سلامة البيانات

الموسوعة الحرة

سلامة البيانات هي الحفاظ على دقة البيانات وتناسقها وضمانها طوال دورة حياتها بالكامل . [1] إنها جانب بالغ الأهمية لتصميم وتنفيذ واستخدام أي نظام يخزن أو يعالج أو يسترد البيانات. المصطلح واسع النطاق وقد يكون له معاني مختلفة على نطاق واسع اعتمادًا على السياق المحدد حتى تحت نفس المظلة العامة للحوسبة . يتم استخدامه في بعض الأحيان كمصطلح وكيل لجودة البيانات ، [2] في حين أن التحقق من صحة البيانات هو شرط أساسي لسلامة البيانات. [3]

تعريف

سلامة البيانات هي عكس فساد البيانات . [4] الغرض العام لأي تقنية لسلامة البيانات هو نفسه: ضمان تسجيل البيانات تمامًا كما هو مقصود (مثل قاعدة بيانات ترفض بشكل صحيح الاحتمالات المتبادلة الحصرية). علاوة على ذلك، عند الاسترجاع لاحقًا ، تأكد من أن البيانات هي نفسها كما كانت عندما تم تسجيلها في الأصل. باختصار، تهدف سلامة البيانات إلى منع التغييرات غير المقصودة في المعلومات. لا ينبغي الخلط بين سلامة البيانات وأمن البيانات ، وهو نظام حماية البيانات من الأطراف غير المصرح لها.

أي تغييرات غير مقصودة في البيانات نتيجة لعملية تخزين أو استرجاع أو معالجة، بما في ذلك النية الخبيثة، وفشل الأجهزة غير المتوقع، والخطأ البشري ، هي فشل في سلامة البيانات. إذا كانت التغييرات نتيجة لوصول غير مصرح به، فقد تكون أيضًا فشلًا في أمان البيانات. اعتمادًا على البيانات المعنية، يمكن أن يتجلى هذا الأمر بشكل حميد مثل بكسل واحد في صورة يظهر بلون مختلف عن اللون الذي تم تسجيله في الأصل، إلى فقدان صور العطلات أو قاعدة بيانات مهمة للأعمال، وحتى الخسارة الكارثية للحياة البشرية في نظام مهم للحياة .

أنواع النزاهة

السلامة الجسدية

تتعلق السلامة المادية بالتحديات المرتبطة بالتخزين الصحيح للبيانات وجلبها. قد تشمل التحديات المتعلقة بالسلامة المادية الأعطال الكهروميكانيكية وعيوب التصميم وإجهاد المواد والتآكل وانقطاع التيار الكهربائي والكوارث الطبيعية والمخاطر البيئية الخاصة الأخرى مثل الإشعاع المؤين ودرجات الحرارة الشديدة والضغوط وقوى الجاذبية . يشمل ضمان السلامة المادية طرقًا مثل الأجهزة الزائدة ومصدر الطاقة غير المنقطع وأنواع معينة من مجموعات RAID والرقائق المقواة بالإشعاع والذاكرة المصححة للأخطاء واستخدام نظام ملفات مجمع واستخدام أنظمة الملفات التي تستخدم مجموعات اختبار على مستوى الكتلة مثل ZFS ومصفوفات التخزين التي تحسب حسابات التكافؤ مثل الحصري أو استخدام دالة تجزئة تشفيرية وحتى وجود مؤقت مراقبة على الأنظمة الفرعية الحرجة.

غالبًا ما يتم استخدام خوارزميات الكشف عن الأخطاء المعروفة باسم أكواد تصحيح الأخطاء على نطاق واسع في مجال السلامة المادية . غالبًا ما يتم اكتشاف أخطاء سلامة البيانات الناجمة عن الإنسان من خلال استخدام عمليات فحص وخوارزميات أبسط، مثل خوارزمية Damm أو خوارزمية Luhn . تُستخدم هذه الخوارزميات للحفاظ على سلامة البيانات بعد النسخ اليدوي من نظام كمبيوتر إلى آخر بواسطة وسيط بشري (على سبيل المثال، أرقام توجيه بطاقة الائتمان أو البنك). يمكن اكتشاف أخطاء النسخ الناجمة عن الكمبيوتر من خلال وظائف التجزئة .

