数据库分组加密算法的研究

论文摘要

随着信息技术的发展,数据库技术得到了广泛的应用,促使业界人士对该项技术进行更为深入的研究。在数据库技术中有很多研究领域,数据库加密就是其中一个重要的研究方向,对它进行深入研究不仅有着重要的理论意义,而且有着极其重要的应用价值。本文对分组加密算法中的一些典型算法进行了分析和总结,然后在这些适合数据库的分组加密算法基础上提出了新的分组加密算法。首先,给出了适合数据库的分组加密算法。通过对典型的分组加密算法RC5、RC6、IDEA三种算法从加密和解密过程、安全性、密钥、加密效率,数据库的加密实现上,分析并得出了适合数据库的分组加密算法。其次,提出了用于解决数据库加密问题的新的分组加密算法RC-I算法。通过对RC6轮函数中的非线性函数、四个寄存器的输入和输出轮变换的改进,提出了一种基于RC6的新的分组加密算法RC-I。该算法从加解密效率、算法的简洁性、可扩展性、执行效率及安全性上与RC5、RC6算法进行了分析、比较与测试。测试结果表明,RC-I算法提高了字内的混淆速度,加快了雪崩效应和扩散速度,增强了抗攻击的强度,能够快速对数据库中数值型和字符型数据的加解密,实现了对字符型数据加密的问题。最后,使用地质钻孔数据库对RC-I算法进行了实验,实现了该算法及数据库链接中的关键技术。实验结果表明RC-I算法具有加密速度快、强度高、实现简单等特点,能够满足数据库安全的要求,具有一定的实用性和推广性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外商用数据库加密的研究现状
• 1.3 本文的组织
• 2 数据库加密技术概述
• 2.1 数据库加密的主要技术
• 2.1.1 传统数据库加密技术
• 2.1.2 数据库加密实现的目标
• 2.2 数据库加密技术中的关键问题
• 2.3 攻击加密数据库的方法
• 3 典型分组密码的安全性分析
• 3.1 RC5 分组密码
• 3.1.1 RC5 分组密码加解密过程
• 3.1.2 RC5 算法安全性分析
• 3.2 RC6 分组密码
• 3.2.1 RC6 分组密码加解密过程
• 3.2.2 RC6 算法安全性分析
• 3.3 IDEA 分组密码
• 3.3.1 IDEA 算法加密解密过程
• 3.3.2 IDEA 算法安全性分析
• 3.4 加密算法的比较
• 4 RC-I 算法
• 4.1 基本概念
• 4.1.1 模运算
• 4.1.2 比特字的逐位模2 加异或
• 4.1.3 两个公共成员函数ROTL 和ROTR
• 4.2 算法的基本思想
• 4.2.1 密钥扩展
• 4.2.2 非线性函数
• 4.2.3 加密算法
• 4.2.4 解密算法
• 4.3 RC-I 与RC6 的比较
• 4.3.1 RC-I 与RC5、RC6 比较
• 4.3.2 字扩展速度比较
• 4.3.3 安全性比较
• 4.3.4 加/解密速度比较
• 5 RC-I 算法的实验
• 5.1 实验环境
• 5.2 数据库的建立
• 5.2.1 地质数据库的特性
• 5.2.2 数据库的结构
• 5.3 密钥生成及管理
• 5.4 算法及数据库关键技术实现
• 5.4.1 vector 对象
• 5.4.2 字符型数据的处理
• 5.4.3 连接池技术
• 5.5 RC-I 的加密模块实现
• 5.6 RC-I 的解密模块实现
• 5.7 实验结果
• 6 总结
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录