外包数据库查询验证技术的研究

论文摘要

在外包数据库运行模式中,数据库服务器并非完全可信。如果缺乏有效的安全措施,一旦数据被篡改,而用户又不能验证查询结果,往往会给用户造成严重的后果。因此,外包数据库查询验证技术具有非常广泛的应用前景和研究价值。针对外包数据库查询验证技术,本文主要做了以下工作：(1)分析了目前已有的外包数据库查询验证技术,针对采用RSA等普通公钥签名对重要的信息签名会给数据库查询验证技术带来签名易变等安全隐患,本论文将指定验证人签名的思想引入到外包数据库查询验证技术中,并根据外包数据库的安全需求设计了一个指定验证人签名方案。使用该签名方案能克服由于普通公钥签名的自证明和可传递的性质而引起的签名易变性等安全问题。(2)目前,已有的查询验证技术一般使用MHT计算验证对象。但是基于MHT的查询验证技术具有验证对象大、验证过程较冗余、安全性低等不足。因此,本文基于MHT树提出了一种新的查询验证技术。该查询认证方法具有网络附加负载小、验证快、安全性较高,同时还能实现篡改定位等优点。理论分析和实验数据表明该验证技术是一种有效的解决方案。(3)分析了PMD查询验证技术和Hweehwa查询验证技术,并指出了它们各自存在的不足。基于这两个方案,提出了一种可以保护隐私数据的、安全高效的可动态更新的数据库查询验证技术。理论分析和实验数据都表明该查询验证技术的数据库创建成本低、存储开销小,验证速度快。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 外包数据库
• 1.1.2 查询验证技术
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要工作
• 1.4 论文章节安排
• 第2章 相关知识
• 2.1 密码学基础
• 2.1.1 hash函数
• 2.1.2 数字签名
• 2.2 外包数据库系统模型及其安全机制
• 2.2.1 外包数据库系统模型
• 2.2.2 外包数据库系统的安全机制
• 第3章 指定验证人签名方案
• 3.1 研究背景
• 3.2 指定验证人签名
• 第4章 基于MHT树的外包数据库查询验证技术
• 4.1 MHT树分析
• 4.1.1 MHT树介绍
• 4.1.2 MHT树分析
• 4.2 一种新的基于MHT的查询验证技术
• 4.2.1 一种新的查询验证技术
• 4.2.2 性能优化
• 4.2.3 性能分析
• 第5章 一种安全高效的外包数据库查询验证技术
• 5.1 PMD查询验证技术的分析
• 5.1.1 PMD查询验证技术
• 5.1.2 PMD技术的安全性与效率分析
• 5.2 Hweehwa查询验证技术的分析
• 5.2.1 Hweehwa查询验证技术
• 5.2.2 安全性和效率分析
• 5.3 一种新的查询验证技术
• 5.3.1 一种新的外包数据库查询验证技术
• 5.3.2 安全性与效率分析
• 第6章 原型系统实现
• 6.1 系统开发环境
• 6.1.1 Eclipse
• 6.1.2 OpenSSL
• 6.1.3 Crypto++
• 6.2 实验设计
• 6.2.1 模块设计
• 6.2.2 主要类及方法的设计
• 6.3 主要运行界面
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