淺析數(shù)據(jù)庫加密技術

吳婧

摘要：隨著計算機技計算機技術的發(fā)展，特別是網(wǎng)絡信息科技的日新月異。數(shù)據(jù)庫技術更為廣泛的應用于各大企業(yè)、各級政府部門及軍事等信息系統(tǒng)的核心領域，隨之數(shù)據(jù)的共享需求亦日益增多，經(jīng)過實際的需求人們認識數(shù)據(jù)庫的安全及保密問題已成為當今計算機安全的一項重要課題。本文將對數(shù)據(jù)庫加密技術的要求、方法及其影響進行闡述分析。

關鍵詞：數(shù)據(jù)庫 加密 安全

中圖分類號：TP309.7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

1 數(shù)據(jù)庫加密技術的要求

鑒于數(shù)據(jù)庫所存儲的數(shù)據(jù)具有一定的復雜性、執(zhí)行查詢操作的頻繁性、數(shù)據(jù)存儲的長期性等特征，對于數(shù)據(jù)庫的加解密算法及對應的密鑰管理機制要具備以下幾點：

（1）數(shù)據(jù)庫加密系統(tǒng)要充分保證數(shù)據(jù)的安全性，這點體現(xiàn)在加密算法對于數(shù)據(jù)的保密性及完整性的要求，它有效的防止了對未授權數(shù)據(jù)的訪問和修改。（2）應用數(shù)據(jù)庫時頻繁的查詢操作，需要具備高強度的解密效率，避免造成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能的大幅度下降。（3）明文與密文的長度要盡可能的做到相等或相當，相對于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)而言數(shù)據(jù)庫結構的變動差異不可過大。（4）數(shù)據(jù)存儲時間久且密鑰又較為復雜，這需要更為堅固、靈活且安全的密鑰管理機制。

2 數(shù)據(jù)庫加密的方法

（1）靜態(tài)加密技術。靜態(tài)加密是指實施加密時待加密文件已存在但未使用，通過密碼、密鑰證書或數(shù)字簽名的方式進行加密，實施加密后使用時必須先通過解密取得明文方可使用的加密方法。此種方式一般應用于應用系統(tǒng)或軟件加密當中。（2）動態(tài)加密技術。動態(tài)加密是指動態(tài)的跟蹤數(shù)據(jù)流，對相關的數(shù)據(jù)自動進行時時加解密操作，無需人工參與亦不會對用戶有任何影響，有權限的用戶在使用已加密文件時，無需先取得明文解密即可直接使用。所以對于有權限的用戶來講，動態(tài)加密操作是透明的，訪問未加密或加密文件基本感覺不到區(qū)別。反之，對于沒有訪問權限的用戶來講，即便通過非法手段取得了加密文件，也無法識別，只是得到亂碼而已，更談不到獲取有效信息了。近年來，動態(tài)加密技術因其便捷的使用方法得到廣泛的應用。（3）文件級動態(tài)加解密技術。在文件系統(tǒng)層當中，既能獲取到文件自身的詳細信息，又能獲取到用戶信息及訪問此種文件的進程等各類相關信息，因文件系統(tǒng)層其特有的屬性可以開發(fā)出功能極其強大的文檔安全產(chǎn)品。在動態(tài)加解密的產(chǎn)品中，其部分文件系統(tǒng)自身就支持文件的動態(tài)加解密，而在實際操作當中，加密文件一般以分區(qū)或目錄為單位，對于用戶的個性化需求是難以滿足的，即使存在諸多不足之處，文件級動態(tài)加解密技術的安全性依然可以與磁盤級加密技術相匹敵。但鑒于文件級動態(tài)加解密技術對于用戶個性化需求的不足，也為第三方提供了動態(tài)加解密安全產(chǎn)品提供了足夠的發(fā)展空間。

