15、同态加密数据库的测试与性能评估

同态加密数据库的测试与性能评估

1. 加密数据库测试相关情况

1.1 前端应用与工具

为了测试加密数据库和未加密数据库，开发了一个 Web 应用作为两者的前端。该 Web 应用可在未加密数据库上原生运行，也能向 CryptDB 代理发送请求以操作加密数据库，且应用本身无需代码更改，只需进行配置更改即可操作加密数据。

除了 Web 应用前端，还有各种工具可对加密数据库进行更深入的测试。例如，可使用 sqlplus 工具对加密数据库进行直接查询，但由于值是加密的，创建请求或解释结果较为困难。为此，开发了一个脚本（cryptdb - sqlplus），用于对加密数据库进行部分查询，它利用 CryptDB 密钥和映射来翻译和发送用户请求到加密数据库，并翻译响应。

1.2 评估内容

对加密数据库的评估包括三个部分：
- 功能验证 ：验证每个实现的功能是否按预期工作。向未加密和加密数据库发送一系列请求，并比较结果，若结果相同，则确认功能实现正确。
- 性能测试 ：向同一应用发送相同的查询序列，先使用未加密数据库，再通过 CryptDB 使用加密数据库，比较加密数据库查询的延迟和吞吐量与未加密数据库的值。
- 多用户访问测试 ：多个用户同时访问，确认多用户访问控制是否正常运行且不影响性能。

1.3 实验室设置

加密数据库的开发工作最初在单台机器上进行，可进行功能测试和非常有限的性能测试。为进行全面的性能测试，搭建了一个专用实验室，所需设备如下：
- 数