إمكانيات التشفير لقواعد بيانات NoSQL الشائعة

شهدت قواعد بيانات NoSQL ارتفاعًا في شعبيتها في السنوات الأخيرة حيث تتطلع المؤسسات إلى الاستفادة من فوائد البيانات الضخمة. أحد المجالات التي تثير قلق العديد من المؤسسات عند اعتماد قواعد بيانات NoSQL هو الافتقار إلى إمكانات التشفير المضمنة . بينما تقدم بعض قواعد بيانات NoSQL إمكانات تشفير ، غالبًا ما يُترك الأمر للمستخدم للتنفيذ. يمكن أن يؤدي هذا إلى حدوث ارتباك وربما ضعف تطبيقات الأمان. في هذه المقالة ، سنناقش إمكانيات التشفير لقواعد بيانات NoSQL الشائعة وأفضل الممارسات لتنفيذ التشفير.

يمكن إدارة البيانات الموجهة للمستندات بواسطة قاعدة بيانات NoSQL يمكنها تخزينها واستردادها وإدارتها بطريقة موجهة نحو المستند. فيما يلي قائمة ببعض أفضل أمثلة التشفير في وضع السكون في MongoDB. لمتابعة هذا البرنامج التعليمي ، يجب أن يكون لدى القارئ ما يلي: تأكد من تثبيت MongoDB على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. هذا هو الرابط إلى الوثائق الرسمية. كانت هناك بعض المعرفة المسبقة بـ MongoDB وأوامر غلافه. يدعم MongoDB تشفير البيانات أثناء الراحة وأثناء التشغيل. مصطلح تشفير البيانات الشفافة (TDE) هو مصطلح يستخدم لوصف قواعد بيانات كاملة من البيانات.

في التشفير ، يتم تشفير البيانات باستخدام خوارزمية تشفير 256 بت لمعايير التشفير المتقدمة (AES) التي تستخدم نفس المفتاح السري مثل التشفير. الإصدارات الوحيدة التي تدعم TDE هي MongoDB Enterprise و Atlas ، والتي تتطلب محرك تخزين WiredTiger. يمكن للعملاء حماية التشفير باستخدام MongoDB Enterprise Edition باستخدام عدد من شركاء إدارة مفاتيح المؤسسة الذين تم اختبارهم والتحقق من صحتهم. طبقة مآخذ التوصيل الآمنة (SSL) هي بروتوكول يقوم بتشفير بيانات الإنترنت وتأمينها. للقيام بذلك ، قم بتشغيل MongoDB shell واستخدم هذا الأمر :. الخطوة الأولى في استخدام MongoDB هي تثبيت ملف يسمى mongodb.pem على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. لتمكين تشفير SSL ، استخدم هذا الأمر في الموقع حيث يتم تخزين ملف. pem ، لأن هذا هو الأمر الذي يجب استخدامه عند إعداد تشفير SSL.

لإعداد خادم SSL ، كل ما عليك فعله هو استخدام هذا الأمر ؛ خلاف ذلك ، سيُطلب منك الحصول على ترخيص حكومي. أدخل رمز الجهاز: في نافذة المحطة الجديدة. تم إنشاء الاتصال الخاص بك ، والآن يمكنك إنشاء وإضافة ميزات قاعدة بيانات آمنة .

عادةً ما تكون قاعدة البيانات مشفرة من جانب الخادم ، لذلك لا يتمكن الغرباء العشوائيون من الوصول إليها ما لم يكن لديهم وصول إلى مستخدم معتمد.

تشفير TLS مطلوب بواسطة MongoDB Atlas ، والذي يوفر عميلاً لتطبيق TLS. تنتقل البيانات من العميل إلى مجموعة أطلس وتعود عبر السلك قبل تشفيرها. علاوة على ذلك ، يتم تشفير جميع الأقراص افتراضيًا مع خيار تمكين تشفير WiredTiger في وضع الراحة عبر Amazon Web Services KMS أو Azure Vault أو Google KMS.

