基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲及讀取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法，包括步驟：S1、生成摘要信息；采用消息摘要算法對需要存儲的數(shù)據(jù)進行簽名處理，從而生成摘要信息；S2、加密數(shù)據(jù)；采用密鑰生成函數(shù)生成的隨機密鑰，對所述需要存儲的數(shù)據(jù)進行加密處理，從而獲得相應(yīng)的密文；S3、隱藏隨機密鑰；對步驟S2中生成的所述隨機密鑰進行隱藏處理，從而獲得所述密文的隨機密鑰信息；S4、存儲密文；將步驟S2中獲得的所述密文存儲到分布式文件系統(tǒng)中；S5、存儲相關(guān)信息；將步驟S1中生成的所述摘要信息、步驟S3中獲得的所述隨機密鑰信息并與文件名一同存儲到開源數(shù)據(jù)庫中。本發(fā)明還對應(yīng)公開了一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法。
【專利說明】基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲及讀取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及密碼學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲及讀取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]加密算法主要應(yīng)用的有兩種:對稱加密算法和非對稱加密算法。
[0003]對稱加密算法的特點是算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高；不足之處是，加密和解密使用相同的密鑰，安全性得不到保證，且密鑰難于管理。
[0004]而非對稱加密算法使用兩把完全不同但又是完全匹配的一對鑰匙一公鑰和私鑰。在使用非對稱加密算法加密文件時，只有使用匹配的一對公鑰和私鑰，才能完成對明文的加密和解密過程。非對稱加密的缺點是加解密速度慢且效率非常低，不適用對大量的數(shù)據(jù)進行加解密。
[0005]目前大部分系統(tǒng)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)源較多、數(shù)據(jù)量巨大、尤其對時間效率要求很高。因此，加密速度快和效率高的加密算法更適合于對海量數(shù)據(jù)的加解密。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法及其對應(yīng)的數(shù)據(jù)安全讀取方法，適合于對海量數(shù)據(jù)的加解密，并能充分保證海量數(shù)據(jù)存儲/讀取中數(shù)據(jù)的完整性和保密性。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法，包括步驟:
[0008]S1、生成摘要信息；采用消息摘要算法對需要存儲的數(shù)據(jù)進行簽名處理，從而生成摘要信息；
[0009]S2、加密數(shù)據(jù)；采用密鑰生成函數(shù)生成的隨機密鑰，對所述需要存儲的數(shù)據(jù)進行加密處理，從而獲得相應(yīng)的密文；
[0010]S3、隱藏隨機密鑰；對步驟S2中生成的所述隨機密鑰進行隱藏處理，從而獲得所述密文的隨機密鑰信息；
[0011]S4、存儲密文；將步驟S2中獲得的所述密文存儲到分布式文件系統(tǒng)中；
[0012]S5、存儲相關(guān)信息；將步驟SI中生成的所述摘要信息、步驟S3中獲得的所述隨機密鑰信息并與文件名一同存儲到開源數(shù)據(jù)庫中。
[0013]作為上述技術(shù)方案的改進，在所述SI中，利用所述需要存儲的數(shù)據(jù)的各種屬性及一個隨機填充數(shù)生成所述摘要信息；其中，所述屬性包括用戶密碼信息。
[0014]在本發(fā)明的另一實施例中，所述步驟S3具體包括步驟:
[0015]S31、采用Hash函數(shù)對步驟SI中生成的所述摘要信息進行處理，獲得加密密鑰；
[0016]S32、利用所述加密密鑰對步驟S2中生成的所述隨機密鑰進行加密，從而獲得所述密文的隨機密鑰信息。
[0017]在本發(fā)明的又一實施例中，所述步驟S3具體包括步驟:
[0018]S31、采取SHA加密算法對所述需要存儲的數(shù)據(jù)的各種屬性及一個隨機填充數(shù)進行摘要處理，獲得摘要值(字節(jié)數(shù)組)，并利用用戶密碼信息對所述摘要值進行加密，從而獲得所述摘要信息；
[0019]S32、采用Hash函數(shù)對步驟S31中生成的所述字節(jié)數(shù)組進行處理，獲得一個N位加密密鑰；
[0020]S33、利用所述N位加密密鑰對步驟S2中生成的所述隨機密鑰進行加密，從而獲得所述密文的隨機密鑰信息。
