面向SaaS應(yīng)用的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的隱私保護(hù)機(jī)制的研究.pdf

1、隨著云計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展，SaaS(Software as a Service)應(yīng)用得到了廣泛的普及。為了使用SaaS應(yīng)用租戶需要將數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)庫(kù)中，因此數(shù)據(jù)脫離了租戶的直接控制，數(shù)據(jù)的隱私安全無(wú)法得到保證。隨著人們隱私保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，SaaS應(yīng)用中數(shù)據(jù)隱私安全性也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。因此如何保證SaaS應(yīng)用中數(shù)據(jù)隱私的安全成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
　　為了保護(hù)SaaS應(yīng)用中數(shù)據(jù)隱私安全，在前期的工作中通過(guò)引入可

2、信第三方的概念，建立了一個(gè)基于租戶、服務(wù)提供商、第三方的三方安全交互隱私保護(hù)模型。該模型通過(guò)將關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中敏感屬性劃分到不同的數(shù)據(jù)分塊中，實(shí)現(xiàn)了租戶數(shù)據(jù)隱私的隱藏。為了滿足租戶各種應(yīng)用需求，SaaS底層數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)形式是多種多樣的（關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)）。對(duì)于面向文檔的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式是自由的，記錄中的屬性存在嵌套關(guān)系，不同的記錄可能存在不同的屬性且同一條記錄中可能存在屬性名相同的字段。因此非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)組織形式不同于關(guān)

3、系數(shù)據(jù)庫(kù)，這導(dǎo)致了原先提出的數(shù)據(jù)分塊策略不再適用。
　　同時(shí)，非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)在屬性劃分后會(huì)得到一系列的數(shù)據(jù)分塊，為了增強(qiáng)非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)隱私保護(hù)的效果會(huì)盡可能的將數(shù)據(jù)塊放置在不同的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中，但這會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)訪問(wèn)效率的下降，因此需要一個(gè)隱私保護(hù)和數(shù)據(jù)訪問(wèn)效率的平衡點(diǎn)。此外租戶的數(shù)據(jù)放置數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)后可能會(huì)對(duì)其他租戶的應(yīng)用產(chǎn)生影響。因此在對(duì)租戶數(shù)據(jù)塊放置時(shí)要充分考慮隱私保護(hù)需求、應(yīng)用性能需求和節(jié)點(diǎn)負(fù)載情況。同時(shí)，對(duì)租戶數(shù)據(jù)劃分和數(shù)據(jù)塊放置后

4、，當(dāng)租戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)可能需要數(shù)據(jù)的遷移和重構(gòu)，而該過(guò)程的時(shí)間花費(fèi)較大。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文從三個(gè)方面進(jìn)行了研究:
　　1.本文提出一種基于屬性結(jié)構(gòu)樹(shù)的隱私保護(hù)分塊機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了面向文檔的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的分塊機(jī)制，增強(qiáng)了基于數(shù)據(jù)分塊的隱私保護(hù)機(jī)制的通用性。該機(jī)制通過(guò)根據(jù)租戶數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造一棵屬性結(jié)構(gòu)樹(shù)，然后根據(jù)隱私約束條件和屬性關(guān)聯(lián)度由底向上對(duì)屬性結(jié)構(gòu)樹(shù)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新組合。在對(duì)樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新組合時(shí)，要盡可能的將經(jīng)常一起使用

5、的屬性組合在一起。
　　2.本文提出了一種基于數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)圖的數(shù)據(jù)放置機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了面向文檔的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)劃分得到的數(shù)據(jù)分塊的合理放置存儲(chǔ)。首先根據(jù)租戶的歷史訪問(wèn)記錄，構(gòu)造數(shù)據(jù)塊之間的關(guān)聯(lián)圖，然后借用關(guān)聯(lián)圖對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行分組，同一個(gè)分組中的數(shù)據(jù)塊可以放置在同一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中;最后根據(jù)租戶應(yīng)用性能、節(jié)點(diǎn)負(fù)載情況選擇合適節(jié)點(diǎn)放置數(shù)據(jù)塊。
　　3.本文提出了一種基于緩存的數(shù)據(jù)重構(gòu)優(yōu)化機(jī)制。首先，通過(guò)租戶的歷史訪問(wèn)記錄計(jì)算屬性之間的