检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：付艳西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着信息通信与物联网技术的不断发展,全球产生、收集、存储与分析使用的数据总量与多样性呈指数级增长。相比于将这些数据保存在本地,云存储具有更强的扩展性和稳定性,因此,有越来越多的公司与组织选择将数据存放到云上以应对... 详细信息

近年来,随着信息通信与物联网技术的不断发展,全球产生、收集、存储与分析使用的数据总量与多样性呈指数级增长。相比于将这些数据保存在本地,云存储具有更强的扩展性和稳定性,因此,有越来越多的公司与组织选择将数据存放到云上以应对数据激增的问题。但是使用云服务也会面临新的挑战,首当其冲的便是安全问题,存储服务主要关心的是数据安全,尤其是敏感数据的安全问题,而云服务提供商维护的传统明文数据库无法从根本上消除未经授权访问或敏感数据泄露的风险。为了解决明文数据库在云端上的现有问题,越来越多的研究开始关注如何使用有效的密码技术来开发新型的密态数据库。对于密态数据库来说,所有的数据都以密文的形式进行存储,而用户又不希望云端在处理事务时对数据进行解密,如何保证在不解密的基础上完成各种复杂事务的查询(主要是在密文上安全地进行各种密文运算)是研究人员关注的重点。当前大部分密态数据库都采用多种加密方案组合的方式对明文进行扩展,进而利用不同加密算法的性质来保证不同密文运算的顺利执行。这样设计的密态数据库常常通过用户自定义函数(UDF)的方式来封装密文上的各种运算,以供服务器查询时使用,即UDF是实现密文数据查询的核心部分。与明文数据库上的查询相比,基于UDF的密文查询往往会带来更大的时间开销,这一比例在3.6倍到124倍之间不等(取决于具体的数据库引擎)。可惜的是,最近针对密态数据库查询优化的研究主要关注的是如何将可信硬件以及其他组合加密方案融合于密态数据库中,而没有在UDF执行优化方向开展深入探索。本文对现有密态数据库技术进行了深入探索,面向公有云上敏感数据存储这一现实场景,以实现功能完整且高效的密态SQL查询为目标,基于Postgre SQL开发了密态数据管理系统Enc DB。Enc DB不仅实现了数据的全密态存储和SQL查询的全密态执行,而且上述操作对用户完全透明。在Enc DB的基础上,本文重点研究了密态数据库上UDF的性能问题,进而设计了面向密文的用户自定义操作符(cUDO)来优化密文上的各种运算,并将其在Enc DB上进行了实现。cUDO主要包含cUDO用户编译器与cUDO查询编译器两部分,前者负责对cUDO的代码进行分析并调用clang/LLVM对其进行编译优化以生成目标文件,后者则负责将目标文件与Postgre SQL的查询优化器集成。与普通的密文UDF相比,cUDO的灵活性更高,不仅可以使用多种编程语言来实现,还能与数据库内部的关系代数运算符进行互操作,且经过编译优化的cUDO执行效率也更高。本文设计了大量实验来证明cUDO架构下的密文运算效率的提升,并对其原因进行了分析,最后通过TPC-C测试检验了EncDB-cUDO的吞吐量,证明了cUDO架构的可行性与高效性。

关键词：密态数据库同态加密用户自定义函数编译优化

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基于密态数据库操作的秘密同态算法研究 ——密态数据库安全中间件的核心技术

基于密态数据库操作的秘密同态算法研究 ——密态数据库安全中间...

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作者：刘明坤贵州大学

学位级别：硕士

数据库系统作为当前多数企业和部门的信息载体，担负着存储和对数据信息的访问控制任务。一方面要求数据库系统能提供对数据信息的安全存取服务，即向授权用户提供可靠的消息／数据服务；另一方面又要拒绝非授权用户对数据的存取访问，... 详细信息

