[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)變長(zhǎng)修改方法及其在大數(shù)據(jù)加密中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710126075.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106936820B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/06
• 分類號(hào): H04L29/06;H04L9/00;H04L9/06;H04L9/32
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于信息處理領(lǐng)域，涉及數(shù)據(jù)的修改方法，特別是大數(shù)據(jù)的修改方法，及其在加密中的應(yīng)用。數(shù)據(jù)修改的時(shí)候往往長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生改變，這會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題，比如相鄰數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生移動(dòng)，文件的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一些變化而導(dǎo)致存儲(chǔ)空間上的數(shù)據(jù)被大量修改、覆蓋，在一些文件格式中，文件或者文件的記錄的長(zhǎng)度已經(jīng)事先被記錄下來(lái)，但是往往數(shù)據(jù)會(huì)需要修改，特別是當(dāng)發(fā)生某一部分?jǐn)?shù)據(jù)比較敏感的時(shí)候，需要進(jìn)行加密，但是許多加密會(huì)帶來(lái)數(shù)據(jù)的擴(kuò)張，在本發(fā)明中，將數(shù)據(jù)的變長(zhǎng)部分寫入新的位置，此外本發(fā)明還考慮到大文件的數(shù)據(jù)龐大，不適合于全部加密，采用選擇性加密方法。本發(fā)明還針對(duì)大數(shù)據(jù)加密提出了幾種優(yōu)選方案，以方便密鑰管理和減少一些加密帶來(lái)的代價(jià)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息處理領(lǐng)域，涉及數(shù)據(jù)的修改方法，特別是大數(shù)據(jù)的修改方法，及其在加密中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)修改的時(shí)候往往長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生改變，這種改變會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題，比如相鄰數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生移動(dòng)，文件的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一些變化而導(dǎo)致存儲(chǔ)空間上的數(shù)據(jù)被大量修改、覆蓋，特別是大數(shù)據(jù)更會(huì)帶來(lái)一系列連鎖反應(yīng)，有些文件格式由于定義了文件長(zhǎng)度或者記錄長(zhǎng)度，這樣就不能進(jìn)行變長(zhǎng)的修改，比如，大數(shù)據(jù)的某些文件格式，比如SequenceFile就不支持?jǐn)?shù)據(jù)的修改。但是，在大數(shù)據(jù)的許多場(chǎng)合，由于實(shí)時(shí)性比較強(qiáng)，往往一開(kāi)始需要很快就把明文數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)下來(lái)，放在SequenceFile之類的文件中，但是，事后往往會(huì)發(fā)覺(jué)，需要進(jìn)行修改以實(shí)現(xiàn)匿名，隱私保護(hù)或者其他安全的需要，比如需要進(jìn)行加密，嵌入簽名。許多加密會(huì)帶來(lái)數(shù)據(jù)的擴(kuò)張，比如，分組密碼會(huì)需要進(jìn)行填充處理，往往會(huì)變長(zhǎng)，具有誤導(dǎo)功能加密，同態(tài)加密，或者一些簽名的嵌入，都會(huì)增加數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。在本發(fā)明中，將數(shù)據(jù)的變長(zhǎng)部分寫入新的位置，比如寫入原文件的新記錄或者新的文件中。此外針對(duì)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的加密方面，目前有代理重加密和同態(tài)加密，這些加密都有一定的應(yīng)用場(chǎng)合，而且有局限性，比如同態(tài)加密效率低，冗余度大，現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用有較大的局限性，上述的加密方法直接用于加密大規(guī)模的數(shù)據(jù)是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)橛?jì)算量龐大，而且諸如同態(tài)加密往往會(huì)帶來(lái)數(shù)據(jù)的擴(kuò)展，代價(jià)大，重代理加密只適合于特定用戶之間的密鑰轉(zhuǎn)換，現(xiàn)實(shí)中也沒(méi)有必要將所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行上述的加密。同態(tài)加密比較適用于需要委托計(jì)算（代理計(jì)算）的數(shù)據(jù)的加密，但是代價(jià)比較高。用傳統(tǒng)的加密方法加密這些數(shù)據(jù)也存在計(jì)算量大等等問(wèn)題。而且現(xiàn)實(shí)中，我們還希望對(duì)于某些數(shù)據(jù)，加密后，密文可以被解密為有意義的錯(cuò)誤密文，或者明文的關(guān)鍵內(nèi)容被替換為其他誤導(dǎo)意義的字、詞、句子等等，以達(dá)到誤導(dǎo)的效果，既要避免龐大的工作量，又要保護(hù)其中重要的數(shù)據(jù)，需要采取一定的靈活方法。本發(fā)明考慮對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇性的加密的必要性，以及密鑰管理的困難，設(shè)計(jì)了多種方案。

發(fā)明內(nèi)容

由于變長(zhǎng)的修改會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題，比如如果中間位置的修改不是等長(zhǎng)的，后面的數(shù)據(jù)就全部要移動(dòng)，有些文件結(jié)構(gòu)中包含了長(zhǎng)度信息的文件的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)可能都需要大幅度的調(diào)整和移動(dòng)，這也導(dǎo)致一些文件不支持已有記錄的修改，特別是對(duì)于大數(shù)據(jù)而言，數(shù)據(jù)移動(dòng)的代價(jià)更大。比如SequenceFile文件就不支持修改，只支持追加記錄。本發(fā)明保持?jǐn)?shù)據(jù)位置盡量少移動(dòng)，沒(méi)有修改的數(shù)據(jù)位置不移動(dòng)。

方案1為初始方案：為了減少數(shù)據(jù)位置的移動(dòng)和結(jié)構(gòu)的變化，本發(fā)明中，將會(huì)對(duì)不需要修改的數(shù)據(jù)將存放在原位置不變，對(duì)于修改的部分，將新寫入的數(shù)據(jù)存放在被修改原數(shù)據(jù)的位置，即覆蓋原始數(shù)據(jù)，并且記錄必要的信息，比如長(zhǎng)度變化的信息、原數(shù)據(jù)（文件）位置和增加數(shù)據(jù)位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系、關(guān)于修改方法的一些信息（比如，這里是修改的目的是為了保密而做了加密，則必要的加密解密信息需要保存下來(lái)）等，針對(duì)修改后的長(zhǎng)度與修改前的長(zhǎng)度關(guān)系的三種情形進(jìn)行分別處理：