[0021]作為上述技術(shù)方案的改進，在所述開源數(shù)據(jù)庫中，采用具有三列單元的M表進行存儲；所述三列單元分別包括行關(guān)鍵字key、時間戳T及列族Md ;所述行關(guān)鍵字key用于存儲文件名；Md包含hKey和mD兩個標(biāo)簽，分別保存隨機密鑰信息和摘要信息；采用hKey為全O表示無需加密的數(shù)據(jù)，而mD用于檢查數(shù)據(jù)的完整性。
[0022]本發(fā)明實施例還公開了一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法，適用于讀取如權(quán)利要求1所述的存儲方法存儲的數(shù)據(jù)，包括步驟:
[0023]S01、讀取密文；從分布式文件系統(tǒng)中讀取密文；
[0024]S02、讀取相關(guān)信息；從開源數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)信息，所述相關(guān)信息包括文件名、摘要信息和隨機密鑰信息；
[0025]S03、獲取隨機密鑰；對讀取的所述隨機密鑰信息進行隱藏反向處理，從而獲取隨機密鑰；
[0026]S04、解密數(shù)據(jù)；利用步驟S03獲取的所述隨機密鑰對步驟SOl讀取的密文進行解密處理，從而獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)；
[0027]S05、檢查完整性；采取所述消息摘要算法對步驟S04中獲得的所述數(shù)據(jù)進行簽名處理，從而生成數(shù)字摘要信息；并將所述數(shù)字摘要信息與步驟SOl中獲取的所述摘要信息進行對比以判斷所述數(shù)據(jù)的完整性。
[0028]作為上述技術(shù)方案的改進，在所述步驟S02和步驟S03之間，還包括步驟:
[0029]判斷數(shù)據(jù)類型:通過步驟S02獲取的隨機密鑰信息來判斷步驟SOl中讀取的密文是否需要解密:若所述隨機密鑰信息為0，則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟S05 ;若所述隨機密鑰信息不為O，則繼續(xù)步驟S03。
[0030]在本發(fā)明的另一實施例中，所述步驟S03具體包括步驟:
[0031]S031、采用Hash函數(shù)以及用戶密碼信息對步驟S02中讀取的所述摘要信息進行反處理，從而獲得加密密鑰；
[0032]S032、利用所述加密密鑰對步驟S02中讀取的所述隨機密鑰信息進行解密，從而獲得所述密文的隨機密鑰。
[0033]在本發(fā)明的又一實施例中，所述步驟S03具體包括步驟:
[0034]S031、采取SHA加密算法和用戶密碼信息對所述摘要信息進行反處理，獲得一個字節(jié)數(shù)組；
[0035]S032、采用Hash函數(shù)對步驟S031中生成的所述字節(jié)數(shù)組進行處理，獲得一個N位加密密鑰；
[0036]S033、利用所述N位加密密鑰對步驟S02中讀取的所述隨機密鑰信息進行解密，從而獲得所述密文的隨機密鑰。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲及讀取方法，通過密碼學(xué)的方法來實現(xiàn)，選取恰當(dāng)?shù)募用芩惴ê拖⒄惴?，能充分保證海量數(shù)據(jù)存儲中據(jù)的完整性和保密性，還具有如下有益效果:
[0038](I)高安全性。每一次對數(shù)據(jù)進行加密所用的密鑰都不一樣，起到每密一次的作用；即使經(jīng)過加密的其中一個密文被破解了，其他的加密文件采用了不同的密鑰，仍然十分安全。
[0039](2)易于管理。每個用戶每次使用對稱加密算法時，只需要使用其他人不知道的惟一密鑰甚至都不需要密碼，用戶使用和管理非常方便。
[0040](3)密碼更改便捷。當(dāng)出于系統(tǒng)安全角度對安全策略作出調(diào)整需要用戶更改密碼時，無需對所有經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)進行解密，也無需要用新更改的密鑰進行重新加密，在保證效率的同時也給用戶帶來便捷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0041]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0042]圖1是本發(fā)明實施例1中一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法的流程圖。
[0043]圖2是圖1所示的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法的具體流程示意圖。
