ACID ist ein Akronym, das für Atomicity, Consistency, Isolation und Durability steht. Im Kontext der Cybersicherheit bezieht sich ACID auf eine Reihe von Eigenschaften, die die Zuverlässigkeit von Transaktionen in einem Datenbanksystem gewährleisten.
1. Atomicity (Atomarität): Atomarität stellt sicher, dass jede Transaktion als eine einzelne Einheit behandelt wird, entweder vollständig abgeschlossen oder gar nicht. Diese Eigenschaft garantiert, dass, wenn ein Teil einer Transaktion fehlschlägt, die Datenbank in ihren Zustand vor der Transaktion zurückkehrt und keine Änderungen an den Daten vorgenommen werden. Zum Beispiel, wenn eine Überweisung zwischen zwei Bankkonten mitten im Vorgang fehlschlägt, wird die gesamte Transaktion zurückgesetzt und die Konten werden in ihren ursprünglichen Zustand zurückgeführt.
2. Consistency (Konsistenz): Konsistenz stellt sicher, dass die Datenbank vor und nach der Ausführung einer Transaktion in einem konsistenten Zustand bleibt. Dies verhindert Datenkorruption oder Integritätsprobleme. Diese Eigenschaft gewährleistet, dass nur gültige Daten in die Datenbank geschrieben werden und alle Integritätsbedingungen erfüllt sind. Zum Beispiel, wenn eine Datenbank eine Regel durchsetzt, dass alle E-Mail-Adressen einzigartig sein müssen, stellt die Konsistenz-Eigenschaft sicher, dass jeder Versuch, diese Regel zu verletzen, abgelehnt wird und die Integrität der Daten gewahrt bleibt.
3. Isolation (Isolation): Isolation stellt sicher, dass die Ausführung mehrerer Transaktionen gleichzeitig das Ergebnis nicht beeinflusst. Jede Transaktion ist unabhängig und beeinträchtigt andere laufende Transaktionen nicht. Diese Eigenschaft verhindert Phänomene wie "Dirty Reads" oder "Lost Updates", bei denen eine Transaktion Daten liest, die von einer anderen Transaktion geändert werden. Isolationsstufen wie Read Uncommitted, Read Committed, Repeatable Read und Serializable bestimmen das Maß an Isolation, das von einem Datenbanksystem bereitgestellt wird.
4. Durability (Dauerhaftigkeit): Dauerhaftigkeit garantiert, dass abgeschlossene Transaktionen im System bleiben, auch im Falle eines Systemausfalls oder Absturzes. Diese Eigenschaft stellt sicher, dass nach dem Abschluss einer Transaktion ihre Änderungen dauerhaft in der Datenbank gespeichert werden und nachträgliche Ausfälle überstehen. Dauerhaftigkeit wird typischerweise durch das Schreiben von Transaktionsprotokolldaten auf einen stabilen Speicher, wie eine Festplatte, erreicht. Diese Protokolle können verwendet werden, um die Datenbank nach einem Fehler in einen konsistenten Zustand wiederherzustellen.
Um die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Datenbanktransaktionen zu gewährleisten, ist es wichtig, bestimmte Präventionstipps zu befolgen:
Wählen Sie ein Datenbankverwaltungssystem (DBMS), das die ACID-Eigenschaften erfüllt: Beim Umgang mit sensiblen oder kritischen Daten ist es entscheidend, ein DBMS auszuwählen, das die ACID-Eigenschaften unterstützt. Beliebte DBMS wie Oracle, Microsoft SQL Server und PostgreSQL sind für ihre ACID-Konformität bekannt.
Regelmäßige Datensicherungen: Regelmäßige Datensicherungen sind entscheidend, um im Falle eines Systemausfalls Daten ohne Kompromisse wiederherstellen zu können. Diese Sicherungen sollten sicher aufbewahrt werden, um unbefugten Zugriff oder Verlust zu verhindern.
Implementierung von Zugriffskontrollen und Überwachung: Die Implementierung von Zugriffskontrollen hilft, unbefugten Zugriff auf die Datenbank zu verhindern und die Integrität und Konsistenz der Daten zu wahren. Es sollten auch Überwachungsmechanismen vorhanden sein, um verdächtige Aktivitäten oder Anomalien zu erkennen und darauf zu reagieren.
Hier sind einige verwandte Begriffe, die im Kontext von ACID wichtig sind:
Das CAP-Theorem, auch bekannt als Brewers Theorem, besagt, dass es in einem verteilten Computersystem unmöglich ist, gleichzeitig alle drei der folgenden Eigenschaften zu gewährleisten: Konsistenz, Verfügbarkeit und Partitionstoleranz. Gemäß dem CAP-Theorem muss ein verteiltes System im Falle einer Netzwerkpartition zwischen Konsistenz und Verfügbarkeit wählen. Dieses Theorem hat erhebliche Auswirkungen auf die Gestaltung und den Betrieb verteilter Datenbanken.
Eine verteilte Datenbank ist eine Datenbank, die aus zwei oder mehr an verschiedenen Standorten befindlichen Datenbeständen besteht, die durch ein Datenkommunikationsnetzwerk verbunden sind. Dieser Typ von Datenbank ermöglicht es Organisationen, Daten über mehrere Standorte hinweg zu speichern und zu verwalten, was Vorteile wie verbesserte Leistung, erhöhte Skalierbarkeit und Fehlertoleranz bietet. Allerdings kann das Verwalten der Datenkonsistenz und das Sicherstellen der Synchronisation zwischen den Standorten in verteilten Datenbanksystemen eine Herausforderung darstellen.