非关系型加密数据库的核心技术研究

发布时间：2025-02-09 16:48

　　在当今大数据生产环境下,越来越多的企业和个人将其本地数据外包至第三方数据中心,以降低数据存储管理的成本并提高应用服务的性能与可靠性。非关系型数据库作为数据外包服务的重要组成部分,在数据分布式存储、高并发处理等方面发挥着关键作用。但由于非关系型数据库起步晚,发展时间较短,现有的非关系型数据库产品很少考虑其存储数据的安全性问题,加之近年来数据泄露事件的频繁发生,使得数据外包服务中数据的隐私安全问题变得更为严峻。目前已有不少基于非关系型数据库的加密方案被提出,但在这些方案中加密数据库可完成的功能都过于单一,并不能满足用户多样化的数据访问需求。此外,在这些方案中默认用户具有相同的密钥并且可以解密所有的数据,缺少了针对非关系型加密数据库的访问控制研究。为了应对当前加密方案的不足与局限性,本文在不同的应用场景下开展了基于非关系型数据库的数据保护技术研究,在多用户Web应用场景中设计并实现了基于非关系型数据库的加密系统,在C/S架构的应用场景中对加密系统进行了扩展,设计出基于非关系型加密数据库的密文访问控制方案。具体成果如下:(1)设计并实现了一种基于非关系型数据库的加密处理系统。在加密系统中,通过所...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 预备知识
    2.1 MongoDB数据库
    2.2 随机与确定性加密
    2.3 保序加密
    2.4 可搜索加密
    2.5 同态加密
    2.6 本章小结
第三章 非关系型数据库加密系统的设计与实现
    3.1 研究动机
    3.2 系统设计
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 加密模块设计
        3.2.3 数据加密策略设计
        3.2.4 数据加密模式设计
        3.2.5 密文操作的详细构造
            3.2.5.1 写类型操作
            3.2.5.2 读类型操作
    3.3 系统实现
        3.3.1 代理服务器
        3.3.2 辅助函数UDF
    3.4 安全性与实用性分析
    3.5 系统测试
        3.5.1 测试环境
        3.5.2 实验仿真
            3.5.2.1 计算开销
            3.5.2.2 存储开销
        3.5.3 运行测试
    3.6 本章小结
第四章 基于加密数据库的访问控制方案设计与分析
    4.1 研究动机
    4.2 方案设计
        4.2.1 方案模型
        4.2.2 明文数据库访问控制设计
        4.2.3 加密数据库访问控制设计
        4.2.4 多用户访问控制设计
    4.3 方案实施
        4.3.1 用户授权
        4.3.2 权限获取
        4.3.3 权限撤销
    4.4 安全性与实用性分析
    4.5 实验仿真
        4.5.1 计算开销
        4.5.2 通信开销
        4.5.3 存储开销
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果



本文编号：4032556