عندما يتم تشفير قاعدة البيانات الخاصة بك ، يمكنك استخدامها لتعزيز أمنك أثناء الراحة والراحة. دفعت الخروقات الأمنية الأخيرة العديد من الشركات إلى مراجعة تشفير البيانات بعمق أكبر. يعد خادم قاعدة البيانات أحد الأصول الأكثر قيمة لمعظم الشركات ، مما يجعله هدفًا شائعًا للمهاجمين.

هل قاعدة بيانات Nosql آمنة؟

أصبحت قواعد بيانات Nosql شائعة بشكل متزايد لأنها تسمح بمزيد من المرونة وقابلية التوسع من قواعد البيانات العلائقية التقليدية. ومع ذلك ، هناك بعض القلق بشأن أمان قواعد بيانات nosql لأنها لا تتمتع بنفس مستوى ميزات الأمان مثل قواعد البيانات العلائقية. بينما يمكن تأمين قواعد بيانات nosql باستخدام تقنيات مثل التشفير ، فمن المهم أن تكون على دراية بمخاطر الأمان المحتملة قبل تنفيذ قاعدة بيانات nosql.

يتمتع مستخدمو قواعد بيانات NoSQL بإمكانية الوصول إلى المزيد من قابلية التوسع والمرونة في كيفية تخزين البيانات. ومع ذلك ، هناك بعض الاعتبارات الأمنية الجادة التي يجب مراعاتها. لا تتطلب الأنظمة التي لا تحتوي على قواعد بيانات ، مثل أنظمة NoSQL ، SQL للاستعلام عن البيانات وتستخدم لتغيير سمات البيانات دون الحاجة إلى استخدام مخطط. وفقًا لأحد خبراء أمن المعلومات ، من المرجح أن يرتكب مستخدمو قاعدة بيانات NoSQL الجدد أخطاء في أيامهم القليلة الأولى. نتيجة لذلك ، يوافق أليكس روثاكر ، مدير قسم أبحاث الفريق في شركة Application Security Inc. ، على ذلك. عادةً ما تنجذب الشركات الناشئة الشابة ذات الخبرة القليلة إلى المركزين الخامس والثالث.

6 قواعد بيانات. من المرجح أن تكون قواعد بيانات NoSQL مرتبطة بشكل مباشر بالإنترنت نظرًا لقدرتها على النشر على نطاق الإنترنت. يمكن أن تكون أيضًا طريقة ملائمة للوصول إلى مخازن البيانات الأكثر قيمة الموجودة في مكان آخر. من المحتمل أن يقوم المتسللون بصقل مهاراتهم استعدادًا للهجمات على قواعد البيانات هذه. وفقًا لشولمان ، سيكون لدى المتسللين وقت أسهل بكثير في وضع أيديهم على هذا الأمر لأن أفراد النشر سيكونون أكثر تدريبًا. ومع ذلك ، وفقًا له ، يجب ألا تتوقف الشركات عن استخدام NoSQL. وفقًا لـ Rothacker ، نظرًا للحاجة إلى تأمين محيط قواعد البيانات هذه ، يُنصح بشدة بالتشفير كلما أمكن ذلك.

فوائد أمن Rdbms

من ناحية أخرى ، توفر أنظمة RDBMS مستوى عاليًا من الأمان من خلال مطالبة المستخدمين باستخدام حساباتهم الخاصة وكلمات المرور وإجراءات الأمان الأخرى. كما أنها توفر ميزات تكامل البيانات والسرية بالإضافة إلى تكامل البيانات وخصائص السرية.

هل تحتوي قواعد بيانات Nosql على ميزات أمان مدمجة؟

لا تحتوي قواعد بيانات Nosql على ميزات أمان مضمنة. ومع ذلك ، هناك العديد من ميزات الأمان التي يمكن إضافتها إلى قواعد بيانات nosql ، مثل مصادقة المستخدم وتشفير البيانات.

