数据库敏感字段加密探究

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1、数据库敏感字段加密探究　　【摘要】为了使敏感数据在存储期间的机密性得到有效保障，在分析数据库加密粒度的基础上，提出一种基于AES的加密算法对敏感字段进行加密存储，并针对密钥的隐蔽性提出建议，从系统存储层上保证数据的安全性。【关键词】敏感字段；加密粒度；AES算法【中图分类号】TP309.7【文献标识码】AResearchonEncryptionofSensitiveFieldofDatabaseXuDa-qin1CaoMei-qin2（1.NavalCommandCollegeJiangsuNanjing211800；2.81HospitalofPLAJia

2、ngsuNanjing210002）【Abstract】Toensuretheconfidentialityofsensitivefieldinthestorageperiod，basedontheanalysisonthegranularityofdatabaseencryption，abasedAESencryptionalgorithmisproposedtoencryptstoredsensitivefield.Recommendationismadeforhiddenkeys.Thusthesecurityofdatafromthestoragel

3、ayerofsystemisassured.【Keywords】sensitivefield；encryption8granularity；aesalgorithm1引言数据库通常以明文存储，现有的数据库管理系统基本上采用用户认证、授权管理、安全审计等技术进行安全管理。但是，诸如数据库管理员或侵入数据库服务器的黑客，都可以毫无阻碍地访问数据库的重要数据，一些敏感数据在存储期间的机密性并不能得到有效保障。例如，医院的医生开单记录如果被随意读取进行统计分析，容易导致药品销售过程中的不合法行为。因此，对于敏感数据应当进行加密处理后再存储。本文采用基于AES的一种加

4、密算法对医院的门诊、住院、处方等数据表的敏感字段进行加密和解密，从系统的存储层上保证数据的安全性，很大程度上解决了敏感数据的防泄露、防篡改和防破坏问题，从技术层面加强对医院药品的管理控制。2数据库加密粒度按照数据库的结构层次，数据库加密粒度可分为数据库级、表级、记录级、字段级以及数据项级。应根据不同的应用需求，选择适合的加密粒度。8数据库级加密粒度的加密对象是整个数据库，对所有的用户数据表、系统数据表、索引、视图、存储过程、函数等都进行加密处理。可以采用库内和库外两种加密方式。库内加密是在DAMS内部实现加密，在对数据库进行物理存取之前由DBMS完成加密/解

5、密工作，加密密钥通常保存在系统表（或称数据字典）中。这种方法对用户是完全透明的，但加密/解密运算需要在服务器端进行，当用户访问数据库时，即使只需检索符合条件的很少一部分记录，也要对整个数据库进行解密，因此加重了数据库系统的负担。另外由于加密密钥通常与数据库保存在一起，因此，加密密钥的安全保护依赖于DBMS中的访问控制机制，密钥管理安全风险大。库外加密是将数据库加密系统做成DBMS的一个外层工具。先将数据在内存中进行加密，然后文件系统把每次加密的内存数据写入数据库文件中，读出数据时再逆向进行解密。这种方法的缺点是对数据库的读写比较麻烦，每次都要进行加密/解密的

6、工作，影响数据库的读写速度。表级加密粒度的加密对象是数据库中的表。一般来说，只需对数据库中包含敏感信息的部分表进行加密即可。采用表级加密粒度，访问时只需要对特定的表进行解密，与采用数据库级加密粒度相比，系统性能有一定的改善。8记录级、字段级、数据项级加密粒度的加密对象分别是数据表中的记录、字段或某些记录中某字段的值，这几种加密粒度更细，灵活性更好，但密钥管理更加复杂。现实中一些重要和敏感的信息往往是某些记录的某些字段，只需对这些重要内容进行加密即可，普通数据则没有必要加密，以免增加不必要的性能开销。例如医生开单记录具有特定的时效性，因此只需对某个时段的医生姓

7、名字段进行加密即可。3加密算法3.1AES算法介绍高级加密标准算法（AdvancedEncryptionStandard，AES）是一种分组对称加密，使用相同的密钥对数据进行加密和解密，支持128bit分组加密，并可选择使用128、192和256bit密钥。AES算法的原型是采用宽轨迹策略的Square算法。宽轨迹策略是针对线性分析和差分分析提出的，最大优点是可以给出算法的最佳线性逼近偏差的界，以及最佳差分特征的概率，可以提高算法抗击线性密码分析及差分密码分析的能力。AES算法使用循环结构迭代加密，加密和解密分别经过十轮的运算处理，每一轮操作包括四个基本步骤

8、：字节替换SubBytes（）、行移位ShiftRo