[發(fā)明專利]一種基于多級視圖和觸發(fā)器的數(shù)據(jù)庫透明加解密方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010169778.7
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN102243629A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京安華金和科技有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06F21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于多級視圖和觸發(fā)器的數(shù)據(jù)庫透明加解密方法，采用在密文表上建立三級視圖的方法，包括如下步驟：

(1)在密文表上直接構(gòu)建第一級視圖，除了對表上的所有字段進(jìn)行檢索外，增加了一個偽列CALLTIMES，偽列CALLTIMES中保存一個偽列值A(chǔ)I，所述偽列值A(chǔ)I為每個數(shù)據(jù)庫操作會話，在每次執(zhí)行本視圖的時候，自動生成的一個唯一的值，用于表示一次新的查詢操作的開始；

(2)在第一級視圖上構(gòu)建第二級視圖，除了對一級視圖的所有字段進(jìn)行檢索外，增加一個偽列TROWID，用于獲取記錄的行標(biāo)識；在二級視圖上構(gòu)建INSTEADOF類型的觸發(fā)器，其觸發(fā)條件為INSERT和UPDATE，在觸發(fā)器中調(diào)用加密函數(shù)來完成對敏感數(shù)據(jù)的加密并保存到密文表相應(yīng)的加密字段中，在執(zhí)行UPDATE操作時，觸發(fā)器通過行標(biāo)識來對密文表數(shù)據(jù)進(jìn)行更新；對于被加密的字段，在第二級視圖中調(diào)用解密函數(shù)來完成解密，調(diào)用解密函數(shù)時將第一級視圖中偽列CALLTIMES的值和密文字段的唯一標(biāo)識FIELDID(FIELDID的具體值是在對明文數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的過程中生成的)，作為參數(shù)傳遞給解密函數(shù)；

(3)在第二級視圖上構(gòu)建第三級視圖，這個視圖中包含密文表的所有字段，并且和密文表字段的順序是一致的，由于在二級視圖中完成了對加密字段數(shù)據(jù)的解密，因此這里將返回二級視圖解密后的明文數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)庫透明加解密方法，其特征在于：還包括步驟4，將第三級視圖的名稱定義為用戶操作的明文表的名稱。

3.一種對明文數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的方法，包括：

(1)改變敏感字段數(shù)據(jù)類型：其過程是先創(chuàng)建一個敏感字段數(shù)據(jù)的備份表，其結(jié)構(gòu)是{TROWID，F(xiàn)O1，F(xiàn)N1，F(xiàn)O2，F(xiàn)N2，……FOn，F(xiàn)Nn}，其中TROWID是原表每行數(shù)據(jù)的行標(biāo)識，F(xiàn)Oi是用于保存敏感字段明文數(shù)據(jù)，F(xiàn)Ni用于保存對明文數(shù)據(jù)加密后生成的密文數(shù)據(jù)。原表敏感字段的原始數(shù)據(jù)先備份到該表中FOi字段上。然后將原表敏感字段的數(shù)據(jù)全部UPDATE為NULL，然后將該字段的類型修改為VARCHAR2類型，字段長度根據(jù)加密算法來確定加密后的數(shù)據(jù)最大長度來定義；

(2)數(shù)據(jù)加密：對備份表中的全部明文數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密后的結(jié)果保存在對應(yīng)的FNi字段上。全部成功后，將備份表中的密文數(shù)據(jù)按照ROWID更新原表敏感字段的全部記錄，完成對敏感字段的數(shù)據(jù)加密，在數(shù)據(jù)加密期間對敏感字段上的CHECK約束禁用；

(3)將原表改名，為表中的每個敏感字段分配一個唯一的值，這個值稱為FIELDID，并且將該FIELDID值保存在表中供使用。

4.一種對建立三級視圖和觸發(fā)器的密文表的查詢優(yōu)化方法，包括判定執(zhí)行計劃、執(zhí)行全表掃描優(yōu)化處理、執(zhí)行跳躍查詢優(yōu)化處理，其特征在于：所述判定執(zhí)行計劃為判定執(zhí)行計劃為全表掃描或?yàn)樘S查詢，包括如下步驟：

(1)根據(jù)第二級視圖中調(diào)用解密函數(shù)傳入的CALLTIMES參數(shù)的值，確定是否是一次新查詢的開始；如果不是，則進(jìn)入步驟2；如果是，按照數(shù)據(jù)庫全表掃描方式讀取數(shù)據(jù)的順序，從表中密文字段讀取前N條密文數(shù)據(jù)，N＜＝200，并一次性批量的對密文數(shù)據(jù)進(jìn)行解密處理，將明文和對應(yīng)的密文數(shù)據(jù)保存在數(shù)組中；

(2)對于每一條解密函數(shù)傳入的待解密的密文數(shù)據(jù)，與步驟1中生成的數(shù)組中的密文進(jìn)行比對，如果找到，則將命中統(tǒng)計值加1，并將數(shù)組中對應(yīng)的明文數(shù)據(jù)返回；如果沒有找到，則對密文數(shù)據(jù)解密；如果前M次操作累計的命中率超過K％(其中M＜＝N，K＞＝80)，則判定為全表掃描并開始執(zhí)行全表掃描優(yōu)化處理；否則判定為跳躍查詢并執(zhí)行跳躍查詢優(yōu)化處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的查詢優(yōu)化方法，其特征在于：所述全表掃描優(yōu)化處理包括：繼續(xù)按照數(shù)據(jù)庫全表掃描查詢方式讀取數(shù)據(jù)的順序，從表中密文字段批量的讀取前N1條密文數(shù)據(jù)，N1＜＝2000，并批量的進(jìn)行解密處理，將明文和對應(yīng)的密文數(shù)據(jù)保存在數(shù)組中，供比對；對于每一次解密函數(shù)傳入的待解密的密文數(shù)據(jù)，直接對數(shù)組中的密文進(jìn)行比對，并返回對應(yīng)的明文數(shù)據(jù)；當(dāng)在數(shù)組中沒有找到符合的條目時，則繼續(xù)順序的批量讀取和解密下一批的密文數(shù)據(jù)，依次重復(fù)執(zhí)行，直到查詢執(zhí)行完畢。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的查詢優(yōu)化方法，其特征在于：所述跳躍查詢優(yōu)化處理包括：

(1)判斷是否已建立熱數(shù)據(jù)緩存，如果沒有建立熱數(shù)據(jù)緩存，則建立熱數(shù)據(jù)緩存；

(2)在熱數(shù)據(jù)緩存中查詢是否存在對應(yīng)的密文數(shù)據(jù)，如果沒有找到，進(jìn)入步驟3；如果有則直接返回對應(yīng)的明文結(jié)果，并對該記錄的“熱度值”加1；

(3)對密文數(shù)據(jù)解密后，將明文和密文成對加入到熱數(shù)據(jù)緩存中，并按照LRU換入換出算法對緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行換入換出的處理。