Diseño, implementación y seguridad de bases de datos: un enfoque práctico para las empresas

INTRODUCCIÓN

La información que maneja las empresas aumentan a un ritmo acelerado por lo que requieren de sistemas especializado para registrar, almacenar y gestionar los diferentes tipos de datos. El objetivo principal de este Blogger es dar a conocer todo lo relacionado a la implementación, seguridad e Integridad de un sistema de base de datos, siendo útiles estos conceptos para entender la estructura básica de un manejador de datos y como son diseñadas. La implementación requiere de personal capacitado para planificar correctamente el diseño de una estructura de datos, de manera confiable y eficiente con medidas de seguridad adecuadas para evitar robo o perdida de información. Todo esto será complementado con la integridad en la que se maneje la data para controlar los datos repetidos y su validez.

 IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOS

Es el proceso donde se emplea un sistema para diseñar, crear, configurar y mantener una base de datos para almacenar y gestionar datos de manera eficiente y segura; siendo  esencial en la ingeniería de software, desarrollo de proyectos y en la gestión de información. Los sistemas permiten la organización de grandes volúmenes de datos y facilita su acceso y manipulación. La implementación de esta herramienta se hace en apoyo de profesionales en ingeniería en sistemas, de tal manera que el producto final sea accesible, seguro, eficiente, tenga una velocidad adecuada y no presente problemas de integración con aplicaciones.

La implementación de un sistema de base de datos incluye varias etapas, desde la planificación y el diseño hasta la instalación y la configuración del sistema. 

Pasos para la implementación de un sistema de base de datos:

Análisis de requerimientos: se identifican las necesidades y objetivos del sistema a emplear, los datos que se deben almacenar, la organización que estos tendrán y los usuarios con acceso al sistema. En este paso se hace reuniones con las partes interesadas, se aplican encuestas y se analizan los procesos existentes.

Diseño lógico: es la modelación de datos a través del modelo entidad-relación u otra herramienta, definiendo las entidades, atributos y relaciones entre los datos; se realiza el proceso de normalización para reducir la redundancia y mejorar la integridad, posteriormente dependiendo de los tipos de datos se implementa el modelo relacional o el NoSQL para definir la estructura. 

Diseño físico: se selecciona un sistema de gestión de bases de datos adecuado (MySQL, PostgreSQL, Oracle, etc.), que pueda traducir el modelo relacional al lenguaje utilizado en estos programas. El proceso abarca la selección de índices, particionamiento de tablas y configuración de almacenamiento para la optimización del rendimiento y la eficiencia del manejo de datos.

Implementación: se establece la base de datos en el sistema de gestión seleccionado, creando tablas, índices, vistas y procedimientos almacenados; a través del uso de lenguajes de definición de datos (DDL) y lenguajes de manipulación de datos (DML).

Pruebas: verificar a través de pruebas de funcionalidad, rendimiento y seguridad que la base de datos funcione correctamente y cumpla con los requerimientos especificados.

Migración de datos: el proceso de transferir datos desde los sistemas existentes a la nueva base de datos, aplicando limpieza y transformación de estos para asegurar calidad y consistencia. Durante esta etapa se capacita al personal encargado de administrar la nueva plataforma.

Mantenimiento y monitoreo: se asegura el buen funcionamiento de la base de datos realizando tareas de mantenimiento regulares como actualización de software, copias de seguridad (backups), supervisión del rendimiento, disponibilidad del sistema y modificación del mismo para adaptarse a nuevos requerimientos.

Etapas del diseño de una base de datos

SEGURIDAD DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOS

En este aspecto se hace referencia a el conjunto de herramientas, controles y medidas diseñadas para proteger la información almacenada en la base de datos, teniendo como objetivo principal garantizar la confidencialidad, integridad y disponibilidad de la data, lo que es fundamental para cualquier organización que maneje información crítica o delicada. Las medidas de seguridad que toman las empresas permiten almacenar, gestionar y recuperar datos de manera eficiente, evitando perdidas económicas para las organizaciones. 

Medidas de seguridad

Autenticación y autorización: se asignan permisos y roles para controlar las acciones que pueden realizar un individuo según sus funciones en la base de datos. La implementación de contraseñas seguras y únicas para cada usuario es fundamental, a demás complementado con verificación adicional como biométricas.

Cifrado: se protege los datos almacenados utilizando técnicas de cifrado y los datos que son transmitidos entre cliente-servidor mediante protocolos seguros como SSL/TLS.

Auditoría y monitoreo: registro de todas las actividades realizadas en la base de datos para detectar y responder en tiempo real a actividades sospechosas.

Respaldo y recuperación:  realizar copias de seguridad periódicas de los datos, de manera manual y automática en dispositivos físicos externos y en la nube para asegurar su recuperación en caso de pérdida o fallos del sistema.

Seguridad física: resguardar los servidores físicos que almacenan las bases de datos contra accesos no autorizados, desastres naturales y otros riesgos a que puedan estar expuestos.

Seguridad de un sistema de base de datos

Amenazas más comunes de las bases de datos: estos sistemas están expuestos a diferentes peligros como los errores humanos, un mal manejo de los dispositivos de almacenamiento, extracción de información no autorizada, configuración incorrecta de permisos de acceso; ataques de inyección SQL, donde los criminales cibernéticos insertan códigos SQL para robar o modificar información; malwares maliciosos, empleados por atacantes para robar información o dañar la integridad de los datos almacenados. También en las amenazas frecuentas se encuentran los ataques de denegación de servicio distribuido (DDoS), utilizado para interrumpir las operaciones comerciales, ya que los usuarios no pueden acceder a la información importante almacenada en la base de datos.

