[發明專利]一種云數據庫加密方法、系統及裝置

在審

• 申請號: 201310393464.9
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN104426973A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 侯長江;劉斐;柏洪濤;任蘭芳;王靜;左敏;劉芳
• 申請（專利權）人: 中國移動通信集團公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L9/32;G06F17/30
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 閻敏;宋志強

1.一種云數據庫加密方法，其特征在于，所述方法包括：

數據上傳客戶端接收來自數據申請客戶端的一個以上密鑰對中的公鑰，所述密鑰對由數據申請客戶端生成，且對應不同的計算種類；

數據上傳客戶端對數據明文進行預處理，并根據可能進行的計算種類，采用對應的密鑰對中的公鑰對預處理后的數據明文進行加密，得到數據密文，將所述數據密文及其對應的數據明文的預處理方式發送至云數據庫。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述密鑰對為加法同態加密密鑰對、乘法同態加密密鑰對或者一定程度的全同態加密密鑰對。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述數據上傳客戶端對數據明文進行預處理的方式為：

根據可能進行的計算種類，對數據明文進行擴展；

將數據明文及擴展后的數據映射為非負整數。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述對數據明文進行擴展的方式為：

計算數據明文的負數、倒數或冪。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述將數據明文及擴展后的數據映射為非負整數的方式為：

當數據明文或擴展后的數據為有符號整數時，將該數據明文或擴展后的數據與一個正整數相加，得到映射后的非負整數；

當數據明文或擴展后的數據為非負浮點數時，將該數據明文或擴展后的數據與一個正整數相乘，得到映射后的非負整數；

當數據明文或擴展后的數據為負浮點數時，將該數據明文或擴展后的數據與一個正整數相乘，并將相乘后的結果與一個正整數相加，得到映射后的非負整數；

當數據明文為枚舉類型數據時，將該數據明文直接映射為非負整數。

6.根據權利要求1至5任意一項所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括：數據申請客戶端將生成的密鑰對發送至重加密代理；

數據申請客戶端向云數據庫發送密文計算請求，所述密文計算請求包含計算數據和針對數據明文的計算公式；所述計算數據為數據密文及預處理方式在云數據庫中的位置信息，或者，所述計算數據為數據密文以及預處理方式；

云數據庫根據所述位置信息及計算公式中的計算種類從云數據庫中提取對應的數據密文及預處理方式，根據所述預處理方式及計算公式生成針對數據密文的計算公式，對提取的數據密文進行計算；或者，云數據庫根據接收的預處理方式及計算公式生成針對數據密文的計算公式，對接收的數據密文進行計算；

當云數據庫無法對數據密文繼續進行計算時，將計算中間結果及針對計算中間結果的計算公式發送至重加密代理，重加密代理采用對應密鑰對中的私鑰對計算中間結果進行解密，采用所述針對計算中間結果的計算公式對解密后的數據進行計算，并采用對應密鑰對中的公鑰對計算結果進行加密，將加密后的數據密文返回至云數據庫；

云數據庫采用所述重加密代理返回的數據密文繼續計算，直至計算出最終結果的密文或包含中間結果的密文的表達式，并反饋至數據申請客戶端；

數據申請客戶端采用對應密鑰對中的私鑰對所述最終結果的密文進行解密，得到最終結果的明文；或者，數據申請客戶端采用對應密鑰對中的私鑰對所述中間結果的密文進行解密，得到中間結果的明文，并采用中間結果的明文及所述表達式計算出最終結果的明文。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述云數據庫判定無法對數據密文繼續進行計算的方式為：云數據庫為計算中間結果設置累加標記，所述累加標記記錄該計算中間結果已經進行的計算種類及次數，當所述次數達到對應密鑰對所支持的計算次數上限時，判定無法對數據密文繼續進行計算；

當云數據庫收到重加密代理返回的數據密文時，將所述累加標記中的計算次數初始化為0。

8.一種云數據庫加密系統，其特征在于，所述系統包括：

數據申請客戶端，用于生成一個以上密鑰對，將密鑰對中的公鑰發送至數據上傳客戶端；所述密鑰對對應不同的計算種類；

數據上傳客戶端，用于對數據明文進行預處理，并根據可能進行的計算種類，采用對應的密鑰對中的公鑰對預處理后的數據明文進行加密，得到數據密文，將所述數據密文及其對應的數據明文的預處理方式發送至云數據庫；

云數據庫，用于保存所述數據密文及其對應的數據明文的預處理方式。