بدأت المنظمات في الانتقال من قواعد البيانات العلائقية التقليدية إلى قواعد بيانات NoSQL استجابةً للطلب المتزايد على البيانات الضخمة والحوسبة السحابية. تم تصميم MongoDB كقاعدة بيانات يمكنها التوسع والتوزيع وتكون مرنة للغاية ، مما يسمح بتشغيل تطبيقات الويب الحديثة عليها. سيبحث هذا الفصل في مشكلات أمان قاعدة بيانات NoSQL ويوصي بالآلية المتاحة الأكثر أمانًا. راشمي أغراوال يشغل حاليًا منصب رئيس قسم - تطبيقات الكمبيوتر في جامعة ماناف راتشنا الدولية فريد آباد. لديها 14 عامًا من الخبرة في التدريس في علوم الكمبيوتر وتطبيقاتها ، وهي شغوفة بالتعليم. لديها خبرة واسعة في الذكاء الاصطناعي ، والتعلم الآلي ، واستخراج البيانات ، وأنظمة التشغيل.

أيهما أكثر أمانًا SQL أم Nosql؟

نظرًا لأن SQL تلتزم بخصائص ACID ، فهي أكثر أمانًا من NoSQL من حيث اتساق البيانات وتكامل البيانات وتكرار البيانات عند إجراء استعلامات معقدة.

عندما يتعلق الأمر باختيار قاعدة بيانات ، فإن أفضل خيار هو استخدام قاعدة بيانات علائقية (SQL) أو قاعدة بيانات غير علائقية (Nosql). يعد فهم الاختلافات بين الاثنين أمرًا ضروريًا في اتخاذ قرار مستنير بشأن نوع قاعدة البيانات المطلوبة للمشروع. إن القدرة على إنشاء تصميم مخطط ديناميكي في قواعد بيانات NoSQL يجعلها مثالية لتطبيقات البيانات الضخمة ، حيث تعد المرونة مطلبًا أساسيًا. بعضها عبارة عن أزواج ذات قيمة رئيسية ، أو قواعد بيانات تستند إلى المستندات ، أو قواعد بيانات بيانية ، أو مخازن ذات أعمدة عريضة ، اعتمادًا على المتطلبات. نتيجة لذلك ، عندما يتم إنشاء مستند بدون بنية محددة ، سيكون لكل مستند هيكله المميز الخاص به. تثار بعض الأسئلة حول NoSQL في سياق تحليلات البيانات والبيانات الضخمة. تتطلب بعض قواعد بيانات NoSQL مساعدة المجتمع ، بينما تتطلب قواعد بيانات أخرى مساعدة خبير خارجي.

NoSQL ليست بنفس سرعة SQL لإجراء عمليات القراءة أو الكتابة على كيانات بيانات متعددة ، ولكنها أيضًا ليست بنفس السرعة لإجراء عمليات فردية. قامت Google و Yahoo و Amazon وشركات أخرى بإنشاء قواعد بيانات NoSQL لمجموعات البيانات الكبيرة. لا تستطيع قواعد البيانات العلائقية الحالية مواكبة الطلب المتزايد بسرعة على معالجة البيانات. يمكن تغيير حجم قاعدة بيانات NoSQL ، مثل قاعدة بيانات NoSQL ، أفقيًا حسب الحاجة. تعمل بشكل أفضل مع التطبيقات التي لا تحتوي على تعريفات مخطط محددة ، مثل أنظمة إدارة المحتوى أو تطبيقات البيانات الضخمة أو التحليلات في الوقت الفعلي أو أي نوع آخر من التطبيقات التي تتطلب مخططًا واحدًا.

يجب توزيع بيانات المعاملات في قواعد بيانات SQL عبر صفوف متعددة. المعاملات بين جداول متعددة مدعومة أصلاً من قبل النظام. من ناحية أخرى ، تعد قواعد بيانات المستندات أكثر ملاءمة للبيانات غير المهيكلة ، مثل JSON أو XML. نظرًا لأنها تتيح لك تخزين البيانات بأي تنسيق ، بغض النظر عن هيكلها ، فلا داعي للقلق بشأن تنسيق البيانات. يمكن تحديث قواعد بيانات NoSQL بسهولة استجابة لمتطلبات البيانات المتغيرة. على عكس قواعد بيانات SQL ، فإن قواعد بيانات NoSQL هي الأنسب للأنظمة القديمة التي تتطلب القياس والتخزين والمرونة.

