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Sicherungskonzepte – Zusammenfassung

Dozent: A. Zimmermann | HWR Berlin | 2026 | Folien 1–49

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1. Einführung (Folien 1–12)

Datensicherheit (Folie 3)

Datensicherheit = Alle technischen und organisatorischen Maßnahmen zum Schutz der Daten vor Verfälschung, Zerstörung und unzulässiger Weitergabe.

• Informationssicherheit ist nicht nur Technik, sondern auch abhängig von organisatorischen und personellen Rahmenbedingungen
• Das BSI (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik) veröffentlicht das IT-Grundschutzhandbuch (ab 2005: IT-Grundschutz-Kataloge) unter www.bsi.bund.de

Schadenskategorien (Folien 5–6)

Kategorie	Beschreibung	Beispiel
Verlust der Verfügbarkeit	Grundlegende Informationen nicht vorhanden	Keine Geldtransaktionen, Online-Bestellungen oder Produktionsprozesse möglich
Verlust der Vertraulichkeit	Ungewollte Offenlegung von Informationen	Personenbezogene Daten, Umsatz, Marketing, Forschungsdaten gelangen an Konkurrenz
Verlust der Integrität	Gefälschte Daten	Fehlbuchungen, falsche Lieferungen, fehlerhafte Produkte
Verlust der Authentizität	Daten falscher Person zugeordnet	Zahlungsanweisungen zu Lasten Dritter, falsche digitale Willenserklärungen

Relevante Gesetze (Folie 7)

Gesetz	Kürzel	Jahr
Bundesdatenschutzgesetz	BDSG	1990/2003/2009
Telekommunikationsgesetz	TKG	2004
Telemediengesetz	TMG	2007
Signaturgesetz	SigG	2001
Diverse Landesdatenschutzgesetze	—	—

Grundprinzipien der Sicherheit (Folien 8–12)

Prinzip	Beschreibung
Authentifizierung	Subjekte (Benutzer, Rechner, Dienste) müssen ein Konto besitzen und sich mit gültigem Anmeldenamen + Kennwort anmelden; moderne DB erlauben auch Betriebssystem-Authentifizierung und Zertifikate
Autorisierung	System muss Zugriffsrechte implementieren: Leserechte (ohne Änderung), Änderungsrechte (inkl. Lesen), volle Rechte (inkl. Weitergabe); Verweigerung/Entziehung möglich
Protokollierung	Alle wichtigen Vorgänge müssen überwacht werden: Lesen/Ändern/Löschen, Anmeldung, DB-Start/Stop, Kontenverwaltung; Mindestangaben: wer, was, wann; in Oracle: Auditing

Beispiel Verletzung: Web-Server ordnet alle Anfragen einem pauschalen Konto zu → Verletzung der Authentifizierung → potenzieller Angreifer kann unsinnige Anfragen senden.

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2. Integrität (Folien 13–23)

Definition (Folie 14)

Integrität (Konsistenz) = Zustand der Daten, in dem sie korrekt, vollständig und widerspruchsfrei sind.

Art	Beschreibung
Semantische Integrität	Werte gehören zum Wertebereich, richtige Datentypen, keine Tippfehler
Referentielle Integrität	Korrektheit der Primär- und Fremdschlüssel, Existenz der Verweise
Logische Integrität	Transaktionen, zusammengehörende Operationen

Gewährleistung der Integrität (Folie 15)

Ebene	Beschreibung
Datenbank (bessere Lösung)	Klauseln in DDL-Anweisungen
Anwendung (zusätzliche Lösung)	Programmcode der Anwendung

Vorteile der DB-Ebene (Folie 16):

• DB selbst gewährleistet Konsistenz → inkonsistente Zustände unmöglich
• Ein-/Ausschaltbar (z. B. beim Import)
• Standardisierte Möglichkeiten
• Unabhängig von einzelnen Anwendungen
• Schnellere Anwendungsentwicklung

Integritätsverletzende Operationen (Folie 17)

• DML: INSERT, UPDATE, DELETE
• DDL: ALTER, DROP, RENAME

Aktionen bei Integritätsverletzung (Folie 18)

Aktion	Beschreibung
Rollback	Abbrechen der Operation und Zurücksetzen auf Zustand davor
Cascade	Propagieren der Operation auf alle beteiligten Tabellen
Set Null	Betroffene Attribute auf NULL setzen

Referentielle Integrität (Folie 19)

Die Werte eines Fremdschlüssels müssen auch als Werte des Primärschlüssels vorhanden sein.