[0044]圖3本發(fā)明實施例2中一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法的流程圖。
[0045]圖4是圖3所示的數(shù)據(jù)安全存儲方法中生成隨機密鑰信息的具體流程示意圖。
[0046]圖5本發(fā)明實施例3中一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法的流程圖。
[0047]圖6是圖5所示的數(shù)據(jù)安全存儲方法中生成隨機密鑰信息的具體流程示意圖。
[0048]圖7是本發(fā)明實施例4中一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法的流程圖。
[0049]圖8是圖7所示的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法的具體流程示意圖。
[0050]圖9本發(fā)明實施例5中一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法的流程圖。
[0051]圖10本發(fā)明實施例6中一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0052]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0053]實施例1
[0054]參見圖1，是本發(fā)明實施例提供的一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法的流程圖。該基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法包括步驟:
[0055]S1、生成摘要信息；采用消息摘要算法對需要存儲的數(shù)據(jù)進行簽名處理，從而生成摘要信息；
[0056]S2、加密數(shù)據(jù)；采用密鑰生成函數(shù)生成的隨機密鑰，對所述需要存儲的數(shù)據(jù)進行加密處理，從而獲得相應(yīng)的密文；
[0057]S3、隱藏隨機密鑰；對步驟S2中生成的所述隨機密鑰進行隱藏處理，從而獲得所述密文的隨機密鑰信息；
[0058]S4、存儲密文；將步驟S2中獲得的所述密文存儲到分布式文件系統(tǒng)DFS中；
[0059]S5、存儲相關(guān)信息；將步驟SI中生成的所述摘要信息、步驟S3中獲得的所述隨機密鑰信息并與文件名一同存儲到開源數(shù)據(jù)庫DB中。
[0060]由于目前大部分核心存儲的數(shù)據(jù)是加密的，如果得不到相應(yīng)的密鑰信息，其中加密的信息只是一串看不懂的亂碼。對于完整性，本實施例對需要存儲的數(shù)據(jù)預(yù)先生成一個摘要信息，這樣當(dāng)讀取數(shù)據(jù)的時候，就能夠利用摘要信息驗證數(shù)據(jù)的完整性。此外，為了方便對密鑰信息的操作，將密文和密鑰信息分別存儲，使得對密鑰信息的任何操作都不會對密文造成影響。圖2顯示了本實施例的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法的具體操作過程。
[0061]另外，在本實施例中，為了將密鑰信息和摘要信息存入開源數(shù)據(jù)庫DB中，設(shè)計了 M表的結(jié)構(gòu)。M表主要有三列，分別是行關(guān)鍵字key用于存儲文件名，時間戳T及列族Md，Md包含hKey和mD兩個標(biāo)簽分別保存密鑰信息和摘要信息。此外，對于不需要加密的數(shù)據(jù)來說，采用hKey為全O來加以區(qū)別，而mD則正常使用檢查數(shù)據(jù)的完整性。
[0062]本實施例采用分布式文件系統(tǒng)DFS，適合海量數(shù)據(jù)存儲，特別是要適合于應(yīng)用電力系統(tǒng)中的EMS能量管理系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)采集和存儲的頻率非常高，一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫遠遠不能滿足負荷。此外，關(guān)系數(shù)據(jù)庫隨數(shù)據(jù)量急速增長，其查詢的效率下降明顯，而本實施例使用開源數(shù)據(jù)庫DB能保持原來的高效率，是一種可伸縮的分布存儲系統(tǒng)，且在調(diào)用海量數(shù)據(jù)的情況下，依然能保持高性能，保證了數(shù)據(jù)的可靠性。
[0063]實施例2
[0064]參見圖3，是本發(fā)明實施例提供的一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法的流程圖。本實施例的該基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法包括步驟:
