基于外包数据库的查询验证方法研究

摘要

在外包数据库服务模式下，数据拥有者将数据的查询、维护与更新等任务外包给一个专业的外部服务提供商来管理。外包数据库服务能够将数据拥有者从繁重的数据管理任务中解脱出来，使其更多地关注数据本身的价值，大大提高查询服务的效率，因此成为了一种新兴的数据存储管理方式。
　　然而，由于服务提供商与数据拥有者处于不同的市场层次和安全管理域，数据在外包存储、对外提供服务过程中面临泄露、篡改等安全风险，这使得数据查询服务结果不可靠，用户隐私无法保障。这些安全风险，严重制约了数据分享和数据分析处理的专业化和市场化发展。因此，对查询结果的验证以及外包数据库服务模式下的隐私保护是重要的安全问题。
　　本文主要研究外包数据库场景中查询服务的验证问题，针对两种不同查询服务类型，提出查询验证算法。
　　首先，针对外包Key-Value存储的范围查询，提出一种基于过滤的多服务器存储机制，实现了数据拥有者和用户的隐私保护。同时，针对多服务器存储的特征，设计了一种基于过滤的多服务器查询验证方案，从“正确性”、“完整性”和“时效性”等三个角度对查询结果进行验证。该方法在保护隐私的同时，保证了良好的服务质量和验证效率。在后文的介绍中，将先给出方案的系统架构，然后提出详细的算法设计，最后通过各种参数下的实验测试验证了所提出的查询验证方法，并对实验结果进行了分析。
　　其次，针对空间数据库中多用户发起的自定义偏好多标准查询情景，定义了新的查询类型——多用户自定义空间查询(MUSQ)及基于多用户满意度的空间查询(MFSQ)，这在很大程度满足了用户在使用空间数据库过程中出现的新的查询需求。根据用户偏好，查询算法返回兼顾空间兴趣点多维属性的查询结果。针对MUSQ和MFSQ，本文使用MR树作为验证索引结构，提出了查询验证算法。相应地，本文对算法的性能进行了理论分析，最后对查询验证方法进行了各种参数下的实验测试，并分析了实验结果。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3 本文主要工作及创新

1.4 本文组织结构

第二章 基础知识

2.1 外包数据库模型及其安全问题

2.2 外包数据库的查询验证研究现状

2.3 Key-Value存储系统和多标准查询

2.4 本章小结

第三章 基于Key-Value存储系统的查询验证机制

3.1 引言

3.2 基于Key-Value存储系统的查询验证系统设计

3.3 多服务器存储机制

3.4 算法设计

3.5 代价模型

3.6 实验及结果分析

3.7 本章小结

第四章 多用户自定义空间查询验证机制

4.1 引言

4.2 多用户自定义空间查询验证问题描述

4.3 算法设计

4.4 基于MUSQ查询验证系统的代价模型

4.5 模拟实验及结果分析

4.6 本章小结

第五章 基于多用户满意度的空间查询验证机制

5.1 引言

5.2 基于多用户满意度的空间查询验证系统设计

5.3 算法设计

5.4 模拟实验及结果分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果