非关系数据库加密模型的研究

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1、夺固钟達若术大賽ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅ打ｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙ硕±学位论文戀；，论文题目非矣余教挺庫加密横型的研堯作者姓名季成杰软钟工程学科专业导师姓名华保健博■壬李哦葛级工程师完成时二〇—＾年＾月间ｔ中国科学技术大学硕±学位论文＃非关系数据库加密模型的研究作者姓名：李威杰学科专业：软件工程导师姓名：华保健博±李犧巧级王程师二－完成时肖：〇六年六月ｋＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ

2、Ａ’ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏ「ｍａｓｔｅｒｓｄｅｒｅｅｇ參ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｒｔｏｓｓｔｅｍｏｆｙｐｙＮｏＳＱＬｄａｔａｂａｓｅＡ’ｕ化ｏｒｓＮａｍｅ：ＷｅｉｉｅＬｉｊＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＳｏｆｔｗａｒｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＤｏｃＵ）ｒＢａｏｉａｎＨｕａＡｄｖＥｎｐ．ＸｉＬｉｊｇｆｃＦｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ；Ｊｕｎｅ２０１６．，ｊｋ■中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的Ｌ成果。除己特别加Ｊ柄注和致谢

3、的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明－。０作者签名；签字円期：７Ｌ心７‘（Ｉ中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权Ｉ即：学校有权按有关规定向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅，可Ｗ将学位论文编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文一。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相致。保密的学位论文在解密后也巧守此规

4、定。＾开□保密（年）户＿了作者签名；导师签名＇《字Ｒ期：早〇心心２＼签字円期；１摘要进入移动互联网的时代，随着Ｗ电商平台、ＳＮＳ社交网络Ｗ及云计算为代表的互联网的发展，每天产生的数据量在Ｗ几何级的速度增长。传统关系数据己经无法应对海量数据存储及数据的高并发读写，因此涌现了大量的非关系数据库來解决海量数据存储和高并发读写的问题。２００９年是非关系数据库发展的元年，由于非关系数据库出现时间较短，对非关系数据库的研究大部分集中在如何设计具有髙可靠性，离可用性Ｗ及髙可扩展性的数据存储模型上，对于。非关系数据库在数据存储安全性上的研究

5、，几乎是空白在数据安全上基本上就是简单使用一般加密算法，对数据进行加密，需要使用明文数据的时候，再进行解密。这样的数据保护模式。同时，，在数据加解密上消耗太多的计算资源在数据解密过程中，还可能会让黑客或者恶意管理员，非法获取明文数据。因一此，，作者对非关系巧据库的安全性进行了深入的研究提出并设计了种不需。要解密数据，就可Ｗ对数据进行操作的加密模型作者首先调硏并分析了国內外在数据安全领域的相关研究，常用的加密算法如随机加密算法、确定型加密算法、保序加密算法、同态加密算法和巧文检ＳＵＮＤＲ、Ｃ瓜ｂ和索算法等。同时调研了关系数据库领域的加密方案，如ｒｙｐＤ

6、ｅｏｔ等。其次，ｐ，作者对非关系数据库的加密模型进行了设计对不同类型的。数据，采用不同的加密算法对不同类型的数据操作方式，采用了不同的加密一强度。。另外，专口研究并设计了种支持正则表达式的字符串密文检索算法采用了洋葱加密模式，，对明文数据进行分层加密，在最外层的密文加密强度，加密强度相对减弱最强，支持的操作也最少，支持的操作也逐；越往里的层渐増加，这样在满足不同操作需求的情况下，尽可能的保证数据加密的强度。再次，，作者对非关系数据库加巧模型中的密钥做了合理的管理保证用户在离线情况下，数据是安全的。第四，对整个加密模型进行了安全性的验证与评估，同时对模型的

7、性能进行了分析。非关系数据库加密模型（ＷＭｏｎｇｏＤｂ为实验对象）经过实际的实验測试，得到了很好的加密效果，同时在数据膨胀率（密文数据与明文数据大小之比）根据不同的加密算法，成线性变化，在可接受范围之内。同时加密后，对数据一库的读写性能的影巧也在可接受范围么内。为非关系数据库加密模型的进步研究莫定了基础。关键词；非关系数据库加密模型同态加密数据保护ＩＡｂｓ化ａｃｔＡＢＳＴＲＡＣＴｗ－ｗｏｒｋＩｎｍｏ