قواعد بيانات نصقل: الخير ، والشر ، والمونغودب

هناك العديد من المزايا لقواعد بيانات NoSQL مقارنة بقواعد البيانات العلائقية ، بما في ذلك المرونة وقابلية التوسع. عادةً ما تحتوي قواعد بيانات NoSQL الخاصة بقاعدة البيانات على ميزات أمان أقل من قواعد البيانات في النموذج العلائقي التقليدي ، كما أنها تفتقر إلى سرية وسلامة قواعد البيانات هذه. يتمتع MongoDB بأمان أكثر من MySQL لأنه يفتقر إلى مخطط.

ما هي عيوب قاعدة بيانات نوسكل؟

ما هي إيجابيات وسلبيات استخدام قاعدة بيانات NoSQL؟ في عالم قاعدة بيانات NoSQL ، تتمثل إحدى العيوب الأكثر شيوعًا في أنها لا تدعم معاملات ACID (الذرية ، والاتساق ، والعزلة ، والمتانة) عبر مستندات متعددة. من المناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات أن يكون لها سجل واحد بتردد ذري.

تمت مناقشة مزايا وعيوب قواعد بيانات NoSQL بالتفصيل في هذه المقالة. هناك بعض المزايا لقواعد بيانات NoSQL ، ولكن هناك أيضًا بعض العيوب. سواء كانت بيانات منظمة أو غير منظمة ، يمكنهم تخزينها ودمجها جميعًا. من حيث الأداء العام والكمون ، فهي نظام عالي الأداء للغاية. أصبح استخدام قواعد بيانات NoSQL أقل تكلفة نتيجة لطبيعتها مفتوحة المصدر ومتطلبات الأجهزة المنخفضة. لا يوجد معيار معمول به لتحديد القواعد والأدوار لقواعد بيانات NoSQL. تعطي lndoDBs الأولوية لقابلية التوسع والأداء على التناسق عندما يتعلق الأمر باتساق البيانات ، لذا فهي أقل أمانًا من قواعد البيانات التقليدية.

يتم التعامل مع كميات كبيرة من البيانات في قواعد بيانات NoSQL. لديهم القدرة على التوسع ، بحيث يمكن أن تنمو قاعدة البيانات في الحجم دون التأثير على أداء النظام. يمكن أن تتعثر قواعد البيانات العلائقية التقليدية مع زيادة عدد الصفوف والجداول في قاعدة البيانات ، لذلك يوفر هذا ميزة كبيرة.
يوفر هذا النوع من قواعد البيانات أيضًا تكرارًا قويًا ومرونة في بنية البيانات. نتيجة لذلك ، يمكن تصميم قاعدة البيانات الخاصة بك لتلبية احتياجات التطبيق الخاص بك. يمكن استخدام قاعدة بيانات NoSQL لتخزين البيانات التي يتم إنشاؤها ديناميكيًا ، مثل المعاملات المالية.
إذا كان تطبيقك يتطلب قدرًا أكبر من المرونة في وقت تشغيله ، فيجب تجنبه باستخدام قواعد بيانات NoSQL. قواعد البيانات ليست مناسبة للتطبيقات التي تحتاج إلى تعديل سريع.

ما هي مساوئ قواعد بيانات Nosql مثل Mongodb؟

بصرف النظر عن ذلك ، هناك بعض العيوب لقواعد بيانات MongoDB NoSQL. تخزن قاعدة بيانات MongoDB كميات كبيرة من البيانات في الذاكرة. عادةً ما يتم تحديد الحد الأقصى لحجم المستند على أنه 16 ميغا بايت. MongoDB لا يدعم المعاملات.

ما هي عيوب Nosql Mcq؟

عند تخزين البيانات المنظمة ، لا تعمل NoSQL. من الممكن تخزين البيانات غير المنظمة في قواعد بيانات NoSQL. يمكن أن تحتوي قاعدة بيانات NoSQL على كميات كبيرة من البيانات.

