云計(jì)算環(huán)境下高效安全的冠字號(hào)碼查詢方法

侯作鑫，秦 拯，歐 露，胡玉鵬

（湖南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)沙410012）

云計(jì)算環(huán)境下高效安全的冠字號(hào)碼查詢方法

侯作鑫，秦 拯，歐 露，胡玉鵬

（湖南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)沙410012）

針對(duì)現(xiàn)有冠字號(hào)碼管理系統(tǒng)查詢時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可擴(kuò)展性差等問(wèn)題，將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于冠字號(hào)碼的存儲(chǔ)和查詢中。根據(jù)銀行ATM機(jī)加鈔過(guò)程及網(wǎng)點(diǎn)清分過(guò)程，定義存儲(chǔ)冠字號(hào)碼信息的關(guān)聯(lián)形式，結(jié)合錢幣的冠字號(hào)碼，提出可交換加密的折半查找索引算法，對(duì)索引及數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證冠字號(hào)碼的安全性。理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可利用云計(jì)算平臺(tái)的虛擬存儲(chǔ)和虛擬計(jì)算能力，滿足銀行對(duì)冠字號(hào)碼管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力和擴(kuò)展性能的要求，并且與當(dāng)前主流查詢方法相比，具有較高的查詢效率及安全性。

云計(jì)算；冠字號(hào)碼；可交換加密；查詢；安全索引

1 概述

冠字號(hào)碼是一種標(biāo)記鈔票唯一性的符號(hào)，由大寫(xiě)英文字母和十進(jìn)制數(shù)字組成，總位數(shù)為10，其中，前4位中有2位是大寫(xiě)英文字母，其他2位是十進(jìn)制數(shù)字；后6位是十進(jìn)制數(shù)字。針對(duì)國(guó)家反洗錢、現(xiàn)鈔追蹤和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等方面需求，中國(guó)人民銀行規(guī)定，客戶的每一筆存取款業(yè)務(wù)都要滿足冠字號(hào)碼查詢需求。中國(guó)銀行業(yè)服務(wù)改進(jìn)情況報(bào)告顯示，當(dāng)前銀行柜臺(tái)和自助設(shè)備現(xiàn)金交易量數(shù)目巨大，2012年僅銀行自助設(shè)備的交易情況已達(dá)321.56億筆，總交易額達(dá)923.71萬(wàn)億元。自2005年以來(lái)，全國(guó)年均增長(zhǎng)超過(guò)20%的現(xiàn)金投放總量，對(duì)傳統(tǒng)的人民幣流通管理模式形成很大壓力和挑戰(zhàn)［1］。

雖然國(guó)內(nèi)已有部分省市對(duì)冠字號(hào)碼進(jìn)行了管理，比如北京、上海等，但由于冠字號(hào)碼數(shù)據(jù)量龐大，數(shù)據(jù)處理比較復(fù)雜，查詢時(shí)間較長(zhǎng)，給用戶造成較差體驗(yàn)，影響了冠字號(hào)碼管理系統(tǒng)的推廣，不利于管理機(jī)構(gòu)對(duì)錢幣的監(jiān)管統(tǒng)計(jì)。

同時(shí)，由于銀行業(yè)的特殊性，需要保證客戶信息的安全，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)索引加密是對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)索引進(jìn)行加密［2］，在索引查找時(shí)，需先解密再比較，I/O次數(shù)多、效率低。目前，有關(guān)云數(shù)據(jù)庫(kù)下的密文檢索研究，一般指檢索文件［3-4］，不適合冠字號(hào)碼的密文檢索。

本文根據(jù)銀行ATM機(jī)加鈔過(guò)程及網(wǎng)點(diǎn)的清分過(guò)程，定義冠字號(hào)碼在存儲(chǔ)中的關(guān)聯(lián)形式，結(jié)合冠字號(hào)碼可轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制形式的特征，提出可交換加密的折半查找索引算法（Commutative Encryption Binary Search-Chord，CEBS-Chord），考慮到云計(jì)算在海量存儲(chǔ)以及高性能計(jì)算方面的優(yōu)勢(shì)［5-6］，設(shè)計(jì)基于云計(jì)算的冠字號(hào)碼高效安全查詢方法。

