110 一般警察特考二等 刑事警察人員數位鑑識組 資料庫管理與運用 考古題詳解

核心觀念

本題考查實體關係圖（ERD）的辨識與建模，重點是：

• 主鍵與候選鍵：主鍵用來唯一識別實體；候選鍵是所有能唯一識別實體的最小屬性組合。題目要求標示主鍵，並列出主鍵以外的候選鍵。
• 弱實體與複合主鍵：分館編號與名稱只在同一圖書館內不重複，因此須結合所屬圖書館的編號才能唯一識別分館。
• 基數與參與限制：以「至少、至多」標示關係兩端的參與次數；例如每間圖書館至少有一個分館，表示圖書館端的分館數下限為 1。
• 關係本身有屬性：借閱需要記錄借出、歸還時間及逾期罰金；同一會員可多次借同一複本，因此借閱不能只用會員與複本組成的鍵識別，必須納入借出時間。

本題不是選擇題，沒有選項分析。

解題方法

先將題目中的名詞整理成實體，再找出實體間的關係與限制。為符合「不得增列題目未談到的屬性」，不自行加入會員流水號、借閱流水號等欄位；重複發生的借閱以題目已有的借出時間區分。

實體、屬性與鍵

圖示約定：PK 表示主鍵；AK 表示主鍵以外的候選鍵；複合鍵以括號列出。

圖書館 Library
 PK：圖書館編號
 AK：圖書館名稱

分館 Branch（弱實體）
 PK：(圖書館編號, 分館編號)
 AK：(圖書館編號, 分館名稱)
 屬性：分館編號、分館名稱、所在地址、設立時間

會員 Member
 PK：(圖書館編號, 借書證編號)
 AK：(圖書館編號, 身分證字號)
 屬性：身分證字號、姓名、性別、手機、地址、借書證編號

書籍 Book
 PK：ISBN
 屬性：ISBN、書名

出版商 Publisher
 PK：出版商編號
 屬性：出版商編號、名稱、地址

作者 Author
 PK：作者編號
 屬性：作者編號、名字、國籍

書籍複本 Book Copy
 PK：條碼號
 AK：索書號
 屬性：索書號、條碼號

借閱 Borrowing（關係實體）
 PK：(圖書館編號, 借書證編號, 條碼號, 借出時間)
 屬性：借出時間、歸還時間、逾期罰金

會員的借書證編號由各圖書館統一編配，且各館借書證不相通，因此跨圖書館識別會員時，需把圖書館編號納入主鍵。題目說民眾身分證字號可用來蒐集民眾資料，並以各館借書證編號作為主要使用編號；在同一圖書館內，身分證字號也能識別該會員，故列為候選鍵。

分館是弱實體：分館編號及名稱都只保證在同一圖書館內不重複，所以分館主鍵分別由「圖書館編號＋分館編號」構成；以「圖書館編號＋分館名稱」也能唯一識別分館，列為候選鍵。

書籍複本的索書號與條碼號各自唯一，故條碼號作主鍵，索書號列為其他候選鍵。借閱主鍵納入借出時間，可區分同一會員對同一複本的多次借閱，包括同一天借還後再次借閱的情形。

關係與參與次數限制

圖書館 (1..*) ──擁有── (1..1) 分館

圖書館 (0..*) ──辦理會員── (1..1) 會員

分館 (0..*) ──保管── (1..1) 書籍複本
書籍 (0..*) ──有複本── (1..1) 書籍複本

出版商 (0..*) ──出版── (1..1) 書籍
書籍 (1..1) ──由出版商出版── (0..*) 出版商

書籍 (1..*) ──著作── (0..*) 作者

會員 (0..*) ──借閱── (0..*) 書籍複本

上列「書籍—出版商」表示每本書由一個出版商出版；一個出版商可出版零本或多本書。「書籍—作者」為多對多：每本書至少有一位作者；題目未規定每位作者至少著作一本書，因此作者端下限為 0。

核心觀念

本題考查關聯式資料庫的多表連接、集合排除、分組聚合與分組篩選：

• Racer 與 Drive 以 RID 連接；Drive 與 Sports_Car 以 SNum 連接。
• WHERE 用來篩選個別資料列；GROUP BY 用來依欄位分組；HAVING 用來篩選分組後的結果。
• COUNT(DISTINCT ...) 可避免同一賽車手因多筆駕駛紀錄，在人數統計中被重複計算。
• 「沒有開過符合條件的車」屬於反向存在判斷，可用 NOT EXISTS 表達。