ما هي المشاكل مع nosql؟

أصبحت مشكلة تنظيم تخزين البيانات واسترجاع البيانات من قواعد البيانات أكثر أهمية مع انتشار التطبيقات القائمة على السحابة وإنترنت الأشياء (IoT).

مشكلات الأمان في قواعد بيانات Nosql

في حين أن قواعد بيانات nosql وقواعد البيانات العلائقية قابلة للمقارنة ، إلا أنها ليست آمنة مثل بعضها البعض.

تبحث هذه الورقة في أحدث تقنيات حلول الأمان والخصوصية لقواعد بيانات NoSQL ، ولا سيما متاجر Redis و Cassandra و MongoDB و Neo4j. تشير NoSQL إلى قاعدة بيانات علائقية مفتوحة المصدر لا تعتمد على SQL وبالتالي يُشار إليها بقاعدة بيانات NoSQL. تعد قواعد بيانات NoSQL أكثر ملاءمة لاحتياجات بيئات إنترنت الأشياء من قواعد بيانات SQL. تعد متطلبات الأمان والخصوصية ، بالإضافة إلى قابلية التوسع والأداء ، من بين أكثر المتطلبات صعوبة في الوفاء بها. يشتمل نموذج القيمة الرئيسية ووضع الاسترداد ، بالإضافة إلى نموذج بيانات المستند والرسم البياني ، على التسلسل الهرمي لقاعدة بيانات NoSQL ، مما يسمح لها بالتوسع أفقيًا وتصنيفها على النحو التالي: قيمة المفتاح ، والموجهة نحو العمود ، والمستند ، والرسم البياني. تدرس الورقة بعمق قواعد بيانات Redis و Cassandra و MongoDB و Neo4j. يفحص مؤلفو [7] قواعد بيانات NoSQL ، ويناقشون استراتيجياتها وميزاتها ونقاط قوتها وعيوبها ، بالإضافة إلى تسليط الضوء على القضايا المفتوحة.

يتم تصنيف العديد من قواعد بيانات NoSQL ، على عكس قواعد البيانات العلائقية ، على أنها تستند إلى SQL. قد تبدو قواعد بيانات NoSQL مشابهة ظاهريًا لقواعد البيانات العلائقية في بعض الحالات ، لكنها قد لا تتخلى تمامًا عن طبيعتها غير المنظمة. تم إدراج فحص لكيفية تلبية متطلبات الأمن (مثل المصادقة ، والترخيص ، والتحكم في الوصول ، والخصوصية ، وإنفاذ السياسة ، والسلامة ، والسرية) لهذه الأنواع من قواعد البيانات في الورقة. نعومي دانتونيو حاصلة على درجة الدكتوراه في الفلسفة في هندسة الكمبيوتر والاتصالات من جامعة كاتانيا في إيطاليا ، حيث حصلت على درجة البكالوريوس في عام 2002. وهي مهتمة بشبكات WSN و WMSN وإنترنت الأشياء (IoT) والأنظمة الموزعة ، ضمن أشياء أخرى. وهي عضو في مجالس تحرير COMNET و IEEE IoT و ETT و ITL ، بالإضافة إلى محرر مشارك في ITL. سابرينا سيكاري وأليساندرا ريزاردي وألبرتو كوين بوريسيني وأوريليو لا كورتي هم بعض الأشخاص الذين شاركوا.

ينصب تركيز البحث على قواعد بيانات NoSQL ، وخاصة قواعد بيانات NewSQL لإنترنت الأشياء. جميع المؤلفين أعضاء في مجالس تحرير COMNET و IEEE IoT و ETT و ITL. قواعد بيانات NoSQL عرضة لعدد من التهديدات الأمنية ، مثل تخزين البيانات المشفرة أو الوصول غير المصرح به إلى البيانات أو اتصال البيانات غير الآمن عبر الشبكة.

