57、基于主内存数据库的关系数据库加密技术研究与实现

基于主内存数据库的关系数据库加密技术研究与实现

1. 引言

信息技术的飞速发展使得信息不断膨胀，为了存储和管理大量信息，计算机信息系统成为首选方式。关系数据库作为计算机信息系统的核心，存储着系统中最有价值的数据，其安全性至关重要。

在网络环境下，数据泄露几乎覆盖了所有行业，很多情况是由数据库被盗引起的。如果国家机密信息以明文形式存储在关系数据库中，一旦存储介质被盗或丢失，将面临国家机密泄露的严重后果。因此，越来越多的计算机信息系统需要对关系数据库中的敏感数据进行加密，尤其是处理国家机密的系统。

然而，传统的关系数据库加密技术存在诸多问题。一方面，大量的加密和解密操作会导致系统性能下降；另一方面，加密后数据原有的偏序关系丢失，无法通过原有的索引机制快速查询加密数据。当前针对密文检索问题的常规解决方案，如同态加密和密文索引等，会面临数据库服务管理、索引维护等问题，且难以保证加密强度和良好性能。

为了解决明文存储、性能下降、密文检索等问题，本文提出了一种基于主内存数据库的关系数据库加密技术。通过在关系数据库基础上增加主内存数据库，并利用明文同步层和加密解密同步层，实现关系数据库中数据的密文存储、主内存数据库中数据的明文检索以及两个数据库之间的数据同步转换。

2. 总体设计

为解决明文存储问题，通常会直接对关系数据库进行加密。加密后存储在数据库中的密文，合法访问可通过应用程序的自动解密服务获取所需明文数据，非法访问则只能得到密文数据。但这种方式会影响应用系统的处理逻辑和性能响应。

为解决这些问题，在应用系统和关系数据库之间插入主内存数据库，应用系统访问主内存数据库而非关系数据库。主内存数据库接收关系数据库