[0065]S1、生成摘要信息；采用消息摘要算法對需要存儲的數(shù)據(jù)進行簽名處理，從而生成摘要信息；
[0066]在該步驟中，優(yōu)選為利用所述需要存儲的數(shù)據(jù)的各種屬性及一個隨機填充數(shù)生成所述摘要信息；其中，所述屬性包括用戶密碼信息，這樣當(dāng)用戶修改了密碼信息后，隨機密鑰信息隨之改變，卻不需要對所有的密文重新加密，提高了效率，降低了復(fù)雜性。此外，對于用戶和系統(tǒng)來說，只有密鑰信息需要管理，簡化了密鑰的管理。使用隨機填充數(shù)主要防止字典攻擊和預(yù)先計算攻擊。
[0067]S2、加密數(shù)據(jù)；采用密鑰生成函數(shù)生成的隨機密鑰，對所述需要存儲的數(shù)據(jù)進行加密處理，從而獲得相應(yīng)的密文；
[0068]S31、采用Hash函數(shù)對步驟SI中生成的所述摘要信息進行處理，獲得加密密鑰；
[0069]S32、利用所述加密密鑰對步驟S2中生成的所述隨機密鑰進行加密，從而獲得所述密文的隨機密鑰信息；
[0070]S4、存儲密文；將步驟S2中獲得的所述密文存儲到分布式文件系統(tǒng)DFS中；
[0071]S5、存儲相關(guān)信息；將步驟SI中生成的所述摘要信息、步驟S32中獲得的所述隨機密鑰信息并與文件名一同存儲到開源數(shù)據(jù)庫DB中。
[0072]結(jié)合圖4，本實施例與實施例1的數(shù)據(jù)安全存儲方法流程基本一致，不同的是，本實施例利用加密密鑰對隨機密鑰進行加密的方式來實現(xiàn)對隨機密鑰進行信息隱藏，從而獲得對應(yīng)密文的隨機密鑰信息，以解決對稱加密算法的密鑰管理問題。而且所使用的加密密鑰為采用Hash函數(shù)對步驟SI中生成的所述摘要信息進行處理而得到的。而SI中生成的所述摘要信息為利用消息摘要算法對所述需要存儲的數(shù)據(jù)的各種屬性(例如，可包括用戶密碼信息)及一個隨機填充數(shù)計算生成。
[0073]實施例3
[0074]參見圖5，是本發(fā)明實施例提供的一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法的流程圖。本實施例的該基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法包括步驟:
[0075]S1、生成摘要信息；采用消息摘要算法對需要存儲的數(shù)據(jù)進行簽名處理，從而生成摘要信息；
[0076]在該步驟中，優(yōu)選為利用所述需要存儲的數(shù)據(jù)的各種屬性及一個隨機填充數(shù)生成所述摘要信息；其中，所述屬性包括用戶密碼信息。
[0077]S2、加密數(shù)據(jù)；采用密鑰生成函數(shù)生成的隨機密鑰，對所述需要存儲的數(shù)據(jù)進行加密處理，從而獲得相應(yīng)的密文；
[0078]S31、采取SHA加密算法對所述需要存儲的數(shù)據(jù)的各種屬性及一個隨機填充數(shù)進行摘要處理，獲得摘要值(字節(jié)數(shù)組)，并利用用戶密碼信息對所述摘要值進行加密，從而獲得所述摘要信息；
[0079]S32、采用Hash函數(shù)對步驟S31中生成的所述字節(jié)數(shù)組進行處理，獲得一個N位加密密鑰；
[0080]S33、利用所述N位加密密鑰對步驟S2中生成的所述隨機密鑰進行加密，從而獲得所述密文的隨機密鑰信息；
[0081]S4、存儲密文；將步驟S2中獲得的所述密文存儲到分布式文件系統(tǒng)DFS中；
[0082]S5、存儲相關(guān)信息；將步驟SI中生成的所述摘要信息、步驟S33中獲得的所述隨機密鑰信息并與文件名一同存儲到開源數(shù)據(jù)庫DB中。
[0083]結(jié)合圖6，本實施例與實施例1的數(shù)據(jù)安全存儲方法流程基本一致，不同的是，本實施例利用一個N位加密密鑰對隨機密鑰進行加密的方式來實現(xiàn)對隨機密鑰進行信息隱藏，從而獲得對應(yīng)密文的隨機密鑰信息，以解決對稱加密算法的密鑰管理問題。而且所使用的N位加密密鑰為采用Hash函數(shù)對經(jīng)SHA加密算法對所述需要存儲的數(shù)據(jù)的各種屬性及一個隨機填充數(shù)進行處理而得到的一個字節(jié)數(shù)組進行處理而得到的。
[0084]實施例4
[0085]參見圖7，是本發(fā)明實施例提供的一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法的流程圖。該基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法適用于讀取采用實施例1所述的數(shù)據(jù)安全存儲方法存儲的數(shù)據(jù)，具體包括步驟:
[0086]S01、讀取密文；從分布式文件系統(tǒng)中讀取密文；
