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随着科技的不断发展,数据正呈现出爆炸式增长,大数据技术也在呈迅速发展,在商业上的应用越来越广泛,但受到软件体系结构和传统数据结构的影响,使得各个应用系统之间的信息难以共享,信息孤岛问题普遍存在,并且信息安全也日益成为大数据和云计算时代不可避免的问题。为了缓解信息共享和数据安全的压力,有关大数据交易和保护数据安全的方式也越来越多,但是这些方式不能全面的解决数据难管理、难控制、数据盗用、滥用等问题。例如大数据交易所在数据交易时,会衍生出很多数据泄漏、数据安全问题。而对于数据安全,现在的技术大多通过防火墙,链路安全,口令密码等措施对数据进行保护,当这些手段被攻破时,数据就呈裸露状态,使数据所有者的利益不能得到保障。 面向数据的体系结构(DOA,Data Oriented Architecture)提出了数据权属的概念,利用数据权属,不仅能明确数据的归属概念,更方便了数据流通、交易,解决不同部门、政府之间信息孤岛问题,并且,数据权属通过目前非常安全的加密技术,真正在数据本身上解决了数据安全问题,即使传统保护措施被击破,被盗取的数据没有密钥也是不能被打开的。 本文从对称密码体制和非对称密码体制中选择比较有代表性的AES对称加密算法和RSA非对称加密算法,对两种算法进行深入研究,分析得出两种算法的优缺点,结合AES加密速度快,RSA具有权属特征的优势,提出一种新的基于AES算法和RSA算法的混合加密算法,并将这种混合加密算法应用于DOA。提出了以DOA为基础的数据权属解决方案,解释了数据权属中几种角色和他们之间的关系,说明了数据权属可以应用的领域。依据DOA“天生加密,授权使用”的思想,对数据权属确权和授权的原理进行阐述,并围绕确权和授权,描述了支撑这两者的数据注册中心及数据权限中心,以及完成确权授权操作的代码工具,并进行了可视化展示。 本文以DOA在数据权属方面的思想为立足点,以AES和RSA组合加密算法技术出发,设计基于权属的数据安全系统。 本文研究内容如下: (1)研究DOA中权属逻辑关系; 基于DOA以面向数据的思想,以数据为主体,研究用户作为数据所有者,数据使用者,数据生产者,数据代理者之间的逻辑关系,以及其在不同状况下的关系变化情况; (2)研究AES算法和RSA算法的性能,验证技术实现方案可行性; 基于技术指导方案,研究AES算法和RSA算法在性能上的优缺点,明确对于权属操作的具体实现步骤,为实现AES和RSA组合加密算法提供思路。 本文主要创新点及研究成果如下: (1)以DOA数据权属思想为指导,结合AES算法和RSA算法的优缺点,确定基于技术的权属实现方案; 结合AES对称加密算法拥有加密效率高,RSA非对称加密算法拥有权属特征的优点,从数据确权、数据授权两个方面研究了数据权属在数据流通、交易中的价值,确定由DOA思想指导的技术实现方案。 (2)实现AES和RSA组合加密算法在DOA中的设计; 实现技术上的权属方案,初步完成密钥生成,数据注册,确权授权等基本功能和代码实现,实现可视化视图。