数据安全的分片存储系统应用研究

发布时间：2021-08-12 02:49

　　随着信息技术的发展,对于大量数据的有效存储需求急剧增加,文件数据的安全性受到越来越多的关注。在此背景下,对数据存储与数据安全技术进行分析与研究,设计并搭建了数据安全分片存储系统。数据安全分片存储系统使用了数据分片存储和数据分片加密技术。数据采用分片存储策略,存储于文件系统的不同结点,以提高数据传输的效率并提升数据的安全性。分片存储策略建立在分片可用率模型上,通过分析模型中M、P和R三个因子对文件可用率的影响,设计了具体存储方案。此方案将文件数据切分为合理大小的分片,然后将分片分散存储于数据存储结点上,并在结点上进行备份。由于元数据的频繁访问,所以将系统中文件元数据和文件数据独立管理,并将文件数据的分片位置和文件元数据集中于元数据服务器,以提升系统性能。为了保障数据的安全,结合文件分片存储的特点,对数据加密技术进行了研究,采用了分片数据加密方法。加密密钥的产生算法结合了数据库加密技术中子密钥生成策略,设计了子密钥安全生成方法。通过实验数据结合系统的关键技术分析,设计和实现数据安全分片存储系统功能,通过实验数据对系统功能进行测试与分析,指出并解释了系统的不足之处。 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

网络存储模型演化图

介绍数据安全分片存储系统整体设计，围绕分片存储和数据安全述，并提出技术要点。统整体设计整体采用层次化设计方案。结合分布式文件系统的整体架构，将其元数据分离，通过元数据服务器集中管理系统文件数据属性，形成集群。其整体设计框架图如图 3.1，整体分为两个层次，文件据服务器管理，文件数据分布于外围的数据结点层次中。系统数信息请求数据元属性信息，如文件名称，文件定位信息等，解析通过网络接口访问系统数据结点获取结点数据，组合成为整体数支持海量数据存储，提供不同等级数据的安全存储，并保证系统。基于系统整体设计下文针对文件存储策略和数据安全方案设计

3.2 分片存储策略设计3.2.1 分片存储策略文件数据采用分片存储策略，系统为每个文件分配一个全局唯一的文件 ID，以分片数据为单位进行存储，逻辑示例结构如图 3.2。整体由元数据索引，桶文件索引和多个桶文件三部分结合。元数据索引中记录文件属性信息，如文件名，文件类型文件密级，文件上传者，上传时间等，和文件分片位置信息；桶文件索引中标记桶文件对应片位置属性，记录桶文件分片位置信息、片文件所属文件 ID 和片文件散列值等。桶文件中按照设定块大小对分片文档归档存储。其中元数据部署于元数据服务器上，是全局文件统一存取和管理的接口，元数据是文件到物理存储的映射集合负责各个不同存储端之间的调度。元数据通过片位置定位信息与桶文件索引交互。桶文件索引部署于存储结点之上，和桶文件形成一一映射关系。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的数据库加密密钥管理方案[J]. 戴一奇,尚杰,陈卫,苏中民.  清华大学学报(自然科学版). 1995(04)
[2]字段密钥产生的几个方法[J]. 何敬民,卢开澄.  计算机学报. 1989(02)



本文编号：3337427