[0087]S02、讀取相關(guān)信息；從開源數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)信息，所述相關(guān)信息包括文件名、摘要信息和隨機密鑰信息；
[0088]S03、獲取隨機密鑰；對讀取的所述隨機密鑰信息進行隱藏反向處理，從而獲取隨機密鑰；
[0089]S04、解密數(shù)據(jù)；利用步驟S03獲取的所述隨機密鑰對步驟SOl讀取的密文進行解密處理，從而獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)；
[0090]S05、檢查完整性；采取所述消息摘要算法對步驟S04中獲得的所述數(shù)據(jù)進行簽名處理，從而生成數(shù)字摘要信息；并將所述數(shù)字摘要信息與步驟SOl中獲取的所述摘要信息進行對比以判斷所述數(shù)據(jù)的完整性。如果兩者不一樣，則說明存儲中的數(shù)據(jù)被篡改了，若兩者一樣，則說明儲存中的數(shù)據(jù)正常。
[0091]優(yōu)選的，在所述步驟S02和步驟S03之間，還包括步驟:判斷數(shù)據(jù)類型:通過步驟S02獲取的隨機密鑰信息來判斷步驟SOl中讀取的密文是否需要解密:若所述隨機密鑰信息為0，則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟S05 ;若所述隨機密鑰信息不為0，則繼續(xù)步驟S03。
[0092]如圖8所示，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時，主要有兩部分工作:獲取保密的信息和完整性檢查。首先從開源數(shù)據(jù)庫DB和分布式文件系統(tǒng)DFS中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)密鑰信息確定分布式文件系統(tǒng)DFS中數(shù)據(jù)是否為密文并根據(jù)實際情況進行相應(yīng)處理，最后校驗數(shù)據(jù)的完整性，以確定數(shù)據(jù)的完整性。具體過程如圖8所示。
[0093]實施例5
[0094]參見圖9，是本發(fā)明實施例提供的一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法的流程圖。該基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法適用于讀取采用實施例2所述的數(shù)據(jù)安全存儲方法存儲的數(shù)據(jù)，具體包括步驟:
[0095]S01、讀取密文；從分布式文件系統(tǒng)中讀取密文；
[0096]S02、讀取相關(guān)信息；從開源數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)信息，所述相關(guān)信息包括文件名、摘要信息和隨機密鑰信息；
[0097]S031、采用Hash函數(shù)以及用戶密碼信息對步驟S02中讀取的所述摘要信息進行反處理，從而獲得加密密鑰；
[0098]S032、利用所述加密密鑰對步驟S02中讀取的所述隨機密鑰信息進行解密，從而獲得所述密文的隨機密鑰；
[0099]S04、解密數(shù)據(jù)；利用步驟S032獲取的所述隨機密鑰對步驟SOl讀取的密文進行解密處理，從而獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)；
[0100]S05、檢查完整性；采取所述消息摘要算法對步驟S04中獲得的所述數(shù)據(jù)進行簽名處理，從而生成數(shù)字摘要信息；并將所述數(shù)字摘要信息與步驟SOl中獲取的所述摘要信息進行對比以判斷所述數(shù)據(jù)的完整性。如果兩者不一樣，則說明存儲中的數(shù)據(jù)被篡改了，若兩者一樣，則說明儲存中的數(shù)據(jù)正常。
[0101]優(yōu)選的，在所述步驟S02和步驟S031之間，還包括步驟:判斷數(shù)據(jù)類型:通過步驟S02獲取的隨機密鑰信息來判斷步驟SOl中讀取的密文是否需要解密:若所述隨機密鑰信息為0，則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟S05 ;若所述隨機密鑰信息不為0，則繼續(xù)步驟S031。
[0102]實施例6
[0103]參見圖10，是本發(fā)明實施例提供的一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法的流程圖。該基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法適用于讀取采用實施例3所述的數(shù)據(jù)安全存儲方法存儲的數(shù)據(jù)，具體包括步驟:
[0104]S01、讀取密文；從分布式文件系統(tǒng)中讀取密文；