在不同的操作系統(tǒng)中要研發(fā)的文件級動態(tài)加解密安全產(chǎn)品也各不相同，有多種方法可供選擇，可利用過濾驅動或Hook等方法將其轉化為文件系統(tǒng)的一個組成部分，即將嵌入到文件系統(tǒng)中。從某個角度上講，可以將第三方動態(tài)加解密產(chǎn)品近似于文件系統(tǒng)的一種功能擴展，這種功能擴展是通過模塊化的形式根據(jù)客戶需求進行掛接或缷載操作來完成的，而這是作為文件系統(tǒng)內嵌的動態(tài)加密系統(tǒng)難以實現(xiàn)的。

3 數(shù)據(jù)庫加密技術對數(shù)據(jù)庫造成的影響

所謂數(shù)據(jù)加密即是對明文進行一系列較為復雜的加密操作，使明文和密文、密文和密鑰間的內在聯(lián)系不被發(fā)現(xiàn)，從而使加密過的數(shù)據(jù)經(jīng)得住數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的攻擊。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能一般情況下是較為完備的，但針對數(shù)據(jù)庫中以密文形式存在的敏感性數(shù)據(jù)是無法應用其部分功能的，且當數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)加密后，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)部分功能將無法直接應用。

（1）加密字段不能實現(xiàn)索引功能。在數(shù)據(jù)庫當中為了查詢和檢索的快速及便捷，常常要建立一些索引。而索引要發(fā)揮其作用必須使其建立和應用在明文的狀態(tài)下，且某些數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中所建立的索引也必須在明文的狀態(tài)下建立、維護和使用，否則索引將失去作用。（2）加密功能不能用于表間的連接碼字段。數(shù)據(jù)模型構建后，數(shù)據(jù)庫表之間的相關性是通過局部編碼進行關聯(lián)的，如若對這些局部編碼進行加密操作，則將無法進行數(shù)據(jù)表之間的連接運算。（3）加密后無法進行數(shù)據(jù)約束的定義。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通常會定義數(shù)據(jù)約束，如若此類數(shù)據(jù)一旦進行了加密操作，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)約束功能，且值域也無法進行定義。（4）密文數(shù)據(jù)不能應用于數(shù)據(jù)庫的排序、分組和分類功能。SQL的Select語句中分組、排序、分類等操作分別通過Group、Orderby、Having子句來實現(xiàn)，如若將此類子句的操作對象設為加密數(shù)據(jù)，將無滿足用戶的需求，因為即使明文數(shù)據(jù)進行了解密操作也失去了原有語句的分組、排序、分類等作用。（5）加密數(shù)據(jù)無法被SQL語言中的內部函數(shù)所應用。（6）加密數(shù)據(jù)無法直接應用于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為各類數(shù)據(jù)所提供的某些內部函數(shù)上。（7）加密數(shù)據(jù)將使數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的某些應用開發(fā)工具使用受限。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的某些應用開發(fā)工具不能對加密數(shù)據(jù)進行直接操作，因此在對其應用時會受限。由此可見，對數(shù)據(jù)庫進行加密操作會影響到部分數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能，好比閱讀語句中的函數(shù)、排序、分組等，如想應用此類功能亦可通過組件技術來實現(xiàn)，如利用SQL的解釋器。所以當數(shù)據(jù)庫加密后致使數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)部分功能無法直接使用時，可以通過在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的安全管理系統(tǒng)中增加組件來實現(xiàn)這部分功能的應用。

4 結語

隨著時代的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以其自身優(yōu)勢在社會各界得到廣泛應用，其使用率較高對數(shù)據(jù)的安全性要求就越高。目前，人們在數(shù)據(jù)庫安全及加密技術的研究方面只做了部分的嘗試性工作，還有諸多重要性細節(jié)問題有待于進一步深入解決。

參考文獻

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[2] 谷利澤.數(shù)據(jù)應用中安全技術的設計和實現(xiàn)[D].北京郵電大學，2001.