Constraint-Typen (Folie 20)

Constraint	Beschreibung
PRIMARY KEY	Attribut(e) bilden primären Schlüssel; automatisch wird Index angelegt (Oracle)
FOREIGN KEY	Attribut(e) bilden PK in einer anderen Tabelle
ON DELETE CASCADE	Löschen in PK-Tabelle löscht auch FK-Datensätze
NOT NULL	Attribut muss einen Wert haben
UNIQUE	Werte sind einmalig
CHECK	Logischer Ausdruck muss wahr sein

Beispiele (Folien 21–22)

CREATE TABLE Studenten (
    MatrNr   INTEGER PRIMARY KEY,
    Name     VARCHAR(30) NOT NULL,
    Semester INTEGER CHECK Semester BETWEEN 1 AND 13
);

CREATE TABLE Professoren (
    PersNr INTEGER PRIMARY KEY,
    Name   VARCHAR(30) NOT NULL,
    Rang   CHAR(2) CHECK (Rang IN ('C2', 'C3', 'C4')),
    Raum   INTEGER UNIQUE
);

CREATE TABLE voraussetzen (
    Vorgaenger INTEGER REFERENCES Vorlesungen(VorlNr) ON DELETE CASCADE,
    Nachfolger INTEGER REFERENCES Vorlesungen(VorlNr) ON DELETE NO ACTION,
    PRIMARY KEY (Vorgaenger, Nachfolger)
);

CREATE TABLE pruefen (
    MatrNr INTEGER REFERENCES Studenten ON DELETE CASCADE,
    VorlNr INTEGER REFERENCES Vorlesungen,
    PersNr INTEGER REFERENCES Professoren,
    Note   NUMERIC(2,1) CHECK (Note BETWEEN 0.7 AND 5.0),
    PRIMARY KEY (MatrNr, VorlNr)
);

Trigger (Folie 23)

Trigger = Prozedur/Funktion, die bei bestimmten Ereignissen automatisch gestartet wird.

Auslöser:

• DML: INSERT, DELETE, UPDATE
• DDL: CREATE, ALTER, DROP
• An-/Abmeldung, Start/Stop der DB

Zeitpunkt:

Zeitpunkt	Beschreibung
BEFORE	Vor der Änderung
AFTER	Nach der Änderung
INSTEAD OF	Statt der Änderung

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3. Rechte (Folien 24–31)

User/Schema-Konzept in Oracle (Folie 25)

• Zentral: User (Benutzer), auch Schema genannt
• Oracle-DB besteht aus verschiedenen Schemen, innerhalb derer ERM realisiert sind
• Vordefinierte Benutzer: SYS und SYSTEM (alle Rechte)
• Alle anderen Benutzer müssen erstellt und mit Rechten versehen werden

Zugriffsrichtlinien (Folie 26)

Klare Richtlinien sollten festlegen: wer darf zugreifen, auf welche Ressourcen, welche Zugriffsart, an welchen Tagen/Uhrzeiten, von welchen Computern, wer erlaubt/informiert/protokolliert/abrechnet.

Sicherheitsmechanismen (Folie 27)

Mechanismus	Beschreibung
DAC (Discretionary Access Control)	Regel: {O, S, R, P, F} – Objekte, Subjekte, Zugriffsrechte, Prädikat, Recht zur Rechtevergabe
MAC (Mandatory Access Control)	Hierarchie der Prozesse mit Markierungen (Einstufung); Kommunikation nur bei gleichem Niveau

Privilegien (Folie 28)

Typ	Beispiele
Systemprivilegien	Anmeldung, Anlegen/Löschen von Tabellen/Benutzern/Prozeduren, Abfragen von Systemtabellen, Verwaltung von Tablespaces
Objektprivilegien	Abfragen von Tabellen, Ändern von Inhalten, Verwenden von Funktionen

Empfehlung: Sinnvolle Rollenmatrix erstellen; Benutzer bekommen keine Privilegien direkt, sondern über Rollen.

Benutzerverwaltung (Folien 29–31)

-- Benutzer erstellen
DROP USER Student07;
CREATE USER Student07 IDENTIFIED BY system
DEFAULT TABLESPACE users
TEMPORARY TABLESPACE temp
QUOTA UNLIMITED ON users;

-- Passwort ändern
ALTER USER Student07 IDENTIFIED BY System01;

-- Rolle erstellen und Rechte vergeben
DROP ROLE StudentRole;
CREATE ROLE StudentRole;
GRANT CREATE session, CREATE table, CREATE view,
      CREATE synonym, CREATE procedure, CREATE trigger
TO StudentRole;
GRANT StudentRole TO Student07;

-- Objektprivilegien (direkt, nicht empfohlen)
GRANT SELECT ON Tabelle13 TO Student07, Student08;
GRANT INSERT, SELECT ON Student03.TabelleA TO Student07;
GRANT ALL ON database TO dba_user02;

-- Spalten-basierte Rechte
GRANT UPDATE (Spalte1), INSERT (Spalte2, Spalte3)
ON Tabelle52 TO Student07;

Befehle: Nur GRANT (Rechte vergeben) und REVOKE (Rechte entziehen).