数据库系统作为当前多数企业和部门的信息载体，担负着存储和对数据信息的访问控制任务。一方面要求数据库系统能提供对数据信息的安全存取服务，即向授权用户提供可靠的消息／数据服务；另一方面又要拒绝非授权用户对数据的存取访问，以保证数据库管理下数据信息的可用性、机密性、完整性和一致性。当前在计算机领域广泛使用的大型数据库Oracle、Sybase、SOL Server的强大功能，在相当长的时间内是国产数据库系统难以替代的，但这些数据库系统在常规使用过程中被来自内部和外部攻击而产生数据安全问题也是不争的事实。为了提升安全系数，保护有价值数据的安全性，采用一种有效的数据库中间件对库内的某些数据进行加密，就具有特别的现实意义。对数据库加密和对加密后密态数据库信息的操作，是我们研究工作的重点——秘密同态算法研究。全文共分五章。第一章对信息安全和数据库安全技术作了一个综述，着重阐述了数据库安全的研究现状和存在的问题，提出了实现方法。在实现方法上，点出我们研究工作的来源和意义所在。中间件是最近几年的研究重点，数据库安全中间件(DBSMW)的文献则较少，由于问题的复杂性，现有系统远未达到实用化的水准。面向数据库的中间件，简而言之，就是指一切连接应用程序和数据库的软件。与一般的中间件一样，面向数据库的中间件允许开发人员通过单一的、定义良好的API访问另一台计算机上的资源，如数据库服务器。面向数据库的中间件还可以提供对任意数量数据库的访问，而不需考虑数据库的模型和运行平台，这样无论是哪一种数据库，SQL Server、DB2、Oracle还是Sybase，都可以同时通过同一界面进行访问。通过这种机制，就可以把不同类型的源数据库和目标数据库映射成相同的模型，使他们易于集成。这也是第二章所要阐述的重点。第三章详细介绍了秘密同态理论和算法，包括其来源、发展和应用。对加密状态的数据库在密文环境下进行操作的秘密同态算法成为新的研究热点，很多研究者在探索使该方法实用化的技术。针对我们的研究目的，扩展了秘密同态算法在密态数据库方面的应用，有数据类型的扩展，也有针对数据库关系运算的扩展，这是本文的工作核心之处。实现了理论和技术创新，使得秘密同态算法向实用的方向又前进了一步。第四章利用前面的研究结果，作了一个实用性试验。虽然离真正工业化使用还存在非常大的差距，但是实践证明我们的理论研究工作的正确性是勿容质疑的。第五章我们对全文进行了总结。分析了我们工作的不足之处，提出需要更加努力改进和完善的方面。

关键词：信息安全数据库加密秘密同态密态数据库加密粒度数据库安全中间件数据库安全

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基于可搜索加密机制的数据库加密方案

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计算机学报 2021年第4期44卷 806-819页

作者：孙僖泽周福才李宇溪张宗烨东北大学软件学院沈阳110169

近年来,数据外包的日益普及引发了数据泄露的问题,云服务器要确保存储的数据具有足够的安全性,为了解决这一问题,亟需设计一套高效可行的数据库加密方案,可搜索加密技术可较好地解决面向非结构文件的查询加密问题,但是仍未较好地应用在... 详细信息

近年来,数据外包的日益普及引发了数据泄露的问题,云服务器要确保存储的数据具有足够的安全性,为了解决这一问题,亟需设计一套高效可行的数据库加密方案,可搜索加密技术可较好地解决面向非结构文件的查询加密问题,但是仍未较好地应用在数据库中,因此,针对上述问题,提出基于可搜索加密机制的数据库加密方案.本文贡献如下:第一,构造完整的密态数据库查询框架,保证了数据的安全性且支持在加密的数据库上进行高效的查询;第二,提出了满足IND-CKA1安全的数据库加密方案,在支持多种查询语句的前提下,保证数据不会被泄露,同时在查询期间不会降低数据库中的密文的安全性;第三,本方案具有可移植性,可以适配目前主流的数据库如MySQL、PostgreSQL等,本文基于可搜索加密方案中安全索引的构建思想,利用非确定性加密方案和保序加密方案构建密态数据库安全索引结构,利用同态加密以及AES-CBC密码技术对数据库中的数据进行加密,实现丰富的SQL查询,包括等值查询、布尔查询、聚合查询、范围查询以及排序查询等,本方案较BlindSeer在功能性方面增加了聚合查询的支持,本方案改善了CryptDB方案执行完成SQL查询后产生相等性泄露和顺序泄露的安全性问题,既保证了数据库中密文的安全性,又保证了系统的可用性,最后,我们使用一个有10000条记录的Student表进行实验,验证了方案框架以及算法的有效性,同时,将本方案与同类方案进行功能和安全性比较,结果表明本方案在安全性和功能性之间取得了很好的平衡.

关键词：密态数据库可搜索加密同态加密 AES加密 SQL查询

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