2 基于云計(jì)算的冠字號(hào)碼查詢框架

2.1 查詢框架

云計(jì)算是繼服務(wù)計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算之后的一種新的計(jì)算模式，在遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)中心，成千上萬(wàn)臺(tái)電腦和服務(wù)器連接成一片電腦云，用戶通過(guò)電腦、手機(jī)、其他智能終端等方式接入云計(jì)算，就可以按自己的需求進(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)算。它是能夠提供動(dòng)態(tài)資源池、虛擬化和高可用性的下一代計(jì)算平臺(tái)［7-8］。云計(jì)算具有高可擴(kuò)展性和高可用性。可擴(kuò)展性表達(dá)了云計(jì)算能夠無(wú)縫地?cái)U(kuò)展到大規(guī)模的集群之上，甚至包含數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行處理，而這正好能滿足冠字號(hào)碼不斷增加所需的擴(kuò)展容量。文獻(xiàn)［9］介紹了銀行業(yè)與云計(jì)算應(yīng)用結(jié)合的必要性。

本文方法中的冠字號(hào)碼數(shù)據(jù)不存儲(chǔ)在本地，而是保存在云計(jì)算提供的虛擬存儲(chǔ)中心，銀行的各種查詢、處理等應(yīng)用程序也不運(yùn)行在前置機(jī)中，而是運(yùn)行在云計(jì)算的數(shù)據(jù)處理中心，即大規(guī)模的服務(wù)器集群中。基于云計(jì)算的冠字號(hào)碼管理利用基于時(shí)間戳的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)來(lái)追溯每一張紙幣，特別是假幣的歷史信息，并可將此信息與用戶個(gè)人身份認(rèn)證信息、流通過(guò)程的信息進(jìn)行對(duì)應(yīng)，為紙幣使用情況的統(tǒng)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。針對(duì)包含冠字號(hào)碼的海量數(shù)據(jù)挖掘，分析用戶的消費(fèi)狀況、監(jiān)控可疑資金以及可疑人員的流動(dòng)情況，從空間和時(shí)間2個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)金融業(yè)的動(dòng)態(tài)監(jiān)管，為相關(guān)部門制定政策以及監(jiān)管金融業(yè)運(yùn)行提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。

圖1 基于云計(jì)算的冠字號(hào)碼存儲(chǔ)與查詢結(jié)構(gòu)

2.2 索引框架

云環(huán)境下的冠字號(hào)碼數(shù)據(jù)按照水平分區(qū)的形式分成若干個(gè)數(shù)據(jù)塊，這些數(shù)據(jù)塊分布式地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心的不同服務(wù)器上。存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)是云數(shù)據(jù)中心分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，保存著分配在此節(jié)點(diǎn)的原始冠字號(hào)碼數(shù)據(jù)、根據(jù)原始冠字號(hào)碼數(shù)據(jù)建立的本地索引和部分全局索引等信息。由于使用傳統(tǒng)的中心服務(wù)器形式存儲(chǔ)所有全局索引易形成性能瓶頸問(wèn)題，因此將全局索引分布式地保存在各個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)邏輯上按照Chord組織在一起，共同維護(hù)全局索引。為存儲(chǔ)在從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)建立局部索引，而全部存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)按照Chord結(jié)構(gòu)共同維護(hù)全局索引。根據(jù)索引公布策略，將局部索引信息通過(guò)Chord接口公布到整個(gè)覆蓋網(wǎng)絡(luò)形成全局索引。局部索引的信息格式為（ip，Uj），其中，ip指局部索引所在節(jié)點(diǎn)的IP地址；Uj是局部索引對(duì)應(yīng)的第j個(gè)從節(jié)點(diǎn)，如圖2所示。

圖2 索引結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)查詢分為2個(gè)階段：（1）通過(guò)Chord覆蓋網(wǎng)絡(luò)查詢?nèi)炙饕祷貪M足條件的索引信息條目（ip，Uj）；（2）通過(guò)索引信息條目中的ip地址和Uj定位到存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的CEBS索引中，并在此索引中進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，返回最終滿足要求的結(jié)果。

