本文選題：列存儲　切入點：數(shù)據(jù)安全　出處：《燕山大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的高速發(fā)展,人類產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量正在呈指數(shù)級增長。對大數(shù)據(jù)集的分析查詢,通常只用到一個或幾個邏輯表的少數(shù)幾列,而且每次要讀取的數(shù)據(jù)量很大。在這樣的實際應(yīng)用背景下,列存儲數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)運而生。大量的研究表明:相對于行存儲系統(tǒng),在具有較多查詢分析操作的應(yīng)用中,讀優(yōu)化的列存儲系統(tǒng)具有顯著性能優(yōu)勢。同時,列存儲系統(tǒng)在使用過程中,數(shù)據(jù)安全性也是人們密切關(guān)注的一個重要問題。如何維護列存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全以及保持列存儲系統(tǒng)的性能優(yōu)勢,已經(jīng)成為列存儲研究領(lǐng)域中的一個重要分支。論文針對列存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密方法、建立安全索引方案、確保系統(tǒng)k-安全的數(shù)據(jù)分配與重構(gòu)方法、優(yōu)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能的模型等幾個關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。論文的主要研究內(nèi)容如下:首先,研究了基于列存儲系統(tǒng)單元格粒度上的加密方案。為了抵御替換攻擊,避免統(tǒng)計信息泄露,在分析列存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上,提出在單元格粒度上,采用單元格數(shù)據(jù)與單元格位置相結(jié)合的方法對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。其中,單元格位置信息采用列存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)表的表ID,列ID和行ID三個元素構(gòu)成的三元組來表示,并采用具體實例證明了新加密方案能夠抵御替換攻擊。在單元格粒度加密方案基礎(chǔ)上,研究基于密文建立數(shù)據(jù)安全索引方法。將單元格數(shù)據(jù)與單元格所在行的位置信息結(jié)合在一起加密成密文,然后在密文上建立安全索引。通過對基于密文建立的安全索引與基于明文建立的B+樹索引進(jìn)行對比分析,新的安全索引不會泄露任何與明文有關(guān)數(shù)據(jù)信息,且保持原有索引結(jié)構(gòu),不影響數(shù)據(jù)查詢。其次,根據(jù)列存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點,研究了適合其的相對“輕型”Romega加密方案。相對于行存儲系統(tǒng),在多讀操作環(huán)境中列存儲系統(tǒng)具有性能優(yōu)勢。而對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,會影響系統(tǒng)性能。為解決這個矛盾,進(jìn)行了基于多級互連網(wǎng)絡(luò)建立相對“輕型”加密方案的研究。首先,對Omega結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行了分析。其次,利用其可逆性,研究了在列粒度上對列存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密具體方案。最后,從理論上對新加密方案的安全性進(jìn)行了證明。再次,研究列存儲系統(tǒng)k-安全問題的解決方案。在列存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)格所有的n個節(jié)點中,每個節(jié)點存儲的數(shù)據(jù)量是不同的。系統(tǒng)要求當(dāng)其中有k個節(jié)點的數(shù)據(jù)遭受破壞后,使用余下(n-k)個節(jié)點中的數(shù)據(jù),依然能夠重構(gòu)所有數(shù)據(jù)。基于不同應(yīng)用環(huán)境的需要,提出兩種解決方案,分別是基于拉格朗日插值多項式解決方案和基于牛頓插值多項式的解決方案。并通過具體實例,對兩種數(shù)據(jù)分配與重構(gòu)方案能保證k-安全的正確性與可行性進(jìn)行了驗證。最后,從優(yōu)化列存儲系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境研究視角出發(fā),提出了一種流排隊模型。首先,對傳統(tǒng)排隊論和流排隊的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析;然后提出了模型假設(shè),并根據(jù)假設(shè),研究了一種新的帶啟動期的M/M/1排隊系統(tǒng)驅(qū)動的流模型。
[Abstract]:This paper studies the data encryption method of column storage system , which is based on three elements of table ID , column ID and row ID of column storage system . This paper presents a flow queuing model from the perspective of optimizing the network application environment of the column storage system . Firstly , the basic structure of the traditional queuing theory and the flow queuing is analyzed ; then the model assumption is put forward , and a new model of M / M / 1 queuing system driven by the start - up period is studied according to the assumption .

【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP333;TP309

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本文編號：1680402