[發明專利]一種支持錯誤記錄定位可驗證數據庫的檢測方法

在審

• 申請號: 201810349942.9
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108737069A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 陳曉峰;張志為;邱震堯;陳滿祥;王琳;田海博
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/08;H04L29/06;G06F17/30
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于數據完整保護技術領域，公開了一種支持錯誤記錄定位可驗證數據庫的檢測方法，首先提出了向量承諾樹的概念和方法，解決了傳統向量承諾方法公鑰參數過大、不支持局部驗證和分層驗證的問題；并在此基礎上，提出了支持錯誤記錄定位的可驗證數據庫系統，改進了傳統數據庫驗證方法在初始化和查詢階段的效率，并提供了分層驗證和錯誤記錄定位的功能。本發明降低了可驗證數據庫安全管理的復雜性，提高了數據庫的驗證效率，增強了可驗證數據庫系統的功能和實用性，適用于現有的動態數據庫系統，可保證云環境下數據庫的可用性、完整性和高效性。

技術領域

本發明屬于數據完整保護技術領域，尤其涉及一種支持錯誤記錄定位可驗證數據庫的檢測方法。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：云計算技術將大量物理設備的計算、網絡和存儲資源整合起來，通過互聯網為用戶提供按需和彈性的相應服務。然而，為了充分利用這些服務，以往在本地設備執行的任務需要委托給云服務提供商。在這種情況下，云計算的用戶失去了對自己數據的控制，數據所有權與管理權分離會帶來許多安全與隱私問題。因此，通常要對外包數據進行加密，保證只有合法用戶才能訪問并解密外包數據。然而，加密主要保護的是外包數據的機密性，于是產生了可驗證數據庫(VDB)的概念，其可被視為一種特殊的可驗證計算，為云存儲提供了可靠性、完整性、可驗證性等安全保障。雖然大量研究者已經充分研究了可驗證數據庫并提出了許多可驗證數據庫方案，但在處理大量外包數據上仍然存在不同的問題和挑戰。首先，現有可驗證數據庫方案中密鑰參數的大小對于大規模數據來說是不可接受的。以基于向量承諾(VC)的第一個可驗證數據庫方案為例，如果一個由該可驗證數據庫方案保護的數據庫擁有Q條記錄，其私鑰參數的大小超過Q，其公鑰參數的大小超過Q²。巨大的公鑰量給可驗證數據庫的初始化和查詢步驟帶來了更高的計算和通信開銷，使得密鑰分發和其他相關管理過程更加復雜。因此，無論外包數據有多大，需要保持密鑰大小盡可能地小。其次，現有可驗證數據庫方案可以驗證外包數據庫是否被篡改，但無法在驗證結果表明外包數據未經數據擁有者認證而被修改時定位錯誤的記錄?？沈炞C數據庫的最終目標不應該只是檢測到數據庫被篡改，可驗證數據庫的用戶需要找到特定的錯誤記錄。這一方法在現實應用中是不可行的，特別是當數據庫很大時。因此，錯誤記錄定位的功能應該引入可驗證數據庫方案中。此外，屬于同一個邏輯完整數據庫的記錄通常存儲在不同的地理位置，例如云存儲和內容分發網絡(CDN)。采用現有的可驗證數據庫方案驗證這種數據庫，服務器傳輸分布式記錄時會帶來額外的通信開銷。此外，由于企業常常以嚴格的等級結構組織，群組應用和分層數據管理結構被廣泛采用，數據的訪問由用戶的權限來控制。然而，所有的傳統可驗證數據庫方案只能驗證整個外包數據庫，無法直接應用于這些分布式數據場景和分層數據場景。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

(1)現有可驗證數據庫方案在初始化和查詢階段效率較低，特別是其中的公鑰參數大小無法適用于現實場景，造成了過大的服務器存儲空間壓力；

(2)現有可驗證數據庫方案只關注于整個外包數據庫的驗證，也就是說，驗證者只能判斷整個數據庫是否被篡改，而無法驗證數據庫的一部分并對錯誤的數據進行定位，影響了數據庫完整性驗證的靈活性；

(3)現有可驗證數據庫方案缺少分布式和分層驗證，限制了數據庫系統在分布式場景下的應用。

解決上述技術問題的難度和意義：如何壓縮現有技術中的公鑰參數是解決上述問題(1)的難點，可實現以較小的存儲空間開銷完成數據庫的完整性驗證；如何基于向量承諾方法設計一種新的數據結構是解決上述問題(2)的難點，可實現靈活的數據庫錯誤記錄定位；如何構造一種新的分層驗證機制是解決上述問題(3)的難點，可實現支持分布式與分層驗證的數據庫系統。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種支持錯誤記錄定位可驗證數據庫的檢測方法。