في أنظمة الإنتاج، تُستخدم هذه التقنيات معًا لضمان درجات مختلفة من سلامة البيانات. على سبيل المثال، قد يتم تكوين نظام ملفات الكمبيوتر على مصفوفة RAID متسامحة مع الأخطاء، ولكن قد لا توفر مجموعات اختبارية على مستوى الكتلة للكشف عن تلف البيانات الصامت ومنعه . كمثال آخر، قد يكون نظام إدارة قاعدة البيانات متوافقًا مع خصائص ACID ، ولكن قد لا تكون ذاكرة التخزين المؤقت للكتابة الداخلية لوحدة تحكم RAID أو محرك الأقراص الثابتة متوافقة.

السلامة المنطقية

يتعلق هذا النوع من النزاهة بصحة أو عقلانية قطعة من البيانات، في سياق معين. ويشمل ذلك موضوعات مثل النزاهة المرجعية وسلامة الكيان في قاعدة بيانات علائقية أو تجاهل بيانات الاستشعار المستحيلة بشكل صحيح في الأنظمة الآلية. وتتضمن هذه المخاوف ضمان أن البيانات "منطقية" بالنظر إلى بيئتها. وتشمل التحديات أخطاء البرامج وعيوب التصميم والأخطاء البشرية. تشمل الطرق الشائعة لضمان النزاهة المنطقية أشياء مثل قيود الفحص وقيود المفتاح الخارجي وتأكيدات البرنامج وفحوصات السلامة الأخرى وقت التشغيل.

غالبًا ما تتقاسم السلامة المادية والمنطقية العديد من التحديات مثل الأخطاء البشرية وعيوب التصميم، ويجب على كليهما التعامل بشكل مناسب مع الطلبات المتزامنة لتسجيل واسترجاع البيانات، والأخير هو موضوع مستقل تمامًا.

إذا كان قطاع البيانات يحتوي على خطأ منطقي فقط، فيمكن إعادة استخدامه عن طريق الكتابة فوقه ببيانات جديدة. في حالة حدوث خطأ مادي، يصبح قطاع البيانات المتأثر غير قابل للاستخدام بشكل دائم.

قواعد البيانات

تحتوي سلامة البيانات على إرشادات للاحتفاظ بالبيانات ، وتحدد أو تضمن طول الوقت الذي يمكن الاحتفاظ بالبيانات فيه في قاعدة بيانات معينة (عادةً قاعدة بيانات علائقية ). لتحقيق سلامة البيانات، يتم تطبيق هذه القواعد بشكل متسق وروتيني على جميع البيانات التي تدخل النظام، وأي تخفيف للتنفيذ قد يتسبب في حدوث أخطاء في البيانات. يؤدي تنفيذ عمليات التحقق على البيانات بأقرب ما يمكن من مصدر الإدخال (مثل إدخال البيانات البشرية) إلى دخول بيانات أقل خطأ إلى النظام. يؤدي التنفيذ الصارم لقواعد سلامة البيانات إلى انخفاض معدلات الخطأ وتوفير الوقت في استكشاف الأخطاء وإصلاحها وتتبع البيانات الخاطئة والأخطاء التي تسببها للخوارزميات.

تتضمن سلامة البيانات أيضًا قواعد تحدد العلاقات التي يمكن أن تربط قطعة بيانات بقطع بيانات أخرى، مثل السماح لسجل العميل بالارتباط بالمنتجات المشتراة ، ولكن ليس بالبيانات غير ذات الصلة مثل الأصول المؤسسية . غالبًا ما تتضمن سلامة البيانات عمليات فحص وتصحيح للبيانات غير الصالحة، بناءً على مخطط ثابت أو مجموعة محددة مسبقًا من القواعد. ومن الأمثلة على ذلك البيانات النصية المدخلة حيث تكون قيمة التاريخ والوقت مطلوبة. تنطبق أيضًا قواعد اشتقاق البيانات، والتي تحدد كيفية اشتقاق قيمة البيانات بناءً على الخوارزمية والمساهمين والشروط. كما تحدد الشروط حول كيفية إعادة اشتقاق قيمة البيانات.