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4. Backup (Folien 32–49)

Definition (Folien 33–34)

Backup (Datensicherung) = Speicherung der Daten, mit der ein System nicht direkt arbeitet.

Eigenschaften:

• Kann mehrere Dateien und Verzeichnisse beinhalten
• Kann wie eine oder mehrere Dateien aussehen
• Kann verschlüsselt und/oder komprimiert sein
• Kann sich über mehrere Datenträger verbreiten

Backup-Archiv = Sammlung von mehreren Backups.

Zwecke:

1. Wiederherstellung nach Absturz
2. Wiederherstellung eines bestimmten Zeitpunkts für Statistik (z. B. Jahresbericht)
3. Wiederherstellung für planmäßige Funktionalität (z. B. Forschungsprojekte)

Regel: In allen nicht privaten Systemen muss man immer Backup planen und regelmäßig durchführen.

RAID (Folien 35–38)

RAID (Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks) ist kein Backup!

Eigenschaft	Beschreibung
Funktion	Redundante Speicherung auf mehreren Festplatten
Bei Ausfall	Daten können von anderer Platte gelesen/geschrieben werden
Hot-Swap	Kaputte Platte im laufenden Betrieb austauschbar
Software-RAID	Von fast allen Betriebssystemen unterstützt
Hardware-RAID	Betriebssystemunabhängig

• RAID erfüllt keine Backup-Funktionen
• RAID kann als Speicherort für Backup verwendet werden

Oracle Backup-Tools (Folie 39)

Tool	Beschreibung
exp/imp	Ältere Versionen
expdp/impdp	Neuere Versionen (Data Pump)
RMAN	Recovery Manager

Weitere Tools (Folie 40): Linux (cp, tar, bzip, gzip, dd), Windows (copy, Server-Sicherung), Drittanbieter (Acronis, Paragon, Fwbackups, Bacula).

Backup-Medien (Folien 41–42)

Medium	Beschreibung
DAS	Direct Attached Storage (lokale Festplatte)
NAS	Network Attached Storage (Netzwerk)
SAN	Storage Area Network (Netzwerk)
Magnetband	Bandlaufwerk mit Roboter, bis zu 4 GiB
CD/DVD/Blu-Ray	Optische Medien
USB-Geräte	Externe Speicher
FireWire-Geräte	Externe Speicher
Cloud	Sicherheit bedenklich

Generationsprinzip (Großvater–Vater–Sohn):

• 3 Datenträger rotierend: 1. Sicherung → Großvater, 2. → Vater, 3. → Sohn
• 4. Sicherung: Großvater wird zum Sohn überschrieben, Rollen rotieren
• Je mehr Datenträger, desto sicherer

Backup-Methoden (Folie 43)

Methode	Beschreibung
Online/Hot Backup	DB läuft weiter, Daten werden im laufenden Betrieb gesichert; Gefahr: nicht-konsistenter Zustand; DB liefert spezifische Lösungen
Offline/Cold Backup	DB wird heruntergefahren, geschlossene Dateien kopiert; Datenbestand ist immer konsistent

Sicherungsarten (Folien 44–47)

Art	Umfang	Markierung?	Wiederherstellung	Vorteil/Nachteil
Normal	Alle ausgewählten Daten	Ja (als gesichert)	Nur diese Sicherung	Einfach, aber groß
Kopie	Wie Normal	Nein	—	Keine Auswirkung auf andere Strategien
Täglich	Nur heute geänderte Daten	Ja	—	Klein, tagesbezogen
Inkrementell	Nur seit letzter Sicherung geänderte Daten	Ja	Letzte Normal + alle Inkrementellen in Reihenfolge	Wenig Zeit/Speicher, aber aufwändige Wiederherstellung
Differenziell	Nur seit letzter normaler Sicherung geänderte Daten	Nein	Letzte Normal + letzte Differenzielle	Einfache Wiederherstellung, aber wachsende Größe

Sicherungsstrategien (Folie 48)

Strategie	Beispiel
Nur normale Sicherungen	Monatlich
Normal + Inkrementell	Jährlich normal, monatlich inkrementell
Normal + Differenziell	Jährlich normal, monatlich differenziell

Wichtig: Anforderungen des Unternehmens und Speicherbedarf müssen berücksichtigt werden.

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Zusammenfassung

Bereich	Kernkonzepte
Grundprinzipien	Authentifizierung, Autorisierung, Protokollierung
Integrität	Semantisch, Referentiell, Logisch; Constraints (PK, FK, NOT NULL, UNIQUE, CHECK); Trigger
Rechte	DAC/MAC, System-/Objektprivilegien, Rollen, GRANT/REVOKE
Backup	Hot/Cold, Normal/Inkrementell/Differenziell, RAID ≠ Backup, Generationsprinzip