数据库归一化与数据安全性：保护敏感数据，防止数据泄露

# 1. 数据库归一化基础

数据库归一化是一种数据建模技术，旨在消除数据冗余和确保数据一致性。通过将数据分解成多个表，每个表只包含特定类型的相关数据，可以提高数据库的效率和可维护性。

归一化遵循一系列范式，其中最重要的包括：

- **第一范式 (1NF)**：每个表中的每一行都必须唯一标识一个实体。
- **第二范式 (2NF)**：每个非主键列都必须完全依赖于主键。

# 2. 数据库归一化的理论与实践

### 2.1 归一化的基本原理和范式

数据库归一化是一种数据组织技术，旨在消除数据冗余和不一致性，从而提高数据质量和维护效率。归一化基于一系列称为范式的规则，这些规则定义了数据组织的特定级别。

#### 2.1.1 第一范式（1NF）

1NF 要求每个表中的每一行都唯一标识一个实体，并且该行的每个字段都包含该实体的单个属性。换句话说，1NF 消除了重复的行，其中同一实体的多个实例存储在同一行中。

-- 违反 1NF 的表
CREATE TABLE Students (
  StudentID INT PRIMARY KEY,
  Name VARCHAR(50),
  Courses VARCHAR(255),
  Grades VARCHAR(255)
);

-- 插入重复行
INSERT INTO Students (StudentID, Name, Courses, Grades) VALUES (1, 'John Doe', 'Math, Science', 'A, B');
INSERT INTO Students (StudentID, Name, Courses, Grades) VALUES (1, 'John Doe', 'History, English', 'C, D');

#### 2.1.2 第二范式（2NF）

2NF 在 1NF 的基础上，要求每个非主键字段都完全依赖于主键。换句话说，2NF 消除了部分依赖性，其中非主键字段依赖于主键的一部分，而不是全部。

-- 违反 2NF 的表
CREATE TABLE Orders (
  OrderID INT PRIMARY KEY,
  CustomerID INT,
  ProductID INT,
  Quantity INT,
  UnitPrice DECIMAL(10, 2),
  TotalPrice DECIMAL(10, 2)
);

-- TotalPrice 依赖于 UnitPrice 和 Quantity，但不是 CustomerID

#### 2.1.3 第三范式（3NF）

3NF 在 2NF 的基础上，要求每个非主键字段都不依赖于其他非主键字段。换句话说，3NF 消除了传递依赖性，其中非主键字段依赖于另一个非主键字段，该字段又依赖于主键。

-- 违反 3NF 的表
CREATE TABLE Employees (
  EmployeeID INT PRIMARY KEY,
  DepartmentID INT,
  ManagerID INT,
  Salary DECIMAL(10, 2)
);

-- DepartmentID 依赖于 ManagerID，而 ManagerID 又依赖于 EmployeeID

### 2.2 归一化的实践应用

#### 2.2.1 数据模型设计和优化

归一化在数据模型设计中至关重要，因为它有助于创建结构良好、可维护且易于查询的数据结构。通过消除冗余和依赖性，归一化可以提高查询性能并减少数据不一致性的风险。

#### 2.2.2 数据冗余和一致性控制

归一化通过消除冗余数据来提高数据一致性。当数据存储在多个表中时，更新一个表中的数据不会自