[0105]S02、讀取相關(guān)信息；從開源數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)信息，所述相關(guān)信息包括文件名、摘要信息和隨機密鑰信息；
[0106]S031、采取SHA加密算法和用戶密碼信息對所述摘要信息進行反處理，獲得一個字節(jié)數(shù)組；
[0107]S032、采用Hash函數(shù)對步驟S031中生成的所述字節(jié)數(shù)組進行處理，獲得一個N位加密密鑰；
[0108]S033、利用所述N位加密密鑰對步驟S02中讀取的所述隨機密鑰信息進行解密，從而獲得所述密文的隨機密鑰；
[0109]S04、解密數(shù)據(jù)；利用步驟S033獲取的所述隨機密鑰對步驟SOl讀取的密文進行解密處理，從而獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)；
[0110]S05、檢查完整性；采取所述消息摘要算法對步驟S04中獲得的所述數(shù)據(jù)進行簽名處理，從而生成數(shù)字摘要信息；并將所述數(shù)字摘要信息與步驟SOl中獲取的所述摘要信息進行對比以判斷所述數(shù)據(jù)的完整性。如果兩者不一樣，則說明存儲中的數(shù)據(jù)被篡改了，若兩者一樣，則說明儲存中的數(shù)據(jù)正常。
[0111]優(yōu)選的，在所述步驟S02和步驟S031之間，還包括步驟:判斷數(shù)據(jù)類型:通過步驟S02獲取的隨機密鑰信息來判斷步驟SOl中讀取的密文是否需要解密:若所述隨機密鑰信息為0，則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟S05 ;若所述隨機密鑰信息不為0，則繼續(xù)步驟S031。
[0112]具體的，結(jié)合實施例3說明本實施例如何實現(xiàn)步驟S05的數(shù)據(jù)(消息)完整性的檢查。在實施例3的數(shù)據(jù)存儲放方法中，先用SHA算法對需要存儲的數(shù)據(jù)進行摘要，然后再把摘要值(字符數(shù)組)用信源(用戶密碼信息)的私鑰加密，從而形成摘要信息以存儲在開元數(shù)據(jù)庫DB中。在讀取該數(shù)據(jù)時，先將步驟S04讀取的明文(數(shù)據(jù))用同樣的SHA算法進行摘要，形成“準簽體”。并用信源(用戶密碼信息)的公鑰對步驟S02中的摘要信息進行解密，解密出的“簽體”與“準簽體”進行比較，如果相同就認為數(shù)據(jù)(消息)是完整的，否則數(shù)據(jù)(消息)不完整。
[0113]綜上所述，本發(fā)明公開的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲及讀取方法，通過密碼學(xué)的方法來實現(xiàn)，選取恰當(dāng)?shù)募用芩惴ê拖⒄惴?，能充分保證海量數(shù)據(jù)存儲中據(jù)的完整性和保密性，還具有如下有益效果:
[0114](I)高安全性。每一次對數(shù)據(jù)進行加密所用的密鑰都不一樣，起到每密一次的作用；即使經(jīng)過加密的其中一個密文被破解了，其他的加密文件采用了不同的密鑰，仍然十分安全。
[0115](2)易于管理。每個用戶每次使用對稱加密算法時，只需要使用其他人不知道的惟一密鑰甚至都不需要密碼，用戶使用和管理非常方便。
[0116](3)密碼更改便捷。當(dāng)出于系統(tǒng)安全角度對安全策略作出調(diào)整需要用戶更改密碼時，無需對所有經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)進行解密，也無需要用新更改的密鑰進行重新加密，在保證效率的同時也給用戶帶來便捷。
[0117]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法，其特征在于，包括步驟: 51、生成摘要信息；采用消息摘要算法對需要存儲的數(shù)據(jù)進行簽名處理，從而生成摘要信息； 52、加密數(shù)據(jù)；采用密鑰生成函數(shù)生成的隨機密鑰，對所述需要存儲的數(shù)據(jù)進行加密處理，從而獲得相應(yīng)的密文； 53、隱藏隨機密鑰；對步驟S2中生成的所述隨機密鑰進行隱藏處理，從而獲得所述密文的隨機密鑰信息； 54、存儲密文；將步驟S2中獲得的所述密文存儲到分布式文件系統(tǒng)中； 55、存儲相關(guān)信息；將步驟SI中生成的所述摘要信息、步驟S3中獲得的所述隨機密鑰信息并與文件名一同存儲到開源數(shù)據(jù)庫中。
2.如權(quán)利要求1所述的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法，其特征在于，在所述SI中，利用所述需要存儲的數(shù)據(jù)的各種屬性及一個隨機填充數(shù)生成所述摘要信息；其中，所述屬性包括用戶密碼信息。
