隨著云計(jì)算的快速發(fā)展,作為其重要組成的云存儲(chǔ)服務(wù)受到了廣泛的關(guān)注。由于失去對(duì)數(shù)據(jù)的物理控制能力,存儲(chǔ)在云端的數(shù)據(jù)隱私無法得到保證,解決方案之一就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)。用傳統(tǒng)的加密算法對(duì)數(shù)據(jù)加密后存儲(chǔ)于云服務(wù)器上,用戶無法直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、計(jì)算及修改等操作,而必須將服務(wù)器端的密文下載到本地進(jìn)行解密后,才能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作,最后對(duì)修改后的數(shù)據(jù)加密并且傳輸?shù)皆贫舜鎯?chǔ)。顯然,在面對(duì)大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求時(shí),該方案在執(zhí)行效率上遠(yuǎn)低于明文數(shù)據(jù)庫。如何在未解密的情況下在密文上進(jìn)行高效的檢索與計(jì)算是云存儲(chǔ)亟待解決的問題。本文結(jié)合MIT人工智能實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的開源密文數(shù)據(jù)系統(tǒng)CryptDB,對(duì)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中密文計(jì)算相關(guān)的算法進(jìn)行了研究。為提高密文計(jì)算效率,本文將選擇加密策略與CryptDB系統(tǒng)相結(jié)合,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了支持選擇加密策略的CryptDB系統(tǒng)并且提出一種自定義的敏感字段檢測(cè)算法。實(shí)驗(yàn)表明,在不降低數(shù)據(jù)表安全性的前提下,隨著加密字段數(shù)量的減少,密文計(jì)算時(shí)間和存儲(chǔ)空間顯著減少,提高了CryptDB系統(tǒng)的效率和實(shí)用性。利用上述選擇加密策略計(jì)算出敏感字段并對(duì)其進(jìn)行加密的過程中,發(fā)現(xiàn)原系統(tǒng)中可變保序加密算法計(jì)算開銷大,影響了選擇加密策略整體的執(zhí)行效率。因此,本文提出了一種改進(jìn)型的安全高效的保序加密算法。該算法計(jì)算開銷較小,通過對(duì)保序索引添加二次隨機(jī)噪聲并且映射到擴(kuò)展的數(shù)據(jù)空間中,來隱藏?cái)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性。該方案的安全性分析和性能測(cè)試結(jié)果表明,其具有較高的效率以及抵抗選擇明文攻擊和統(tǒng)計(jì)型攻擊的優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TP311.13;TP309
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)密文檢索
        1.2.2 結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)密文檢索
    1.3 論文的主要工作
    1.4 論文章節(jié)安排
第二章 相關(guān)背景知識(shí)介紹
    2.1 云存儲(chǔ)概念
    2.2 數(shù)據(jù)加密技術(shù)
        2.2.1 對(duì)稱加密
        2.2.2 非對(duì)稱加密
        2.2.3 哈希算法
    2.3 云數(shù)據(jù)庫面臨的威脅
    2.4 數(shù)據(jù)庫加密層次與粒度
        2.4.1 加密層次
        2.4.2 加密粒度
    2.5 密文數(shù)據(jù)庫檢索技術(shù)
    2.6 本章小結(jié)
第三章 關(guān)系云及其子系統(tǒng)CryptDB研究
    3.1 Relational Cloud（關(guān)系云）
        3.1.1 數(shù)據(jù)庫分割技術(shù)
        3.1.2 數(shù)據(jù)遷移技術(shù)
        3.1.3 隱私保護(hù)技術(shù)
    3.2 CryptDB密文數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
        3.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.2.2 基于SQL感知的加密策略
        3.2.3 基于查詢的可調(diào)節(jié)加密
        3.2.4 查詢語句的改寫
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于CryptDB的選擇加密策略
    4.1 相關(guān)技術(shù)
        4.1.1 Mysql-Proxy介紹
        4.1.2 Lua腳本
    4.2 選擇加密策略及實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型
        4.2.2 策略實(shí)現(xiàn)
        4.2.3 選擇加密算法
    4.3 系統(tǒng)性能分析
    4.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)方案
        4.4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 一種改進(jìn)型的安全高效保序加密方案
    5.1 系統(tǒng)模型
        5.1.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
        5.1.2 敵手模型
    5.2 改進(jìn)方案
        5.2.1 Liu的可編程線性索引方案
        5.2.2 Liu方案的攻擊方法
        5.2.3 改進(jìn)的保序索引方案
    5.3 性能分析
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.4.1 選擇明文攻擊
        5.4.2 統(tǒng)計(jì)型攻擊
        5.4.3 測(cè)試數(shù)據(jù)及對(duì)比
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2865949