数据库加密技术探讨及其在高校档案数据库中的应用

论文摘要

目前,计算机大批量数据存储的安全问题、敏感数据的防窃取和防篡改问题越来越引起人们的重视。数据库系统作为计算机信息系统的核心部件,数据库文件作为信息的聚集体,其安全性将是信息产业的重中之重。信息安全的核心就是数据库的安全,而数据库加密是数据库安全的核心问题之一,与其它安全手段相比,从安全程度、价格、使用维护费用、升级费用等综合考虑,数据库加密是性能价格比最高的安全手段。本文针对数据库的安全性,讨论了相关的数据库安全策略和加密技术,加密算法和加密方式以及数据加密技术在高校档案数据库中的应用。高校档案数据库安全不是孤立的,是一个完整的系统。本文根据目前高校档案数据库的安全需要,为高校档案信息管理系统设计了一套完整的系统,即整个数据库安全系统是一个三层安全模型:外层防御、中间层入侵检测、内层数据安全抵御,而数据库加密是内层数据库安全抵御的核心问题之一。本论文结合中国第五冶金建设集团职工大学的业务具体需求,通过对各种算法的比较,选用了128位AES加密算法的CBC模式来加密数据,并采用完整的数据库字段加密解密机制,从而设计了一套切实可行的数据加密系统。在该系统中讨论了高校档案数据库加密项目的需求分析、分析设计、编码、测试和部署的特点,重点讨论密码系统为高校数据库提供的保护,密码系统本身可能引发的潜在,以及对这一风险所应做的准备;密码算法安全的关键——如何保证密钥的机密性,如何对密钥进行管理才能承受各个级别的攻击,并使用Java程序设计语言,基于SQL定义的数据库结构,来实现了系统各主要模块的编码,包括密钥库模块、密钥清单模块、密钥管理者模块、本地引擎模块,最终在实际的应用中对系统进行了验证。通过本项目在五冶职工大学的使用,证明了整个系统设计合理,方案可行,满足了运营的需求,为目前的数据安全提出了具有实用价值和市场意义的解决方案。今天,数据库安全应该与操作系统、网络安全、CPU并重。数据库安全将显得异常重要,.以此为基础的数据库加密技术路线及方案有待进一步探讨和研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义及目的
• 1.3 数据库加密技术研究现状综述
• 1.3.1 数据库加密的含义与要求
• 1.3.2 数据加密与数据库加密的区别
• 1.3.3 数据库三种加密层次与三种加密方式
• 1.3.4 数据库加密密钥
• 1.3.5 数据库加密系统实现方式
• 1.3.6 数据库加密对数据库管理系统原有功能的影响
• 1.4 本文的技术路线及主要工作
• 1.5 本章小结
• 第二章 各种加密技术的探讨
• 2.1 加密算法的选择应满足的要求
• 2.2 加密粒度的选择
• 2.3 各种加密算法及其特点
• 2.3.1 对称密码体制
• 2.3.2 非对称密码体制
• 2.3.3 加密哈希算法
• 2.4 各种加密算法的对比探讨
• 2.4.1 各种算法的对比表
• 2.4.2 加密算法的安全系数与效率的比较
• 2.4.3 加密算法对比的结论
• 2.5 硬件加密与软件加密的对比
• 2.6 本章小结
• 第三章 高校档案数据库加密子系统的分析与设计
• 3.1 数据库加密子系统分析
• 3.1.1 高校档案数据库系统的主要内容及特点
• 3.1.2 数据库加密子系统在在高校数据库安全系统中的地位
• 3.2 加密子系统的数据流程图
• 3.3 加密子系统的架构图
• 3.4 加密子系统的模块设计
• 3.4.1 密码引擎模块
• 3.4.2 密钥模块
• 3.5 加密算法的选取及应用模式
• 3.5.1 高校档案数据库加密算法的选取
• 3.5.2 高校档案数据库加密的操作模式
• 3.6 加密子系统安全设计
• 3.6.1 密钥的安全设计
• 3.6.2 加密子系统安全设计的主要内容
• 3.7 本章小结
• 第四章 高校档案数据库加密项目的实现
• 4.1 软件开发的环境介绍
• 4.2 密钥库模块的实现
• 4.2.1 生成本地密钥存贮表和密钥加密密钥存贮表
• 4.2.2 本地密钥
• 4.2.3 本地密钥存储库
• 4.2.4 访问本地密钥
• 4.3 密钥清单模块的实现
• 4.3.1 密钥别名
• 4.3.2 创建新的密钥别名
• 4.3.3 从清单中读取密钥别名
• 4.3.4 读取当前活动密钥
• 4.3.5 保存密钥别名
• 4.3.6 确定密钥的状态
• 4.4 密钥管理者
• 4.5 本地引擎模块的实现
• 4.6 加密子系统的测试
• 4.6.1 安全功能测试
• 4.6.2 穿透测试
• 4.7 本章小结
• 第五章 高校档案数据库加密项目的实施特点与技巧
• 5.1 高校档案数据库加密项目各阶段实施的特点
• 5.2 高校档案数据库加密项目实施的体会与技巧
• 5.2.1 开发以最小权限运行的程序
• 5.2.2 清理内存中的敏感数据
• 5.2.3 使用Java 语言时的技巧与体会
• 5.2.4 对硬件加密与软件加密的体会
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 本论文的研究总结
• 6.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录