INTEGRIDAD DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOS

Es la exactitud y consistencia de los datos que se almacenan de manera fiable, siendo útiles para los usuarios y aplicaciones que los utilizan. La integridad se mantiene mediante diversas reglas y restricciones que se aplican para prevenir errores y redundancia, garantizando que los datos sean correctos y coherentes; en otras palabras, la integridad asegura que los datos sean válidos y reflejen fielmente la realidad que representan. Existen varias razones que pueden comprometer la integridad de una base de datos como errores de formato, errores de sintaxis, malware, ataques de ransomware y otras acciones maliciosas.

Tipos de integridad en un sistema de base de datos

Integridad de entidad:  cada fila en una tabla debe ser sea única, por lo que se emplea claves primarias para evitar la redundancia y los campos nulos.

Integridad referencial: es la consistencia entre tablas relacionadas, por lo que si una tabla tiene una clave foránea que hace referencia a otra tabla, el valor de esa clave foránea debe existir en la tabla referenciada para prevenir la creación de registros huérfanos y asegurar que las relaciones entre datos sean válidas.

Integridad de dominio: es la validez de los datos en una columna específica, donde los datos ingresados cumplen con restricciones o reglas definidas. Por ejemplo, una columna que debe contener solo valores numéricos no debería aceptar texto.

Integridad de usuario: son políticas y procedimientos que regulan la manera de como los usuarios van a interactúan con los datos, a través de  controles de acceso y autenticación para garantizar que solo los usuarios autorizados puedan modificar o acceder a la información.

ESTRUCTURAS BÁSICAS DE UN MANEJADOR DE BASE DE DATOS

La estructura fundamental de una base de datos esta conformada por tablas, filas y columnas; las tablas almacenan datos de un tipo específico, como información de clientes, productos o pedidos, siendo útil para para organizar y acceder a los datos de manera eficiente. Entre las principales estructuras se encuentra las tablas, claves, índices, vistas, procedimientos almacenados y transacciones.  

Tablas: representa la estructura fundamental de un sistema de datos y se utilizan para almacenar datos de manera estructurada, permitiendo realizar operaciones de consulta y manipulación. Se conforman por columnas que indican un atributo del registro, definiendo el tipo de datos que se almacenan (por ejemplo, nombre, fecha, cantidad) y las filas, muestran un registro único en la tabla, conteniendo información sobre un elemento específico.

Clave: mantienen la integridad de un gestor de datos, conformado por la claves primarias, siendo un campo único de cada registro en una tabla y las claves foráneas para indicar la relación que existe con otra tabla.

Índices: son estructuras que mejoran la velocidad de las operaciones de consulta, permitiendo acceder rápidamente a los registros sin tener que escanear toda la tabla. Pueden ser creados en uno o más campos en una tabla; son muy útiles en columnas que se utilizan frecuentemente en las búsquedas.

Vistas: permiten a usuarios acceder a datos sin necesidad de conocer la estructura subyacente de las tablas, simplificando la complejidad de las consultas y proporcionando una capa adicional de seguridad al restringir el acceso a ciertos datos.

Procedimientos almacenados: son un conjunto de instrucciones SQL que se almacenan en la base de datos y son ejecutados como una unidad, permitiendo encapsular lógica de negocio y operaciones complejas; esto facilita la reutilización del código y mejora la eficiencia al reducir la cantidad de datos que deben ser enviados entre el servidor y el cliente.

Transacciones: son acciones que se ejecutan para asegurar que las operaciones se realicen de manera completa y consistente, por lo que si alguna parte de la transacción falla, todas las operaciones se revierten, manteniendo la integridad de los datos y logrando que se manejen correctamente situaciones de concurrencia y errores.

          Estructura de base de datos

CONCLUSIONES

Las organizaciones están siempre  innovando en sus servicios y productos ofrecidos con el fin de aumentar sus ventas y satisfacer al cliente, esto es logrado gracias al estudio y análisis de datos que realizan constantemente, por lo que invierten en implementar sistemas de bases de datos eficientes.

La implementación de un sistema de base de datos se ha convertido en una necesidad que tienen las empresas grandes y pequeñas para poder administrar la información de sus negocios y aunque es una herramienta muy útil presenta varios desafíos como la integridad y seguridad de la data a resguardar.

La seguridad es un factor importante que requiere tomar medidas cautelosas para evitar robo de información o perdida de la misma, ya que existen personas dedicadas a realizar ataques a base de datos de empresas para extraer información valiosa a terceros o solo dañar la data y perjudicar a la organización. 

En un sistema es muy importante que los datos que se inserten y manejen posean integridad para evitar redundancias, establecer una estructura adecuada y que la data sea fiable y no información irrelevante que ocupe espacio y afecte la velocidad de búsqueda del sistema.

Automatizar la base de datos de una organización requiere de esfuerzo, inversión, capacitación del personal , entre otros retos ya mencionados pero los beneficios que esto trae ayuda a las empresas a evolucionar, enfrentar desafíos y mantenerse a la vanguardia. 

Espero que la información presentada sirva de apoyo a otros investigadores y me despido dejando una pregunta integradora para que puedan participar en mi Blogger. 

¿Es necesario invertir en un sistema de base de datos o se puede seguir guardando la información en archivos y Excel?