المخاطر الأمنية لاستخدام قاعدة بيانات نُسقل

نظرًا لافتقارها إلى دعم التشفير ، تكون ملفات البيانات عرضة للتلاعب ، ويتم إرسال البيانات من خلال اتصال نص عادي ، كما أن تخزين كلمات المرور ضعيف. علاوة على ذلك ، فإن سلامة بيانات قواعد بيانات nosql أقل من سلامة قواعد البيانات العلائقية. قد ينتج خرق البيانات عن مجموعة متنوعة من العوامل ، بما في ذلك كلمات المرور الضعيفة ومشاركة كلمات المرور والمسح العرضي أو تلف البيانات وسلوك المستخدم غير المرغوب فيه. يحولها تشفير بيانات MongoDB إلى مخرجات تُعرف بالنص المشفر ، والتي تنتج عن تشفير MongoDB.

تشفير Mongodb

تقدم MongoDB التشفير على مستويات مختلفة بما في ذلك تشفير الشبكة والتشفير على مستوى العملية والتشفير على مستوى التخزين والتشفير على مستوى التطبيق. يمكن تحقيق تشفير الشبكة باستخدام SSL / TLS. يستخدم التشفير على مستوى العملية Linux PAM لتشفير البيانات وفك تشفيرها. يستخدم التشفير على مستوى التخزين وحدة dm-crypt kernel. يستخدم التشفير على مستوى التطبيق عملية MongoCryptd لتشفير البيانات وفك تشفيرها بشفافية.

تسمح طريقة فك تشفير البيانات للأطراف المصرح لها فقط بقراءتها. يمكن استخدام خوادم وبرامج تشغيل / عملاء MongoDB لتشفير البيانات. يعد التشفير في حالة عدم التشغيل والتشفير على مستوى المجال و HTTPS أمثلة على التشفير من جانب العميل. يقوم التشفير على مستوى المجال بواسطة Mongosh بتشفير وفك تشفير الحقول على الفور باستخدام مفاتيح مخزنة محليًا محمية بواسطة مستودع آمن (KMS). تؤدي إضافة طبقة الأمان هذه إلى زيادة احتمالية عدم نقل المعلومات الحساسة عبر الأسلاك أو الكشف عنها لعملاء قاعدة البيانات. يمكن استخدام هذه الميزة لإنشاء مجموعة جديدة في أي مجموعة أطلس من الإصدار 4.2 أو أعلى. لتوضيح كيفية استخدام هذه الميزة ، سنستخدم مثالًا بسيطًا لـ MongoDB.

في MongoDB ، توجد عدة طبقات تشفير مشهورة عالميًا ، مما يجعلها قاعدة بيانات على مستوى المؤسسات. يمكن لمحرك التخزين WiredTiger تشفير ملفات بيانات الخادم (المجمعة والفهارس) أثناء كتابتها على قرص الكمبيوتر. تستخدم Ops Manager ميزة التشفير في وضع السكون لحماية النسخ الاحتياطية لعمليات النشر ذاتية الاستضافة التي تديرها الشركة. عند تشغيل MongoDB Atlas على كتلة ، فإن جميع العقد لديها إمكانية الوصول إلى التشفير المدمج في حالة السكون للأقراص.

يقدم Mongodb Atlas بيانات مشفرة في حالة عدم الاستقرار

علاوة على ذلك ، يمكنك إضافة تشفير إلى محرك التخزين WiredTiger الخاص بك. ستكون خدمة إدارة المفاتيح (KMS) لمزود السحابة المفضل لديك قادرة على إدارة مهام الإدارة الرئيسية باستخدام هذه الميزة. على مستوى الملف ، تستخدم MongoDB Enterprise بروتوكول تشفير أساسي متماثل قائم على التخزين. تُعرف تقنية تشفير قاعدة البيانات المعروفة باسم تشفير قاعدة البيانات بالكامل (WDE) أيضًا باسم تشفير البيانات الشفاف (TDE). يتوفر WiredTiger مع مجموعة MongoDB Atlas للتشفير أثناء الراحة ، كما هو الحال مع KMS للتشفير. يمكنك تشفير البيانات باستخدام MongoDB Atlas ، سواء كان ذلك عن طريق مجموعات كاملة أو عن طريق تشفير جداول وفهارس معينة. الجداول التالية مستمدة من بعض قواعد بيانات NoSQL الرائدة في العالم في الذاكرة باستخدام YCSB ، وهي أداة قياس الأداء.