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随着计算机科学技术的发展与普及,特别是计算机在国民经济各重要部门的广泛应用,计算机安全已成为当前信息社会非常关注的突出问题。而数据库系统作为计算机信息系统的核心部件,同时数据库文件作为信息的聚集体,如何防止数据特别是敏感数据不被非法访问,将是信息系统安全的重中之重,这就使得数据库加密成为一项重要且有效的手段。加密后的数据库系统虽然解决了数据的安全性要求,但同时又带来了新的问题。由于数据加密,必然引起数据存储、数据库索引以及密钥管理等相关问题,特别是加密后数据库的索引功能将是制约数据库应用的关键。
本课题通过研究已有的数据加密及索引技术(基于记录加密技术,基于属性列加密技术,基于数据项加密技术,集中索引,分散索引),提出了一种“快速索引”机制,并解决了数据类型转化、存储等问题。同时,为保证数据的安全性,数据库管理系统将根据数据敏感度的不同而采用相应的加密机制,并且系统中采用三级密钥管理机制(主密钥MK,用户类密钥UCK,字段密钥RK)及加密字典保证数据密钥的安全性。
为减少解密索引节点过程中获取数据项密钥的时间,提高数据查询效率,本课题对已有的集中索引及分散索引算法进行改进,并在第三章以程序实现。
另外,为克服明文数据库系统管理与应用上的弊端,本设计中将管理用户与应用用户分开,并在用户注册阶段确定身份同时分配数据库的访问权限。
本课题主要组织结构如下:1.第一章主要介绍数据库加密及索引技术的研究现状及设计要求;2.第二章从理论分析几种基于密文数据库索引技术的优缺点,并提出一种更安全、快速的索引技术—“快速索引”;
3.第三章介绍了本设计的系统总体结构、模块结构及系统操作流程;
4.第四章通过试验数据及图表比较几种索引算法在安全性、时间效率、空间效率等方面的特点。