解題方法與 SQL

（一）2021-06-06 當天沒開紅色跑車的賽車手姓名

以 NOT EXISTS 檢查每位賽車手是否沒有任何一筆紀錄，同時符合指定日期且所開跑車為紅色。這種寫法會列出當天沒有開紅車的人，也包含當天沒有駕駛紀錄的人。

SELECT R.Name
FROM Racer AS R
WHERE NOT EXISTS (
 SELECT 1
 FROM Drive AS D
 JOIN Sports_Car AS S
 ON D.SNum = S.SNum
 WHERE D.RID = R.RID
 AND D.Date = '2021-06-06'
 AND S.Color = 'red'
);

若同一賽車手有多筆資料，姓名可能重複；題目要求列出賽車手姓名而非駕駛紀錄，若需每個姓名只出現一次，可在 SELECT 後加上 DISTINCT。

（二）2021-06-17 當天開各種顏色跑車的賽車手人數

先連接 Drive 與 Sports_Car，限定日期後依顏色分組。每組計算不同賽車手的數量，避免同一人當天開同色跑車多次而重複計數。

核心觀念

本題考查功能相依的最小覆蓋、候選鍵判定，以及第三正規化（3NF）分解。

功能相依 $X\rightarrow Y$ 表示：在關係中，任意兩筆資料只要 $X$ 值相同，$Y$ 值就必須相同。最小覆蓋須符合三項條件：

1. 每條相依右側只有一個屬性。
2. 左側沒有多餘屬性。
3. 沒有可刪除的冗餘功能相依。

屬性集合 $X$ 的閉包 $X^+$，是由已知功能相依可推得的所有屬性。若 $X^+=R$，則 $X$ 是超鍵；若再沒有任何真子集是超鍵，則 $X$ 是候選鍵。

3NF 的判準是：對每一個非平凡功能相依 $X\rightarrow A$，至少符合下列之一：

• $X$ 是超鍵；或
• $A$ 是主屬性，也就是至少出現在一個候選鍵中。

（一）求 Minimal Cover

先將右側拆成單一屬性：

接著檢查左側多餘屬性及冗餘相依。

化簡 $BC\rightarrow A,D,E,F$

• 在 $BC\rightarrow A$ 中，$C$ 不多餘：由 $B$ 無法推出 $A$，由 $C$ 也無法推出 $A$。
• 在 $BC\rightarrow D$ 中，$C$ 不多餘：由 $B$ 無法推出 $D$，由 $C$ 也無法推出 $D$。
• $BC\rightarrow E$ 可由 $BC\rightarrow D$ 及 $D\rightarrow E$ 推出，因此刪除。
• $BC\rightarrow F$ 可由 $B\rightarrow F$ 推出，因此刪除。

化簡 $A\rightarrow E,F$

• $A\rightarrow E$ 可由 $A\rightarrow D$ 及 $D\rightarrow E$ 推出，因此刪除。
• $A\rightarrow F$ 可由 $A\rightarrow B$ 及 $B\rightarrow F$ 推出，因此刪除。

其餘相依皆不可刪除。例如 $D\rightarrow B$ 不可由其他相依推出；$A\rightarrow D$ 也不可由其餘相依推出。

因此最小覆蓋為：

（二）求所有候選鍵

先觀察右側屬性：所有功能相依的右側都沒有 $C$，所以 $C$ 不可能由其他屬性推出。每一個候選鍵都必須包含 $C$。

計算 $A^+$

由 $A\rightarrow B,C,D$，加入 $B,C,D$；再由 $B\rightarrow F$ 加入 $F$，由 $D\rightarrow E$ 加入 $E$。故：

核心觀念

本題考查 SQL Injection（SQL 注入）。程式把使用者輸入直接串接進 SQL 語句，資料庫便會把輸入中的引號、運算子與註解符號當成 SQL 語法解析，而非單純的 ID 或密碼文字。

因此，攻擊者可改變 WHERE 條件的意義，造成登入驗證繞過或查詢資料外洩。實際影響範圍取決於資料庫帳號的權限。

解題方法

觀察使用者輸入會被放在 SQL 單引號內，再檢查輸入能否：

1. 用單引號結束原本的字串。
2. 加入新的 SQL 條件。
3. 用註解符號遮蔽原本的密碼檢查或後續語句。

只要輸入能改變查詢結構，就不是一般的輸入驗證問題，而是 SQL 注入。

狀況一：注入永遠成立的條件，取得整張資料表

假設攻擊者把 ID 欄位輸入為：

') OR 1=1 -- 

密碼欄位可輸入任意內容。串接後的 SQL 會成為：

SELECT * FROM police
WHERE (ID = '') OR 1=1 -- ') AND (password = '任意內容');

1=1 永遠成立；-- 則將該行後續內容註解掉，因此原本的密碼檢查不會執行。查詢條件實際上等同於「ID 為空字串，或條件永遠成立」，會回傳 police 表中的所有資料。

這會繞過登入檢查，並使警員資料遭到未授權讀取。SQL Server 與 MySQL 都支援 -- 行註解；MySQL 的 -- 後方須接空白或控制字元，本例已提供空白。