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&|&加入收藏&|&字符型数据加密算法及安全研究--《哈尔滨工程大学》2007年硕士论文
字符型数据加密算法及安全研究
【摘要】：
数据库系统担负着对数据信息访问控制和存储的任务，数据库不安全的主要原因之一是原始数据以明文可读形式存放在数据库中，如果对数据库中的数据进行加密处理，那么上述问题可以得到改善，但是加密后影响了系统原有性能，使得大型数据库加密在实际查询应用中存在困难。因此，需寻求一种安全、高效算法，以适应实际应用要求。
在分析和研究近年来数据库加密领域文献的基础上，对数据库存储加密算法的关键技术，包括对加密数据加密关系模式、扩展的存储体系结构、加密数据的查询进行了研究，尤其是对字符型数据的加密存储和查询算法进行了研究。对于字符型数据的加密，采用了DBMS外部加密执行层次，字段级加密粒度。本文采取了加密字符型数据的一种特殊查询结构，即在采用常规加密方法对字符数据进行加密外，从字符数据中提取特征值，并且把处理后的特征值与加密数据一起存储在数据表中。然后，改进了提取字符数据特征值方法，在基于对偶编码函数的PC映射方法的基础上予以扩充，弥补其不足，提出了PC+映射方法和基于频率排序、扁平化、扰乱化处理的FS-F-S的映射方法。
最后，对所提算法进行了实验验证，从安全性、查询性能和完整性等方面对实验结果进行了分析，并对这两种改进后算法和一般算法的查询性能进行了综合比较，为进一步的研究提供了借鉴。
【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2007【分类号】：TP309.7【目录】：
Abstract6-10
第1章 绪论10-19
1.1 研究背景10
1.2 数据加密对数据库的影响10-12
1.3 课题目的和意义12-13
1.4 国内外研究现状13-17
1.4.1 秘密同态技术14-15
1.4.2 子密钥加密技术15-16
1.4.3 DAS过滤技术16
1.4.4 其它相关研究16-17
1.5 本文所做的工作17
1.6 本文结构和组织17-19
第2章 数据库加密技术概述19-34
2.1 数据库安全概述19-21
2.1.1 数据库面临的威胁19-20
2.1.2 数据库安全需求20-21
2.2 数据库加密要实现的目标21-24
2.2.1 传统的数据加密技术21-22
2.2.2 数据加密的几种算法22-23
2.2.3 数据库加密实现的目标23-24
2.3 密文数据库的攻击方法24
2.4 数据库加密技术原理24-31
2.4.1 加密执行层次25-28
2.4.2 算法选择28
2.4.3 加密粒度选择28-29
2.4.4 密钥管理和保护29-31
2.5 数据库加密技术中的关键问题31-33
2.5.1 访问控制31-32
2.5.2 性能代价32-33
2.5.3 灵活性33
2.5.4 索引的加密问题33
2.6 本章小结33-34
第3章 加密算法原理和体系结构34-44
3.1 引言34-35
3.2 加密系统的原理和体系结构35-39
3.2.1 存储与查询的体系结构35-36
3.2.2 敏感字段加密问题36-37
3.2.3 两阶段查询算法原理37-38
3.2.4 加密关系存储原理38-39
3.3 PC映射39-43
3.3.1 PC映射定义39
3.3.2 语句转换39-40
3.3.3 关系代数及运算扩展40-43
3.4 本章小结43-44
第4章 字符型数据加密算法两点改进44-57
4.1 PC映射的缺陷分析44-45
4.1.1 加密字符串的范围查询的不足44
4.1.2 过滤字段值出现次数的偏差性44
4.1.3 改进的方法和手段44-45
4.2 PC+映射45-53
4.2.1 过滤字段的定义45-46
4.2.2 PC+映射加密关系存储模式46
4.2.3 PC+映射查询条件的转化46-48
4.2.4 PC+映射查询算法48
4.2.5 PC+映射关系完整性检查48-51
4.2.6 PC+映射安全性分析51-53
4.2.7 PC+映射过滤效率分析53
4.2.8 PC+映射存储空间分析53
4.2.9 安全性、过滤效率与存储空间三者的关系53
4.3 FS-F-S映射53-56
4.3.1 FS-F-S定义54-55
4.3.2 查询算法描述55-56
4.3.3 安全分析56
4.4 本章小结56-57
第5章 实验与性能分析57-67
5.1 实验算法及设计描述57-60
5.1.1 实验环境57
5.1.2 算法思想与具体实现57-60
5.1.3 过滤效率定义60
5.1.4 查询性能定义60
5.2 PC映射改进前后对比实验60-61
5.3 PC+映射实验61-64
5.3.1 过滤效率的测试与分析61-62
5.3.2 查询性能测试与分析62-64
5.4 FS-F-S映射实验64-66
5.4.1 过滤字段偏向性测试与分析64-65
5.4.2 查询性能测试与分析65-66
5.5 本章小结66-67
参考文献68-74
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果74-75
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复旦大学理学硕士学位论文
密码学是在密码设计和密码分析的基础上发展起来的。本文引入隐写技
术的思想方法，设计了一种新型冗余加密机制，可以很好地结合现有分组加?
密机制来进行二次加密。该新型二次加密术使得密码分析的难度大大增强，
具有很好的理论和现实意义。
本文首先通过在DESJJ[I密中新增T盒加密的方式来实现的该新型二次加
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上的，首先对于分组加密产生的密文嵌入随机数据，完成二级加密，生成在
网络环境下传输的二级密文。解密方将所生成的二级密文采用加密逆序的方
式解密，得到了最终的原文。
论文最后，证明了该方法是具有高保密性能而且方便易行的一种新型加
密思想方法，具有很好的发展前景和应用前景。
关键词加密，隐写术，二次加密，分组加密，冗余空间，信息隐藏，穷
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兰呈查兰翌兰筌圭：竺鲨吝
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