3 冠字號(hào)碼數(shù)據(jù)采集

冠字號(hào)碼在云中主要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為：冠字號(hào)碼編號(hào)，交易地點(diǎn)，交易時(shí)間，使用人。冠字號(hào)碼的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過(guò)程分為2種情況：ATM機(jī)上和銀行前臺(tái)的冠字號(hào)碼存儲(chǔ)。考慮第1種情況，針對(duì)現(xiàn)有ATM機(jī)有抓取冠字號(hào)碼的能力才能投入使用的不足，提出一種關(guān)聯(lián)模式，并且無(wú)需對(duì)ATM機(jī)進(jìn)行加裝冠字號(hào)抓取模塊的改造，節(jié)省了大量的ATM機(jī)改造費(fèi)用。具體過(guò)程是：將錢幣在清分機(jī)中以捆扎為單位存儲(chǔ)，在ATM加鈔時(shí)，以捆扎為單位裝入ATM鈔箱，形成ATM機(jī)與所裝鈔箱對(duì)應(yīng)、所裝鈔箱與捆扎對(duì)應(yīng)、捆扎與冠字號(hào)碼對(duì)應(yīng)，當(dāng)使用者取錢時(shí)可以記錄使用者信息，這樣使用者信息、交易時(shí)間信息、交易地點(diǎn)信息（所屬ATM機(jī)）就被記錄下來(lái)。考慮第2種情況，前臺(tái)的冠字號(hào)碼存儲(chǔ)經(jīng)清分機(jī)完成，當(dāng)客戶在前臺(tái)存錢或者取錢時(shí)，就記錄了使用者信息、交易時(shí)間、交易地點(diǎn)（所在網(wǎng)點(diǎn)）。具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示。

教育技術(shù)AECT1994定義的教學(xué)技術(shù)是為了促進(jìn)學(xué)習(xí)對(duì)有關(guān)的資源與過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、利用、管理和評(píng)價(jià)的理論和實(shí)踐，明確了教育技術(shù)是關(guān)于理論與實(shí)踐的學(xué)科。而現(xiàn)代教育技術(shù)是在教育技術(shù)的基礎(chǔ)之上賦予“現(xiàn)代”二字，即把教育技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合，運(yùn)用新技術(shù)、新方法、新理念完成新的歷史任務(wù)。通過(guò)對(duì)比分析，可以看出“十一五”“十二五”“十三五”三個(gè)階段的現(xiàn)代教育技術(shù)教材的課程目標(biāo)均是圍繞教育技術(shù)理論與實(shí)踐制定的，只是側(cè)重點(diǎn)有所不同。具體見(jiàn)表2。

圖3 冠字號(hào)碼與ATM機(jī)、銀行網(wǎng)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

4 冠字號(hào)碼安全索引查詢

冠字號(hào)碼的查詢基于冠字號(hào)碼的存儲(chǔ)，根據(jù)以上存儲(chǔ)過(guò)程及方法，結(jié)合冠字號(hào)碼特征，提出一種快速、安全的兩層索引結(jié)構(gòu)——CEBS-Chord索引。

4.1 全局索引

Chord是一種結(jié)構(gòu)化P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)。Chord把節(jié)點(diǎn)和資源標(biāo)識(shí)映射到相同空間，以保證一致性哈希，并選擇SHA-1作為哈希函數(shù)，是分布式哈希（Distributed Hash Table，DHT）的一種實(shí)現(xiàn)。Chord是一個(gè)算法，也是一個(gè)協(xié)議。作為一個(gè)算法，Chord可以從數(shù)學(xué)的角度嚴(yán)格證明其正確性和收斂性；作為一個(gè)協(xié)議，Chord詳細(xì)定義了每個(gè)環(huán)節(jié)的消息類型。Chord通過(guò)使用一致性雜湊函數(shù)，把關(guān)鍵值存儲(chǔ)在Chord中的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上［10-11］。一致性雜湊函數(shù)通過(guò)使每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)數(shù)量大致相等的關(guān)鍵值來(lái)平衡負(fù)載，并且使得當(dāng)節(jié)點(diǎn)加入或退出時(shí)關(guān)鍵值的相對(duì)移動(dòng)比較小。Chord中的路由表是分散的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)和其他的少數(shù)節(jié)點(diǎn)交流來(lái)獲取路徑信息。一個(gè)由N個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的索引在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅保存O（log N）個(gè)其他節(jié)點(diǎn)的信息，查詢操作也僅需要發(fā)送O（log N）條消息到其他節(jié)點(diǎn)。當(dāng)索引更新時(shí)所產(chǎn)生的消息量在絕大多數(shù)情況下不超過(guò)O（log2N）。其中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都維護(hù)一個(gè)Finger表，該表長(zhǎng)度為m，其第i項(xiàng)存放節(jié)點(diǎn)n的第（n+2i-1）mod 2m個(gè)successor（1≤i≤m）。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都維護(hù)一個(gè)predecessor和successor列表，該列表的作用是能快速定位前繼和后繼，并能周期性地檢測(cè)前繼和后繼的健康狀態(tài)。存放的successor是按2的倍數(shù)等比遞增。資源Key存儲(chǔ)在下面的Node上：沿Chord環(huán)，Hash（Node）≥Hash（Key）的第1個(gè)Node為這個(gè)Key的successor。給定一個(gè)Key，查找其對(duì)應(yīng)資源的節(jié)點(diǎn)（即查找該Key的successor）步驟如下：