أنواع قيود النزاهة

يتم فرض سلامة البيانات عادةً في نظام قاعدة البيانات من خلال سلسلة من قيود أو قواعد السلامة. هناك ثلاثة أنواع من قيود السلامة تشكل جزءًا لا يتجزأ من نموذج البيانات العلائقية : سلامة الكيان والسلامة المرجعية وسلامة المجال.

  • تتعلق سلامة الكيان بمفهوم المفتاح الأساسي . سلامة الكيان هي قاعدة سلامة تنص على أنه يجب أن يكون لكل جدول مفتاح أساسي وأن العمود أو الأعمدة المختارة لتكون المفتاح الأساسي يجب أن تكون فريدة وليست فارغة.
  • تتعلق سلامة المرجع بمفهوم المفتاح الخارجي . تنص قاعدة سلامة المرجع على أن أي قيمة مفتاح خارجي لا يمكن أن تكون إلا في إحدى حالتين. والحالة المعتادة هي أن قيمة المفتاح الخارجي تشير إلى قيمة مفتاح أساسي لبعض الجداول في قاعدة البيانات. في بعض الأحيان، وهذا يعتمد على قواعد مالك البيانات، يمكن أن تكون قيمة المفتاح الخارجي فارغة . في هذه الحالة، نقول صراحةً أنه إما لا توجد علاقة بين الكائنات الممثلة في قاعدة البيانات أو أن هذه العلاقة غير معروفة.
  • تحدد سلامة النطاق أنه يجب إعلان جميع الأعمدة في قاعدة البيانات العلائقية على نطاق محدد. الوحدة الأساسية للبيانات في نموذج البيانات العلائقية هي عنصر البيانات. ويقال إن عناصر البيانات هذه غير قابلة للتحلل أو ذرية. النطاق هو مجموعة من القيم من نفس النوع. وبالتالي فإن النطاقات عبارة عن مجموعات من القيم يتم استخلاص القيم الفعلية التي تظهر في أعمدة الجدول منها.
  • تشير النزاهة المحددة من قبل المستخدم إلى مجموعة من القواعد التي يحددها المستخدم، والتي لا تنتمي إلى فئات الكيان والمجال والنزاهة المرجعية.

إذا كانت قاعدة البيانات تدعم هذه الميزات، فمن مسؤولية قاعدة البيانات ضمان سلامة البيانات بالإضافة إلى نموذج الاتساق لتخزين البيانات واسترجاعها. إذا كانت قاعدة البيانات لا تدعم هذه الميزات، فمن مسؤولية التطبيقات ضمان سلامة البيانات بينما تدعم قاعدة البيانات نموذج الاتساق لتخزين البيانات واسترجاعها.

إن وجود نظام واحد لسلامة البيانات وخاضع للرقابة بشكل جيد ومحدد جيدًا يؤدي إلى زيادة:

  • الاستقرار (نظام مركزي واحد يقوم بجميع عمليات سلامة البيانات)
  • الأداء (يتم تنفيذ جميع عمليات سلامة البيانات في نفس المستوى مثل نموذج الاتساق)
  • إمكانية إعادة الاستخدام (تستفيد جميع التطبيقات من نظام مركزي واحد لسلامة البيانات)
  • إمكانية الصيانة (نظام مركزي واحد لإدارة سلامة جميع البيانات).

تدعم قواعد البيانات الحديثة هذه الميزات (انظر مقارنة أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية )، وأصبحت مسؤولية ضمان سلامة البيانات تقع على عاتق قاعدة البيانات بحكم الأمر الواقع. تقدم الشركات، والعديد من أنظمة قواعد البيانات، منتجات وخدمات لنقل الأنظمة القديمة إلى قواعد البيانات الحديثة.

أمثلة

من أمثلة آليات سلامة البيانات العلاقة بين السجل الأصلي والسجل الفرعي للسجلات ذات الصلة. فإذا كان السجل الأصلي يمتلك سجلاً فرعياً واحداً أو أكثر، فإن قاعدة البيانات نفسها تتولى التعامل مع كافة عمليات سلامة الإحالة، مما يضمن تلقائياً دقة البيانات وسلامتها بحيث لا يمكن لأي سجل فرعي أن يوجد بدون سجل أصلي (ويُطلق عليه أيضاً "يتيم") ولا يفقد أي سجل أصلي سجلاته الفرعية. كما يضمن عدم إمكانية حذف أي سجل أصلي أثناء امتلاك السجل الأصلي لأي سجلات فرعية. ويتم التعامل مع كل هذا على مستوى قاعدة البيانات ولا يتطلب إجراء فحوصات سلامة الترميز في كل تطبيق.

