（甘肅省軍區(qū)數(shù)據(jù)信息室 甘肅 730000）

互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)云是近代人們賴(lài)以通信的重要工具，數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和調(diào)用的重要手段，在現(xiàn)代各信息技術(shù)和設(shè)備中充當(dāng)著重要角色。大數(shù)據(jù)時(shí)代，我國(guó)從未停止對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，現(xiàn)代人們逐漸提高了互聯(lián)網(wǎng)安全意識(shí)，格外重視信息數(shù)據(jù)的安全，為了滿(mǎn)足人們對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)安全的需要，必須重視數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，在原有加密驗(yàn)證保護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上再創(chuàng)新，如今，已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了生成子密鑰的字段加密技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用的安全性和可靠性，并且適用于各客戶(hù)端或服務(wù)器端加解密，為諸多領(lǐng)域和行業(yè)提供了技術(shù)支持，滿(mǎn)足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)原則

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行周密的考慮，保證最終設(shè)計(jì)的使用體驗(yàn)和效果能夠滿(mǎn)足當(dāng)代發(fā)展的需要，與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展向適應(yīng)，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)要遵循的設(shè)計(jì)原則，主要包括以下幾點(diǎn)：

首先，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)要求有足夠的完善性和科學(xué)性，第一步便是要完善設(shè)計(jì)計(jì)劃，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)方向和設(shè)計(jì)要點(diǎn)加以明確。數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)需要消耗較長(zhǎng)的時(shí)間，并要保證設(shè)計(jì)計(jì)劃具有較強(qiáng)的相適應(yīng)性[1]，將數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境加入設(shè)計(jì)考慮范圍之中，要滿(mǎn)足現(xiàn)階段數(shù)據(jù)庫(kù)的功能發(fā)展需求，與此同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)計(jì)劃中要充分體現(xiàn)出用戶(hù)要求，最大限度實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)用性和可靠性。

其次，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)涉及多個(gè)方面，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要滿(mǎn)足并遵循數(shù)據(jù)庫(kù)本身具備的內(nèi)容和特點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)要明確數(shù)據(jù)庫(kù)所包含了哪些內(nèi)容，數(shù)據(jù)庫(kù)的核心作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和調(diào)用，在滿(mǎn)足此項(xiàng)功能之外，還要熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)的模塊設(shè)計(jì)、各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系及數(shù)據(jù)庫(kù)之間的轉(zhuǎn)換等，設(shè)計(jì)人員要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)有足夠的認(rèn)識(shí)和了解，控制好設(shè)計(jì)方向和內(nèi)容，充分重視數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)要求和內(nèi)容，提高數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)用價(jià)值。

最后，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)要遵循設(shè)計(jì)技術(shù)的原則，工程師要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)進(jìn)行透徹的分析，明確數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的技術(shù)，保證設(shè)計(jì)技術(shù)的合理性和規(guī)范性。另外，設(shè)計(jì)工程師需要與相應(yīng)用戶(hù)保持良好的溝通，切實(shí)了解用戶(hù)的真實(shí)需求，并對(duì)照設(shè)計(jì)技術(shù)，判斷設(shè)計(jì)技術(shù)選用的正確性，在發(fā)現(xiàn)不適應(yīng)時(shí)立即進(jìn)行轉(zhuǎn)變和調(diào)整。數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行較為復(fù)雜，并且運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，要求設(shè)計(jì)工程師要重視數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)工作，避免由于數(shù)據(jù)庫(kù)的長(zhǎng)期運(yùn)行而導(dǎo)致體驗(yàn)效果降低。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)要充分考慮投入成本[2]，在開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本允許的范圍內(nèi)展開(kāi)設(shè)計(jì)，控制數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)體量，愈發(fā)復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容，數(shù)據(jù)處理便會(huì)更加煩瑣，設(shè)計(jì)師盡量一切從簡(jiǎn)。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則的數(shù)據(jù)庫(kù)加解密關(guān)鍵原理

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)需要遵循設(shè)計(jì)原則，數(shù)據(jù)庫(kù)主要目的是對(duì)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和調(diào)用，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，為了保障數(shù)據(jù)庫(kù)使用安全，要加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)加解密關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究，數(shù)據(jù)庫(kù)加解密技術(shù)原理如下：

2.1 加解密系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)加解密工作對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用安全和可靠至關(guān)重要，要求在設(shè)置加解密環(huán)節(jié)時(shí)一定要遵循加解密關(guān)鍵原理，滿(mǎn)足加解密功能的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。加解密系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫(kù)加解密中的核心，對(duì)保障數(shù)據(jù)庫(kù)信息安全有著直接的聯(lián)系。加解密系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)用廣泛，主要包括三種方式，其中涉及服務(wù)器加解密、客戶(hù)端加解密以及兩者相混合的加密系統(tǒng)，其中應(yīng)用最廣泛的是第一種，要結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)加解密設(shè)置要求選用相符合的加密系統(tǒng)。在了解數(shù)據(jù)庫(kù)加解密過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)明確數(shù)據(jù)庫(kù)加解密系統(tǒng)由三部分組成，其中涉及應(yīng)用層、系統(tǒng)環(huán)境、系統(tǒng)組件。