3.如權(quán)利要求2所述的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括步驟: 531、采用Hash函數(shù)對步驟SI中生成的所述摘要信息進行處理，獲得加密密鑰； 532、利用所述加密密鑰對步驟S2中生成的所述隨機密鑰進行加密，從而獲得所述密文的隨機密鑰信息。
4.如權(quán)利要求1所述的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括步驟: 531、采取SHA加密算法對所述需要存儲的數(shù)據(jù)的各種屬性及一個隨機填充數(shù)進行摘要處理，獲得字節(jié)數(shù)組，并利用用戶密碼信息對所述字節(jié)數(shù)組進行加密，從而獲得所述摘要信息； 532、采用Hash函數(shù)對步驟S31中生成的所述字節(jié)數(shù)組進行處理，獲得一個N位加密密鑰； 533、利用所述N位加密密鑰對步驟S2中生成的所述隨機密鑰進行加密，從而獲得所述密文的隨機密鑰信息。
5.如權(quán)利要求1所述的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全存儲方法，其特征在于，在所述開源數(shù)據(jù)庫中，采用具有三列單元的M表進行存儲；所述三列單元分別包括行關(guān)鍵字key、時間戳T及列族Md ;所述行關(guān)鍵字key用于存儲文件名；Md包含hKey和mD兩個標(biāo)簽，分別保存隨機密鑰信息和摘要信息；采用hKey為全O表示無需加密的數(shù)據(jù)，而mD用于檢查數(shù)據(jù)的完整性。
6.一種基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法，適用于讀取如權(quán)利要求1所述的存儲方法存儲的數(shù)據(jù)，其特征在于，包括步驟: 501、讀取密文；從分布式文件系統(tǒng)中讀取密文； 502、讀取相關(guān)信息；從開源數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)信息，所述相關(guān)信息包括文件名、摘要信息和隨機密鑰信息； 503、獲取隨機密鑰；對讀取的所述隨機密鑰信息進行隱藏反向處理，從而獲取隨機密鑰； 504、解密數(shù)據(jù)；利用步驟S03獲取的所述隨機密鑰對步驟SOl讀取的密文進行解密處理，從而獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)； 505、檢查完整性；采取所述消息摘要算法對步驟S04中獲得的所述數(shù)據(jù)進行簽名處理，從而生成數(shù)字摘要信息；并將所述數(shù)字摘要信息與步驟SOl中獲取的所述摘要信息進行對比以判斷所述數(shù)據(jù)的完整性。
7.如權(quán)利要求6所述的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法，其特征在于，在所述步驟S02和步驟S03之間，還包括步驟: 判斷數(shù)據(jù)類型:通過步驟S02獲取的隨機密鑰信息來判斷步驟SOl中讀取的密文是否需要解密:若所述隨機密鑰信息為0，則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟S05 ;若所述隨機密鑰信息不為0，則繼續(xù)步驟S03。
8.如權(quán)利要求6所述的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法，其特征在于，所述步驟S03具體包括步驟: 5031、采用Hash函數(shù)以及用戶密碼信息對步驟S02中讀取的所述摘要信息進行反處理，從而獲得加密密鑰； 5032、利用所述加密密鑰對步驟S02中讀取的所述隨機密鑰信息進行解密，從而獲得所述密文的隨機密鑰。
9.如權(quán)利要求6所述的基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)安全讀取方法，其特征在于，所述步驟S03具體包括步驟: . 5031、采取SHA加密算法和用戶密碼信息對所述摘要信息進行反處理，獲得一個字節(jié)數(shù)組； . 5032、采用Hash函數(shù)對步驟S031中生成的所述字節(jié)數(shù)組進行處理，獲得一個N位加密密鑰； . 5033、利用所述N位加密密鑰對步驟S02中讀取的所述隨機密鑰信息進行解密，從而獲得所述密文的隨機密鑰。
【文檔編號】H04L29/06GK104410493SQ201410626012
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】關(guān)澤武, 郭曉斌, 許愛東, 蔣屹新, 陳華軍, 蒙家曉, 楊航, 張福錚, 刑濤, 吳爭榮 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 海南電網(wǎng)公司