أنظمة الملفات

تظهر نتائج الأبحاث المختلفة أن أنظمة الملفات المنتشرة (بما في ذلك UFS و Ext و XFS و JFS و NTFS ) أو حلول RAID للأجهزة لا توفر حماية كافية ضد مشاكل سلامة البيانات. [5] [6] [7] [8] [9]

توفر بعض أنظمة الملفات (بما في ذلك Btrfs و ZFS ) فحصًا داخليًا للبيانات والبيانات الوصفية يستخدم للكشف عن تلف البيانات الصامتة وتحسين سلامة البيانات. إذا تم اكتشاف تلف بهذه الطريقة وتم أيضًا استخدام آليات RAID الداخلية التي توفرها أنظمة الملفات هذه، فيمكن لهذه أنظمة الملفات إعادة بناء البيانات التالفة بطريقة شفافة. [10] يسمح هذا النهج بحماية سلامة البيانات المحسنة التي تغطي مسارات البيانات بالكامل، والتي تُعرف عادةً باسم حماية البيانات من البداية إلى النهاية . [11]

سلامة البيانات كما يتم تطبيقها على الصناعات المختلفة

  • لقد وضعت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية مسودة إرشادات بشأن سلامة البيانات لمصنعي الأدوية المطلوب منهم الالتزام بقانون اللوائح الفيدرالية الأمريكية 21 CFR الأجزاء 210-212. [12] خارج الولايات المتحدة، تم إصدار إرشادات مماثلة بشأن سلامة البيانات من قبل المملكة المتحدة (2015)، وسويسرا (2016)، وأستراليا (2017). [13]
  • تتناول المعايير المختلفة لتصنيع الأجهزة الطبية سلامة البيانات بشكل مباشر أو غير مباشر، بما في ذلك ISO 13485 و ISO 14155 و ISO 5840. [14]
  • في أوائل عام 2017، أشارت هيئة تنظيم الصناعة المالية (FINRA)، إلى مشاكل تتعلق بسلامة البيانات في أنظمة التداول الآلي ومراقبة حركة الأموال، وذكرت أنها ستجعل "تطوير برنامج سلامة البيانات لمراقبة دقة البيانات المقدمة" أولوية. [15] في أوائل عام 2018، قالت FINRA إنها ستوسع نهجها بشأن سلامة البيانات ليشمل "سياسات وإجراءات إدارة التغيير التكنولوجي" للشركات ومراجعات الأوراق المالية. [16]
  • تركز قطاعات أخرى مثل التعدين [17] وتصنيع المنتجات [18] بشكل متزايد على أهمية سلامة البيانات في الأصول المرتبطة بالأتمتة ومراقبة الإنتاج.
  • لقد واجه مزودو التخزين السحابي منذ فترة طويلة تحديات كبيرة في ضمان سلامة أو مصدر بيانات العملاء وانتهاكات التتبع. [19] [20] [21]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ Boritz, J. "آراء ممارسي نظم المعلومات حول المفاهيم الأساسية لسلامة المعلومات". المجلة الدولية لنظم المعلومات المحاسبية . Elsevier. مؤرشف من الأصل في 5 أكتوبر 2011. تم الاسترجاع في 12 أغسطس 2011 .
  2. ^ ما هي سلامة البيانات؟ تعرف على كيفية ضمان سلامة بيانات قاعدة البيانات من خلال الفحوصات والاختبارات وأفضل الممارسات
  3. ^ ما هي سلامة البيانات؟ حماية البيانات 101
  4. ^ من كتاب: المراقبة الشاملة والآثار الاجتماعية لزراعة الرقائق الدقيقة: الصفحة 40 الناشئة
  5. ^ Vijayan Prabhakaran (2006). "IRON FILE SYSTEMS" (PDF) . دكتوراه في علوم الكمبيوتر . جامعة ويسكونسن ماديسون. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-10-09 . تم الاسترجاع في 9 يونيو 2012 .
  6. ^ "التكافؤ المفقود والتكافؤ المستعاد".
  7. ^ "تحليل تلف البيانات في حزمة التخزين" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-10-09.
