完整教程：系统架构设计师备考第67天——数据库系统的安全&系统架构的脆弱性

一、数据库系统的安全设计

1. 数据库安全设计的评估标准

• 国际标准：
  • TCSEC（橘皮书）：分4类（A/B/C/D）7级，强调机密性与访问控制。
  • ITSEC：欧洲标准，分离功能需求（F）与评估等级（E）。
  • CC标准（ISO/IEC 15408）：通用评估框架，覆盖安全能力（TOE）与保障要求（EAL1-7）。
• 核心评估维度：
  • 身份鉴别：强认证机制（如多因子认证）。
  • 访问控制：基于角色（RBAC）或属性（ABAC）的权限模型。
  • 审计追踪：记录敏感操作（如数据修改、权限变更）。
  • 数据加密：传输层（TLS/SSL）与存储层（透明加密/TDE）。

2. 数据库的完整性设计

• 实体完整性：主键约束（唯一性+非空），防止重复记录。
• 参照完整性：外键约束，确保关联表数据一致性（如级联删除）。
• 用户定义完整性：
  • 域约束：数据类型、范围（如年龄>0）。
  • 业务规则：触发器（Trigger）实现复杂逻辑（如库存不足时禁止订单）。
• 典型技术：
  • 校验和（Checksum）：检测材料篡改。
  • 事务机制（ACID）：原子性保障操作完整性。

考点提示：数据库完整性 vs. 安全性

• 完整性：防材料错误（业务逻辑）；安全性：防未授权访问（攻击防护）。

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二、架构架构的脆弱性分析

1. 脆弱性根源与分类

• 来源：
  • 设计瑕疵（如协议缺陷）。
  • 实现弱点（如缓冲区溢出）。
  • 配置错误（默认密码未修改）。
• 软件脆弱性类型：

2. 典型软件架构的脆弱性分析

架构风格	脆弱性表现	应对措施
分层架构	层间通信瓶颈；底层错误扩散至全环境（如空指针）	冗余设计；异步消息队列
C/S架构	客户端信息泄露；二层结构暴露数据库凭证	三层结构；HTTPS加密传输
B/S架构	HTTP协议易受中间人攻击；会话劫持	启用HSTS；会话令牌绑定IP
事件驱动架构	死循环风险；高并发导致数据丢失	限流机制；事务补偿
MVC架构	视图频繁调用模型降低性能；控制器未验证输入（SQL注入）	输入过滤；缓存优化
微服务架构	分布式事务管理复杂；服务通信链路过长（延迟累积）	服务网格（如Istio）；熔断机制

高频考点：

• 分层架构的“层间通信脆弱性”常考性能与安全性权衡。
• 微服务架构的“分布式复杂性”是案例分析重点。

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三、安全架构设计案例分析

案例1：电子商务系统安全性设计

• 威胁应对：
  • 支付安全：PCI-DSS合规（加密卡号+独立支付区）。
  • DDoS防护：CDN分流+Web应用防火墙（WAF）。
  • 数据泄露：敏感信息脱敏（如手机号部分隐藏）。
• 架构策略：
  • 纵深防御：网络层（防火墙）→ 应用层（输入验证）→ 资料层（加密）。
  • 零信任模型：动态验证每次请求身份。

案例2：基于混合云的工业安全架构

• 挑战：本地设备与云平台协同时的攻击面扩大。
• 解决方案：
  • 边缘计算：敏感数据本地处理（减少传输风险）。
  • 安全切片：5G uRLLC切片隔离关键控制流量。
  • 统一审计：集中日志分析（SIEM系统）覆盖混合环境。
• 技术整合：
  • SDN网络：动态策略下发隔离威胁。
  • 机密计算：TEE（可信执行环境）保护运行时数据。

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四、考题示例（高频考点）

1. 选择题：

   在MVC架构中，哪一层的脆弱性可能导致SQL注入攻击？
   A. 模型层
   B. 视图层
   C. 控制器层
   答案：C（未验证用户输入）

2. 案例分析题：

   某微服务系统在高并发场景下出现数据不一致，请从架构脆弱性角度分析原因并提出改进方案。
   答题要点：

   • 原因：服务间异步通信丢失消息；无分布式事务协调。
   • 方案：引入Saga模式；消息队列持久化+重试机制。

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学习建议：

• 重点理解不同架构的脆弱性特征（如分层架构的“错误扩散” vs. 微服务的“通信复杂性”）。
• 结合案例掌握安全设计模式（如零信任、纵深防御）。
• 考题多聚焦实际场景应用（如电商支付、工业物联网）。