面向SaaS應(yīng)用的動態(tài)數(shù)據(jù)隱私保護機制的研究.pdf

1、隨著云計算的迅速發(fā)展，具有多租戶特點的SaaS應(yīng)用以其低費用、規(guī)模效益的商業(yè)運營模式和單實例、按需定制的軟件交付特點，為越來越多的企業(yè)和服務(wù)商所采用。在SaaS應(yīng)用中，只要租戶愿意，任何可以存放在本地機器上的隱私數(shù)據(jù)都可以存放到云中，如健康檔案、財務(wù)信息等等。然而，由于租戶數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)商提供的云服務(wù)器中，導(dǎo)致租戶對其隱私數(shù)據(jù)失去了直接控制，使租戶在云端的隱私信息面臨著被服務(wù)商惡意泄露的極大風險。
　　針對SaaS應(yīng)用中存在的隱私

2、保護問題，我們在前期研究工作中提出了基于數(shù)據(jù)垂直切分的隱私保護方法，根據(jù)租戶提出的不同隱私約束，將不違背租戶隱私約束條件且關(guān)聯(lián)度較高的屬性垂直切分到同一分塊中，并將分塊間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進行加密混淆。該方法在保證租戶隱私安全的同時大大提高了對隱私數(shù)據(jù)的操作效率，此外還可以根據(jù)數(shù)據(jù)分塊間的關(guān)聯(lián)關(guān)系重構(gòu)隱私數(shù)據(jù)的原始邏輯結(jié)構(gòu)，避免了隱私保護帶來的數(shù)據(jù)失真問題。
　　然而在前期研究工作中，我們并沒有考慮分塊后的隱私數(shù)據(jù)放置問題以及租戶數(shù)據(jù)在業(yè)

3、務(wù)操作過程中面臨的隱私泄露風險。
　　對于隱私數(shù)據(jù)放置當前存在如下問題:(1)租戶分塊策略的不同導(dǎo)致不同租戶需要使用不同的數(shù)據(jù)模式對同一邏輯關(guān)系進行存儲，隨著租戶數(shù)量的增多數(shù)據(jù)庫中表的數(shù)量將會逐漸膨脹，嚴重影響數(shù)據(jù)庫性能;(2)數(shù)據(jù)分塊的放置策略對隱私保護等級和應(yīng)用性能具有重要影響，分塊放置越分散則隱私保護程度越高但應(yīng)用性能也會隨之降低，反之亦然，因此如何將關(guān)聯(lián)程度高的分塊放置到同一節(jié)點成為隱私數(shù)據(jù)放置的關(guān)鍵。
　　對于隱私

4、數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)操作當前存在問題如下:(1)隨著SaaS應(yīng)用的持續(xù)運行，租戶數(shù)據(jù)的插入、刪除和修改等業(yè)務(wù)操作將會影響底層數(shù)據(jù)存儲的分布狀態(tài)，使分塊間的關(guān)聯(lián)關(guān)系因數(shù)據(jù)分布的不均勻而面臨極大的泄露風險;(2)攻擊者也可以通過局部時間內(nèi)各分塊的操作日志以及對應(yīng)的數(shù)據(jù)狀態(tài)分析出部分隱私信息。
　　因此針對隱私保護在SaaS應(yīng)用中存在的上述問題，文本從以下兩個方面進行了研究:
　　1.針對隱私數(shù)據(jù)的放置問題，本文提出一種隱私數(shù)據(jù)兩階段放置策

5、略，第一階段檢測當前已有的租戶數(shù)據(jù)放置策略，對新增租戶進行數(shù)據(jù)模式匹配，提高租戶對數(shù)據(jù)模式的共享程度，減少數(shù)據(jù)庫中私有表的數(shù)量;第二階段綜合分塊關(guān)聯(lián)程度、節(jié)點負載以及租戶SLA等因素，基于貪心算法對第一階段匹配失敗的租戶數(shù)據(jù)進行放置，將關(guān)聯(lián)程度較高的分塊盡量放置到同一節(jié)點，同時確保數(shù)據(jù)節(jié)點間的數(shù)據(jù)均衡。
　　2.針對租戶數(shù)據(jù)在動態(tài)環(huán)境中面臨的隱私泄露問題，本文提出一種基于數(shù)據(jù)垂直切分的動態(tài)數(shù)據(jù)隱私保護機制，對于插入和修改操作，提出