[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

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• 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域，特別是涉及一種對關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行加解密的方法。

背景技術(shù)

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，深入到了各個領(lǐng)域。政府組織、商業(yè)機構(gòu)和金融機構(gòu)都是利用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器保存其重要的人事信息、貿(mào)易記錄、市場決策性信息等各種敏感數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的重要性不容置疑，它關(guān)系到國家的安全、企業(yè)的興衰。因此，如何有效地保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的保密性、完整性、有效性和可用性，已經(jīng)成為業(yè)界人士研究的重要課題。目前，國內(nèi)使用的主流商業(yè)數(shù)據(jù)庫主要都是從國外進口，由于法律的限制，安全數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本不對中國出口，因此對現(xiàn)有主流商業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密、保護技術(shù)和密文數(shù)據(jù)的高效檢索技術(shù)的需求非常強烈。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般采取基于數(shù)據(jù)庫前置代理的加密保護方法，這種方法的缺點一是應(yīng)用必須使用加密前置代理提供的API，因此需要對現(xiàn)有程序進行改造，無法實現(xiàn)應(yīng)用的透明；二是造成大量數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的特性無法正常使用，并且這種“加解密前置”的方法對于在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部執(zhí)行的存儲過程、函數(shù)都是無效的。

近年來有采用基于數(shù)據(jù)庫的視圖和觸發(fā)器實現(xiàn)透明加解密方法，這種方法目前采用的是單級視圖，無法在沒有主鍵的表上實現(xiàn)加密處理，無法做到真正的應(yīng)用透明，并且對于存在復(fù)合主鍵的表，其數(shù)據(jù)更新性能將受到影響；同時不能準(zhǔn)確的判斷數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化器如何處理任意一個查詢操作請求的數(shù)據(jù)檢索方式，造成無法進行有效的數(shù)據(jù)緩存和批量預(yù)解密處理，只能逐條的處理，極大的影響了查詢的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是實現(xiàn)加密解密操作的應(yīng)用透明性，應(yīng)用透明的范圍主要包括：應(yīng)用系統(tǒng)原先使用的各種開發(fā)接口API不用進行任何改變；原有的SQL語句和事務(wù)處理(ACID、讀一致性等事務(wù)特性)設(shè)計不需要進行任何改變等。

本發(fā)明基于數(shù)據(jù)庫通用的視圖和觸發(fā)器機制實現(xiàn)對應(yīng)用透明的支持，為此要解決的技術(shù)問題是：1)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的加密操作，不需要依賴于原表的結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)不依賴于表結(jié)構(gòu)限制的透明性。2)能夠讓加解密程序模塊準(zhǔn)確的判斷出數(shù)據(jù)庫解析器和優(yōu)化器對當(dāng)前查詢請求的處理方式，這些處理方式包括：全表掃描、密文索引掃描、跳躍掃描(跳躍掃描指的是根據(jù)非加密字段進行查詢，查詢的返回結(jié)果集包含了密文字段)等，從而能夠在解密函數(shù)中，根據(jù)具體的處理方式進行專門的密文查詢優(yōu)化處理，提高查詢的效率。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：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INSTEAD?OF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)。

進一步，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。

進一步，為了對存在明文數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表實現(xiàn)透明加密和解密功能，本發(fā)明提供一種對明文數(shù)據(jù)進行預(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；