系統(tǒng)環(huán)境在數(shù)據(jù)庫(kù)加解密中發(fā)揮著重要作用，由啟動(dòng)模塊和鑲嵌操作系統(tǒng)組成，系統(tǒng)環(huán)境也是數(shù)據(jù)庫(kù)加解密關(guān)鍵原理中必不可少的一種，通常情況下，以軟件包的形式存在并儲(chǔ)存，其中啟動(dòng)模塊對(duì)軟件包進(jìn)行解密處理，可以為數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)提供安全保障，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，以?xún)?nèi)存盤(pán)形式存在并實(shí)現(xiàn)加載項(xiàng)，系統(tǒng)環(huán)境創(chuàng)建的優(yōu)勢(shì)在于省略了原有的儲(chǔ)存地點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)環(huán)節(jié)，最大限度保障數(shù)據(jù)庫(kù)功能的實(shí)現(xiàn)，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。加解密系統(tǒng)中存在元數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行實(shí)體元數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存，為了保證信息數(shù)據(jù)的安全可靠，一般會(huì)以加密形式對(duì)涉及的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，并實(shí)現(xiàn)一定的安全保護(hù)，并會(huì)對(duì)所有元數(shù)據(jù)的特征值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的管理。在統(tǒng)計(jì)管理之后，會(huì)經(jīng)過(guò)密鑰庫(kù)的輔助，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷，對(duì)一種敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，并且在此基礎(chǔ)上設(shè)置用戶(hù)權(quán)限，避免數(shù)據(jù)被惡意更改或泄露等情況發(fā)生。

2.2 Crypt-0RM

Crypt-0RM 組件為數(shù)據(jù)庫(kù)中的訪(fǎng)問(wèn)層提供相關(guān)服務(wù)，在加解密系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用愈加廣泛，對(duì)其安全性能有了更高的要求，該組件在系統(tǒng)中的應(yīng)用，會(huì)對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行屏蔽，應(yīng)用效果高效便捷，在此基礎(chǔ)上可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行透明性訪(fǎng)問(wèn)，應(yīng)用價(jià)值較高。數(shù)據(jù)庫(kù)加解密系統(tǒng)中包含了多種功能模塊，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，會(huì)結(jié)合模塊的分布及功能需求情況，先對(duì)服務(wù)模塊進(jìn)行查詢(xún)，對(duì)該模塊中每項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)和查詢(xún)之后，對(duì)業(yè)務(wù)邏輯模塊與組件接口進(jìn)行查詢(xún)和訪(fǎng)問(wèn)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)接口的訪(fǎng)問(wèn)和查詢(xún)[3]，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)使用的需求，在接口訪(fǎng)問(wèn)的同時(shí)完成對(duì)事物處理、數(shù)據(jù)管理及加解密引擎訪(fǎng)問(wèn)等工作，提高其工作效率和質(zhì)量。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序是Crypt-0RM 組件的基礎(chǔ)，支持該組件順利平穩(wěn)的完成訪(fǎng)問(wèn)工作和任務(wù)，其中加解密系統(tǒng)中二次開(kāi)發(fā)接口屬于整個(gè)系統(tǒng)的初起點(diǎn)，在此環(huán)節(jié)開(kāi)始并完成數(shù)據(jù)實(shí)體的訪(fǎng)問(wèn)和查詢(xún)。

2.3 密文索引組件

2.3.1 查詢(xún)理論

數(shù)據(jù)庫(kù)使用密文數(shù)據(jù)管理對(duì)數(shù)據(jù)提供安全保障，并且為了方便用戶(hù)對(duì)加解密系統(tǒng)的使用，一般情況下，都會(huì)設(shè)置相關(guān)的密文數(shù)據(jù)檢索功能，幫助用戶(hù)以最快的速度在最短的時(shí)間內(nèi)查詢(xún)有關(guān)數(shù)據(jù)。但是這一功能的實(shí)現(xiàn)，會(huì)對(duì)加密后的數(shù)據(jù)造成不利的影響，其中原有文序特性會(huì)發(fā)生稍微變動(dòng)，于是，便會(huì)給數(shù)據(jù)查詢(xún)工作帶來(lái)不必要的麻煩。對(duì)此，系統(tǒng)建設(shè)工作人員可以利用Lucene 索引機(jī)制，使其技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)管理加以細(xì)膩化，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)體進(jìn)行控制和操作，加快了數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)和查詢(xún)速度，能夠順利進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)之中，利用該機(jī)制完成數(shù)據(jù)庫(kù)中的索引建立工作。查詢(xún)理論主要是能夠通過(guò)密文索引快速查找到相關(guān)數(shù)據(jù)，且不會(huì)破壞原有的基本文序特性，同時(shí)能夠在同一事務(wù)內(nèi)完成，不需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)重新定義，也避免對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)采取較大的改動(dòng)，在數(shù)據(jù)查找方面方便快捷，減少了加密之后查詢(xún)的麻煩和問(wèn)題。

2.3.2 密文檢索查詢(xún)與構(gòu)建

密文檢索查詢(xún)與構(gòu)建對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)加解密建設(shè)有著重要的作用，要求在創(chuàng)建密文索引前，保證各功能的協(xié)調(diào)性和相配合性，有必要在加解密轉(zhuǎn)換中配置合理的中間件“XML”，以此保障數(shù)據(jù)庫(kù)加解密系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。采用索引構(gòu)建器，系統(tǒng)在持久化事物處理過(guò)程中，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的索引構(gòu)建器會(huì)被動(dòng)啟動(dòng)，而索引構(gòu)建器啟動(dòng)需要有多種磁盤(pán)同時(shí)運(yùn)行，無(wú)疑便增加了數(shù)據(jù)庫(kù)工作的復(fù)雜性和煩瑣性。對(duì)此，數(shù)據(jù)庫(kù)加解密技術(shù)還有加大的改進(jìn)空間，密文檢索組建能夠?qū)崿F(xiàn)同步和異步索引構(gòu)建，支持對(duì)特定對(duì)象進(jìn)行密文索引。

工作密鑰能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)體進(jìn)行良好的儲(chǔ)存和加密，通常情況下，工作密鑰均是放置在密鑰庫(kù)中，在此裝置中也起到了保護(hù)作用，給予一定的加密保護(hù)，保證數(shù)據(jù)庫(kù)的安全可靠。系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，中間件能夠結(jié)合數(shù)據(jù)加密情況，對(duì)工作密鑰進(jìn)行控制，完成解密工作；中間件面相于明文工作密鑰時(shí)，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)屬性值進(jìn)行查詢(xún)和判斷，并對(duì)其完成儲(chǔ)存和加密工作，為了進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)安全，所有加解密活動(dòng)都會(huì)留下記錄，便于后期檢查和審核。索引構(gòu)建器工作原理是運(yùn)用余數(shù)計(jì)算函數(shù)，結(jié)合計(jì)算數(shù)值或者結(jié)果進(jìn)行劃分和屬性查詢(xún)，索引構(gòu)建器會(huì)按照加密字段類(lèi)型完成索引構(gòu)建，最后通過(guò)一系列的整理和統(tǒng)計(jì)，對(duì)各項(xiàng)數(shù)值進(jìn)行加密處理，完成保密工作。

2.3.3 實(shí)驗(yàn)與系統(tǒng)安全性

數(shù)據(jù)庫(kù)加解密系統(tǒng)關(guān)鍵原理要保證數(shù)據(jù)庫(kù)加解密系統(tǒng)的運(yùn)行安全，主要使用LoadRunner 工具對(duì)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)進(jìn)行整體的檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)，可以分析出加解密系統(tǒng)存在的制約因素和條件，便于進(jìn)一步加深研究和完善，通常情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)加解密系統(tǒng)對(duì)多種不同的產(chǎn)品進(jìn)行加密處理，使得在儲(chǔ)存及轉(zhuǎn)化過(guò)程達(dá)到預(yù)期理想狀態(tài)，要求數(shù)據(jù)庫(kù)加解密系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，完成加解密處理，多種數(shù)據(jù)類(lèi)型的儲(chǔ)存和加密[4]。中間件在運(yùn)行中，能夠智能的完成相應(yīng)命令，并且能夠按照要求對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)加解密系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)完成加密解密工作任務(wù)。實(shí)驗(yàn)與系統(tǒng)安全性原理尤為重要，在檢測(cè)過(guò)程中，彌補(bǔ)缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)象集合，對(duì)后期訪(fǎng)問(wèn)和數(shù)據(jù)查詢(xún)有著積極作用。

3 結(jié)語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展提出了較高的要求，面對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)管理風(fēng)險(xiǎn)日益增加的現(xiàn)狀，基于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則的數(shù)據(jù)庫(kù)加解密關(guān)鍵原理分析是十分有必要的，要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)人員要不斷實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)創(chuàng)新，創(chuàng)造出最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)加解密系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用與發(fā)展提供安全可靠的重要保障。