  8. ^ "تأثير تلف القرص على أنظمة إدارة قواعد البيانات مفتوحة المصدر" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-10-09.
  9. ^ "Baarf.com". Baarf.com . تم الاسترجاع في 4 نوفمبر 2011 .
  10. ^ بيرمان، مارغريت؛ جريمر، لينز (أغسطس 2012). "كيف أستخدم الإمكانيات المتقدمة لـ Btrfs" . تم الاسترجاع في 2014-01-02 .
  11. ^ Yupu Zhang؛ Abhishek Rajimwale؛ Andrea Arpaci-Dusseau ؛ Remzi H. Arpaci-Dusseau (2010). "سلامة البيانات من البداية إلى النهاية لأنظمة الملفات: دراسة حالة ZFS" (PDF) . مؤتمر USENIX حول تقنيات الملفات والتخزين . CiteSeerX 10.1.1.154.3979 . S2CID  5722163. Wikidata  Q111972797 . تم الاسترجاع في 2014-01-02 . 
  12. ^ "سلامة البيانات والامتثال لمعايير التصنيع الجيدة: إرشادات للصناعة" (PDF) . إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. أبريل 2016. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-10-09 . تم الاسترجاع في 20 يناير 2018 .
  13. ^ ديفيدسون، ج. (18 يوليو 2017). "إرشادات سلامة البيانات حول العالم". Contract Pharma . Rodman Media . تم الاسترجاع في 20 يناير 2018 .
  14. ^ Scannel, P. (12 May 2015). "Data Integrity: A perspective from the medical device regulatory and standard framework" (PDF) . ندوة سلامة البيانات . رابطة الأدوية الوريدية. ص. 10-57. مؤرشف من الأصل (PDF) في 20 يناير 2018. تم الاسترجاع في 20 يناير 2018 .
  15. ^ كوك، ر. (4 يناير 2017). "خطاب الأولويات التنظيمية والفحصية لعام 2017". هيئة تنظيم الصناعة المالية . تم الاسترجاع في 20 يناير 2018 .
  16. ^ كوك، ر. (8 يناير 2018). "خطاب الأولويات التنظيمية والفحصية لعام 2018". هيئة تنظيم الصناعة المالية . تم الاسترجاع في 20 يناير 2018 .
  17. ^ "سلامة البيانات: تمكين اتخاذ القرارات الفعّالة في عمليات التعدين" (PDF) . أكسنتشر. 2016. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-10-09 . تم الاسترجاع في 20 يناير 2018 .
  18. ^ "الصناعة 4.0 والأنظمة السيبرانية الفيزيائية ترفع من أهمية سلامة البيانات". مدونة نيمي . نيمي، المحدودة . 24 أكتوبر 2017. تم الاسترجاع في 20 يناير 2018 .[ رابط ميت دائم ‍ ]
  19. ^ Priyadharshini, B.; Parvathi, P. (2012). "سلامة البيانات في التخزين السحابي". وقائع المؤتمر الدولي لعام 2012 حول التقدم في الهندسة والعلوم والإدارة . ISBN 9788190904223.
  20. ^ ظفر، ف.؛ خان، أ.؛ مالك، سر؛ وآخرون (2017). "دراسة استقصائية لمخططات سلامة بيانات الحوسبة السحابية: تحديات التصميم والتصنيف والاتجاهات المستقبلية". الحاسبات والأمن . 65 (3): 29-49. doi :10.1016/j.cose.2016.10.006.
  21. ^ عمران، م.؛ هلافاكس، ح.؛ حق، آي يو آي؛ وآخرون (2017). "التحقق من سلامة البيانات المستندة إلى المنشأ والتحقق منها في بيئات السحابة". PLOS ONE . 12 (5): e0177576. Bibcode :2017PLoSO..1277576I. doi : 10.1371/journal.pone.0177576 . PMC 5435237. PMID  28545151 . 
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=تكامل_البيانات&oldid=1211946886"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate