[發(fā)明專利]一種面向數(shù)據(jù)庫(kù)加密的密文索引方法和庫(kù)內(nèi)加密系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710149817.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN106934030B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 戴林
• 主分類號(hào): G06F16/22
• 分類號(hào): G06F16/22;G06F16/2455;G06F21/60;G06F21/62
• 代理公司: 11639 北京理工正陽(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 鮑文娟

1.一種面向數(shù)據(jù)庫(kù)加密字段的密文索引方法，其特征在于：

首先，基于加密字段P1建立密文索引表T2，記加密字段P1所在表為T1，T2表中包括但不限于密文索引字段P2以及密文索引表T2中記錄與T1中記錄一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的字段ID2；

然后，基于保序哈希函數(shù)將待加密字段內(nèi)容映射到哈希值，基于加密函數(shù)將待加密字段內(nèi)容所在記錄的標(biāo)識(shí)ID內(nèi)容映射到加密ID，并將二元組(加密ID，哈希值)存入T2(ID2，P2)，所述標(biāo)識(shí)ID為所述T1中的字段；

最后，基于映射后的哈希值，實(shí)現(xiàn)對(duì)加密字段的等值查詢和范圍查詢，并根據(jù)查詢結(jié)果所在記錄的ID2解密獲得T1表中滿足查詢條件的記錄集合并返回。

2.一種庫(kù)內(nèi)透明數(shù)據(jù)庫(kù)加密系統(tǒng)，其特征在于：基于被加密原表生成加密表ET1，并且包含密文索引表INDEX_T1、與被加密原表同名同字段的視圖T1、索引維護(hù)觸發(fā)器、索引調(diào)用接口、保密索引函數(shù)包以及加解密函數(shù)包；

加密表ET1用于保存被加密字段C的內(nèi)容；其中包含被加密原表中除C以外的所有字段以及加密字段EC，其中除C以外的所有字段用于存儲(chǔ)被加密原表中除字段C以外的所有字段內(nèi)容，EC用于存儲(chǔ)字段C的密文；

與被加密原表同名同字段的視圖T1用于代替被加密原表，接管所有的對(duì)被加密原表的訪問(wèn)，使得外部用戶和應(yīng)用感覺不到數(shù)據(jù)被加密和解密的變化，從而實(shí)現(xiàn)透明加密；

密文索引表INDEX_T1用于保存被加密字段C的索引，以保證透明加密的同時(shí)不影響檢索效率；其中包含字段EROWID和密文索引INDEX_C，EROWID字段用于存儲(chǔ)被加密記錄的ROWID被加密后的內(nèi)容，以防止泄漏密文索引值和原記錄的對(duì)應(yīng)關(guān)系，INDEX_C字段用于存儲(chǔ)被加密字段C的索引值，此處的ROWID為被加密原表中記錄的唯一性標(biāo)識(shí)；

保密索引函數(shù)包包括1個(gè)以上的保密索引函數(shù)，用于使用保序哈希算法，將被加密字段內(nèi)容映射到索引值，此時(shí)索引值的偏序關(guān)系能夠反映被加密字段真實(shí)內(nèi)容的偏序關(guān)系，從而可以基于密文索引實(shí)現(xiàn)等值和范圍查詢；

加解密函數(shù)包包括1個(gè)以上的加解密函數(shù)，用于使用加密函數(shù)，將被加密字段內(nèi)容映射到加密值，此時(shí)如果不知道解密算法和密鑰，從加密值不能夠反推出被加密字段的真實(shí)內(nèi)容，當(dāng)需要解密時(shí)，對(duì)加密值使用對(duì)應(yīng)的解密函數(shù)和密鑰解密出被加密內(nèi)容；

索引調(diào)用接口用于將對(duì)T1的SELECT、UPDATE、DELETE請(qǐng)求中的WHERE條件中的與被加密字段C相關(guān)的查詢條件使用所述保密索引函數(shù)做同樣的保序哈希計(jì)算，得到哈希值，然后在密文索引表INDEX_T1中使用該哈希值執(zhí)行與查詢條件對(duì)應(yīng)的查找操作，得到命中的記錄集，再使用加解密函數(shù)包中對(duì)應(yīng)于加密函數(shù)的解密函數(shù)解密這些命中記錄集中的EROWID字段，得到ET1中的ROWID集合,此時(shí)該ROWID集合就是所述被加密原表中滿足查詢條件的ROWID集合，即記錄集；視圖T1的填充函數(shù)對(duì)這些記錄集中有關(guān)字段C的內(nèi)容使用所述加解密函數(shù)包中的解密函數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的解密計(jì)算得到所需字段C的明文，從而滿足SELECT請(qǐng)求；或者通過(guò)T1上的安全觸發(fā)器對(duì)這些記錄集執(zhí)行對(duì)應(yīng)的UPDATE、DELETE請(qǐng)求；

索引維護(hù)觸發(fā)器用于將對(duì)T1增加、修改、刪除等請(qǐng)求進(jìn)行不同的索引維護(hù)操作，具體為：

其中，當(dāng)增加INSERT請(qǐng)求、修改UPDATE請(qǐng)求、刪除DELETE請(qǐng)求中包括被加密字段C內(nèi)容時(shí)，分別進(jìn)行下述處理：

(1)對(duì)于INSERT請(qǐng)求，索引維護(hù)觸發(fā)器調(diào)用所述加密函數(shù)，計(jì)算插入記錄中的被加密字段C的密文值，將其連同其它所有字段的值一同插入密文表ET1中,并對(duì)該新記錄的ROWID調(diào)用所述加密函數(shù)做加密計(jì)算，得到加密后的EROWID，調(diào)用所述保密索引函數(shù)，計(jì)算插入記錄中的被加密字段C的哈希值，得到密文索引值；從而得到新增的密文索引記錄，進(jìn)而將該密文索引記錄插入到密文索引表INDEX_T1中；

(2)對(duì)于UPDATAE請(qǐng)求，索引維護(hù)觸發(fā)器調(diào)用所述加密函數(shù)，計(jì)算更新記錄中的被加密字段C的新值的密文值，以該密文值更新ET1中對(duì)應(yīng)記錄的加密字段EC；調(diào)用所述保密索引函數(shù)，計(jì)算被更新記錄中的被加密字段C的新值的哈希值，得到新的密文索引值，并對(duì)更新記錄的ROWID做加密計(jì)算，得到加密后的EROWID，然后根據(jù)該EROWID在密文索引表中更新對(duì)應(yīng)記錄的密文索引值；

(3)對(duì)于DELETE請(qǐng)求，索引維護(hù)觸發(fā)器刪除ET1中對(duì)應(yīng)記錄，并對(duì)被刪除記錄的ROWID做加密計(jì)算，得到加密后的EROWID，然后根據(jù)該EROWID在密文索引表INDEX_T1中刪除對(duì)應(yīng)的密文索引記錄；

連接關(guān)系：

與被加密原表同名同字段的視圖T1分別與加密表ET1、索引調(diào)用接口和索引維護(hù)觸發(fā)器相連；索引維護(hù)觸發(fā)器分別與密文索引表INDEX_T1、保密索引函數(shù)包、加解密函數(shù)包相連；索引調(diào)用接口分別與保密索引函數(shù)包、密文索引表、加解密函數(shù)包相連。