8、云环境下关系数据的安全查询处理综合框架

云环境下关系数据的安全查询处理综合框架

1. 引言

云计算凭借其可扩展性、弹性、容错性、自我管理和按需付费等优势，在商业领域备受关注。然而，云环境中敏感数据的安全问题，成为了关系数据管理和查询处理广泛应用云计算的一大阻碍。云的共享环境使得访问控制策略和认证机制变得脆弱，许多企业因此对在云中执行常规数据存储和查询处理任务能否确保足够的安全性和功能性表示怀疑。

数据保密性是最重要的安全问题和挑战之一。它需要得到充分保障，以防止攻击者的分析和推断。同时，数据保密性还需要与查询处理功能和性能相平衡。一方面，虽然加密是常用的数据保密解决方案，但即使加密方案不泄露明文数据的任何特征且能抵抗统计分析，仅靠加密本身也不足以保证数据保密性。当加密数据被频繁访问以满足客户端查询时，攻击者可能会从客户端访问加密数据的位置推断出明文数据，因此必须控制潜在的信息泄露。许多现有的加密数据查询处理方案没有同时考虑数据存储时和查询访问时的保密性。另一方面，不同类型的查询必须在同一框架中得到支持，并且在追求数据保密性要求的同时，不能牺牲实际的查询性能。一些先前的工作只能支持一两种类型的加密数据查询，并且通常不支持数据更新。强大的加密技术如同态加密和私有信息检索虽然能满足数据保密性要求，但计算成本高，会对延迟和吞吐量产生不利影响。通过使用特殊硬件提高私有信息检索性能的方法，对于一些没有资源进行此类投资的小企业来说可能不可行。

除了数据保密性，数据可用性和完整性也是需要关注的问题。信息分散算法（IDA）和类似的纠错码已被用于提供数据可用性，并已实现商业化。行业的最新趋势甚至将IDA视为传统数据加密的替代方案，因为它既能提供数据可用性，又能在一定程度上保证数据保密性。

本文的目标是提供一个综合的安全