非關系數據庫加密模型的研究.pdf

1、進入移動互聯網的時代，隨著以電商平臺、SNS社交網絡以及云計算為代表的互聯網的發(fā)展，每天產生的數據量在以幾何級的速度增長。傳統關系數據已經無法應對海量數據存儲以及數據的高并發(fā)讀寫，因此涌現了大量的非關系數據庫來解決海量數據存儲和高并發(fā)讀寫的問題。2009年是非關系數據庫發(fā)展的元年，由于非關系數據庫出現時間較短，對非關系數據庫的研究大部分集中在如何設計具有高可靠性，高可用性以及高可擴展性的數據存儲模型上，對于非關系數據庫在數據存儲安全性上

2、的研究，幾乎是空白。在數據安全上基本上就是簡單使用一般加密算法，對數據進行加密，需要使用明文數據的時候，再進行解密。這樣的數據保護模式，在數據加解密上消耗太多的計算資源。同時，在數據解密過程中，還可能會讓黑客或者惡意管理員，非法獲取明文數據。因此，作者對非關系數據庫的安全性進行了深入的研究，提出并設計了一種不需要解密數據，就可以對數據進行操作的加密模型。
　　作者首先調研并分析了國內外在數據安全領域的相關研究，常用的加密算法如隨機

3、加密算法、確定型加密算法、保序加密算法、同態(tài)加密算法和密文檢索算法等。同時調研了關系數據庫領域的加密方案，如SUNDR、 CryptDb和Depot等。其次，作者對非關系數據庫的加密模型進行了設計，對不同類型的數據，采用不同的加密算法。對不同類型的數據操作方式，采用了不同的加密強度。另外，專門研究并設計了一種支持正則表達式的字符串密文檢索算法。采用了洋蔥加密模式，對明文數據進行分層加密，在最外層的密文，加密強度最強，支持的操作也最少;越

4、往里的層，加密強度相對減弱，支持的操作也逐漸增加，這樣在滿足不同操作需求的情況下，盡可能的保證數據加密的強度。再次，作者對非關系數據庫加密模型中的密鑰做了合理的管理，保證用戶在離線情況下，數據是安全的。第四，對整個加密模型進行了安全性的驗證與評估，同時對模型的性能進行了分析。
　　非關系數據庫加密模型（以MongoDb為實驗對象）經過實際的實驗測試，得到了很好的加密效果，同時在數據膨脹率（密文數據與明文數據大小之比）根據不同的加密