数据库加密关键技术及其应用研究

论文摘要

随着国家信息化水平的不断提高,特别是互联网技术的飞速发展,数据库系统的应用越来越广泛。然而数据库系统的数据集中存储与广泛共享的特性,使得数据库系统的安全性问题变得十分突出。目前,仅仅通过数据库管理系统自身的安全机制还难以彻底解决其面临的安全挑战。于是对数据库加密技术进行研究就具有了相当的现实意义,它将现代密码学原理应用于数据库系统之中,进一步完善了数据库安全体系,有效防范了DBMS中超级管理员权限过高等风险,可以有效抵御非法入侵者在应用层的攻击,从而保证信息系统的安全运行。论文针对当前数据库系统面临的安全威胁和数据库系统安全技术的发展现状进行了深入的分析,利用数据混淆技术和加密技术,提出了基于字符扰乱、重复字符屏蔽等数据库数据混淆算法和支持密文检索的生成子密钥数据库加密算法。该算法具有密钥管理简单、支持最小粒度的字段级加密和兼顾了数据加密强度与处理效率的技术特点。论文另一部分工作,应用文中提出数据库数据混淆和加密算法,设计与实现应用系统与数据库之间的加密原型系统。该加密原型系统由C#语言设计,充分利用了微软.NETFramework功能强大、接口丰富、开发便捷的特性；使用ODBC接口,支持多种主流关系型数据库系统,因而大大提高了加密原型系统的适用性。它在应用程序与数据库系统之间架起了一道安全桥梁,通过解析SQL数据请求并利用自身的加解密引擎来完成敏感信息的处理和传递。最后,并对系统的各个模块进行了测试,测试结果表明,能有效保护数据库系统中的敏感信息,增强数据库系统的安全性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究背景及意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 数据库安全技术的研究现状
• 1.2.1 国外数据库安全研究现状
• 1.2.2 国内数据库安全研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.4 本文的组织结构
• 第2章 数据库加密系统的相关知识
• 2.1 计算机安全的概念
• 2.2 数据库安全概述
• 2.2.1 数据库安全的定义
• 2.2.2 数据库安全面临的主要威胁
• 2.2.3 数据库的安全策略
• 2.3 数据库安全常用技术
• 2.3.1 存取管理技术
• 2.3.2 安全管理技术
• 2.3.3 数据库加密
• 2.4 密码技术简介
• 2.4.1 对称加密算法
• 2.4.2 非对称加密算法
• 2.4.3 哈希（Hash）算法
• 2.4.4 加密算法的应用
• 2.5 SQL语言
• 2.6 安全中间件
• 2.7 编译原理
• 2.8 .NET Framework
• 第3章 基于数据混淆的数据库安全技术
• 3.1 基于字符扰乱的算法研究
• 3.2 基于重复字符屏蔽的算法研究
• 3.3 基于数值差异的算法研究
• 3.4 数据混淆算法小结
• 第4章 基于生成子密钥的数据库加密算法
• 4.1 数据库加密需重点解决的问题
• 4.2 现有数据库加密算法的分析
• 4.2.1 基于文件的数据库加密算法
• 4.2.2 基于记录的数据库加密算法
• 4.2.3 基于字段的数据库加密算法
• 4.3 一种支持密文检索的生成子密钥字段加密算法
• 4.3.1 四级密钥工作模型
• 4.3.2 生成子密钥算法
• 4.3.3 密文检索算法
• 4.3.4 密文存储处理
• 4.3.5 生成子密钥算法的实现
• 4.4 加密对数据库的影响及对策
• 4.4.1 时空开销的影响及对策
• 4.4.2 对数据库管理系统原有功能的影响
• 第5章 数据库加密原型系统的设计与实现
• 5.1 系统应用模型
• 5.2 系统工作流程
• 5.3 SQL语言扩展设计
• 5.4 加解密引擎
• 5.5 系统实现
• 5.6 一个应用实例
• 5.7 性能测试
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