Waag Krugerstr Waag. 10 F = { Teil Lager Menge StrasseHausnr Lager StrasseHausnr} 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 StrasseHausnr Lager StrasseHausnr} 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 primin 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 RelationenschemaR 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. NFist 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 StrasseHausnr Lager StrasseHausnr} 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 ID Hersteller Zugel_Ges_Gew Führerschein ID HERSTELLER ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN 1 VW 3.5 B 2 MB 7.5 C1 3 MB 8.5 C 4 MAN 12 C 5 MB 12 C 6 VW 12 C 2. NF? F = { ID R, ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN} Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

17 Trotzdem Probleme! ID HERSTELLER ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN 1 VW 3.5 B 2 MB 7.5 C1 3 MB 8.5 C 4 MAN 12 C 5 MB 12 C 6 VW 12 C Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

18 Normalisierung ID HERSTELLER ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN 1 VW bis 3.5 B 2 MB bis 7.5 C1 3 MB bis 8.5 C 4 MAN bis 12 C 5 MB bis 12 C 6 VW bis 12 C F = { ID R, ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN} ID HERSTELLER ZUGEL_GES_GEW 1 VW bis MB bis MB bis MAN bis 12 5 MB bis 12 6 VW bis 12 ZUGEL_GES_GEW bis 3.5 bis 7.5 bis 8.5 bis 12 bis 12 bis 12 FÜHRERSCHEIN B C1 C C C 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

23 Sicherheit Jahr für Jahr kosten Datenpannen Firmen mehr Geld. Quelle: Symantec

24 Datenlecks zum Stöbern (Listen für ) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

25 3-Schicht Architektur Sicherheit Bild vom BSI IT-Grundschutz-Katalog: Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

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

27 Grant und Revokeunter Workbench Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

28 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

29 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

30 Mitarbeiter Empno Vorname Nachname Gehalt 1 Ines Müller Fred Wagner Ingo Meyer Max Müller 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 Empno Nachname Abt Abteilung Depno Name Head 1 Finanzen 2 2 Einkauf 1 3 HR 1 Arbeitet_in Empno Depno Mitarbeiter_Dept 1 Müller Einkauf 1 Müller HR 2 Wagner Finanzen 3 Meyer HR Dr. Karsten Tolle PRG2 4 SS 2014 Müller Einkauf 30

31 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

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

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

34 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

35 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

36 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

37 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

38 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. PreparedStatementin Java oder Escape- Funktionen in PHP) Entsprechende Tests vorsehen

39 Literaturhinweise Handling Java Web Application Input, Part 1 von Stephen Enright Advanced SQL Injection In SQL Server Applications von Chris Anley (more) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS