本文選題：列存儲(chǔ)　切入點(diǎn)：數(shù)據(jù)安全　出處：《燕山大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的高速發(fā)展,人類產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量正在呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。對(duì)大數(shù)據(jù)集的分析查詢,通常只用到一個(gè)或幾個(gè)邏輯表的少數(shù)幾列,而且每次要讀取的數(shù)據(jù)量很大。在這樣的實(shí)際應(yīng)用背景下,列存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。大量的研究表明:相對(duì)于行存儲(chǔ)系統(tǒng),在具有較多查詢分析操作的應(yīng)用中,讀優(yōu)化的列存儲(chǔ)系統(tǒng)具有顯著性能優(yōu)勢(shì)。同時(shí),列存儲(chǔ)系統(tǒng)在使用過(guò)程中,數(shù)據(jù)安全性也是人們密切關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題。如何維護(hù)列存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全以及保持列存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為列存儲(chǔ)研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支。論文針對(duì)列存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密方法、建立安全索引方案、確保系統(tǒng)k-安全的數(shù)據(jù)分配與重構(gòu)方法、優(yōu)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能的模型等幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,研究了基于列存儲(chǔ)系統(tǒng)單元格粒度上的加密方案。為了抵御替換攻擊,避免統(tǒng)計(jì)信息泄露,在分析列存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出在單元格粒度上,采用單元格數(shù)據(jù)與單元格位置相結(jié)合的方法對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。其中,單元格位置信息采用列存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)表的表ID,列ID和行ID三個(gè)元素構(gòu)成的三元組來(lái)表示,并采用具體實(shí)例證明了新加密方案能夠抵御替換攻擊。在單元格粒度加密方案基礎(chǔ)上,研究基于密文建立數(shù)據(jù)安全索引方法。將單元格數(shù)據(jù)與單元格所在行的位置信息結(jié)合在一起加密成密文,然后在密文上建立安全索引。通過(guò)對(duì)基于密文建立的安全索引與基于明文建立的B+樹(shù)索引進(jìn)行對(duì)比分析,新的安全索引不會(huì)泄露任何與明文有關(guān)數(shù)據(jù)信息,且保持原有索引結(jié)構(gòu),不影響數(shù)據(jù)查詢。其次,根據(jù)列存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),研究了適合其的相對(duì)“輕型”Romega加密方案。相對(duì)于行存儲(chǔ)系統(tǒng),在多讀操作環(huán)境中列存儲(chǔ)系統(tǒng)具有性能優(yōu)勢(shì)。而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,會(huì)影響系統(tǒng)性能。為解決這個(gè)矛盾,進(jìn)行了基于多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)建立相對(duì)“輕型”加密方案的研究。首先,對(duì)Omega結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析。其次,利用其可逆性,研究了在列粒度上對(duì)列存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密具體方案。最后,從理論上對(duì)新加密方案的安全性進(jìn)行了證明。再次,研究列存儲(chǔ)系統(tǒng)k-安全問(wèn)題的解決方案。在列存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)格所有的n個(gè)節(jié)點(diǎn)中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量是不同的。系統(tǒng)要求當(dāng)其中有k個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)遭受破壞后,使用余下(n-k)個(gè)節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù),依然能夠重構(gòu)所有數(shù)據(jù)。基于不同應(yīng)用環(huán)境的需要,提出兩種解決方案,分別是基于拉格朗日插值多項(xiàng)式解決方案和基于牛頓插值多項(xiàng)式的解決方案。并通過(guò)具體實(shí)例,對(duì)兩種數(shù)據(jù)分配與重構(gòu)方案能保證k-安全的正確性與可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。最后,從優(yōu)化列存儲(chǔ)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境研究視角出發(fā),提出了一種流排隊(duì)模型。首先,對(duì)傳統(tǒng)排隊(duì)論和流排隊(duì)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析;然后提出了模型假設(shè),并根據(jù)假設(shè),研究了一種新的帶啟動(dòng)期的M/M/1排隊(duì)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的流模型。
[Abstract]:This paper studies the data encryption method of column storage system , which is based on three elements of table ID , column ID and row ID of column storage system . This paper presents a flow queuing model from the perspective of optimizing the network application environment of the column storage system . Firstly , the basic structure of the traditional queuing theory and the flow queuing is analyzed ; then the model assumption is put forward , and a new model of M / M / 1 queuing system driven by the start - up period is studied according to the assumption .

【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP333;TP309

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本文編號(hào)：1680402