（1）檢查Hash（Key）是否在節(jié)點(diǎn)m和m的直接successor之間。

（2）若是，則查找結(jié)束，m的直接successor即為目標(biāo)。

（3）在m的Finger表中，找出與Hash（Key）距離最近且小于Hash（Key）的m的successor，然后把查找請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到該節(jié)點(diǎn)。

（4）繼續(xù)上述過(guò)程，直至找到Key的successor節(jié)點(diǎn)。

4.2 CEBS索引

云計(jì)算中從節(jié)點(diǎn)中的索引［12］一般采用B樹(shù)［13-15］結(jié)構(gòu)，CEBS索引相對(duì)原索引算法進(jìn)行以下3點(diǎn)改進(jìn)：

（1）在結(jié)構(gòu)上根據(jù)冠字號(hào)碼特征將其存儲(chǔ)形式由字符串改為二進(jìn)制數(shù)，既減少了存儲(chǔ)空間，又降低了查詢時(shí)的比對(duì)次數(shù)，提高了查詢效率。

（2）對(duì)索引結(jié)構(gòu)中的存儲(chǔ)信息進(jìn)行交替加密，保護(hù)查詢數(shù)據(jù)。具體加密方法如下：令s=snsn-1…s1∈｛0，1｝n為一個(gè)長(zhǎng)度為n的二進(jìn)制數(shù)據(jù)流，表示需要進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)。

定義1 二進(jìn)制數(shù)據(jù)流S的0編碼由如下形式表示：

定義2 二進(jìn)制數(shù)據(jù)流S的1編碼由如下形式表示：

（3）在B樹(shù)節(jié)點(diǎn)中的查詢加密的冠字號(hào)碼時(shí)采用折半查找的查詢算法，提高了其查詢效率，具體步驟如下：

1）主節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢請(qǐng)求，根據(jù)存儲(chǔ)的全局Chord索引找出對(duì)應(yīng)的本地B樹(shù)索引。

2）從屬節(jié)點(diǎn)將查詢請(qǐng)求中的冠字號(hào)碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制類型，每一個(gè)字符占6 bit，如0對(duì)應(yīng)二進(jìn)制000000，9對(duì)應(yīng)二進(jìn)制001001，A對(duì)應(yīng)二進(jìn)制001100，Z對(duì)應(yīng)二進(jìn)制100011，冠字號(hào)碼T2U5025132對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)011101 000010 011110 000101 000000 000010 000101 000001 000011 000010。

3）對(duì)轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制形式冠字號(hào)碼采用1編碼的形式進(jìn)行交替加密，然后計(jì)算：

4）設(shè)要查詢的冠字號(hào)碼二進(jìn)制0編碼后為target，加密后的冠字號(hào)碼ta=Ea（Eb（target）），B樹(shù)節(jié)點(diǎn)中含冠字號(hào)碼個(gè)數(shù)為n，設(shè)存儲(chǔ)的索引節(jié)點(diǎn)的二進(jìn)制流的1編碼形式為A［n］，在CEBS索引中采用折半查找ta的算法具體如下：

步驟1 設(shè)置low=0，high=n-1。

步驟2 mid=（low+high）/2，如果low≥high，則進(jìn)入步驟3；如果Rx≠0，則low=m id+1；如果Rx=0&&Rx+1≠0，則結(jié)束查詢，返回結(jié)果。如果Rx=0&&Rx+1=0，則high=mid-1；如果low＜high，則重復(fù)步驟2。

步驟3 如果A［mid］.next==NULL，則返回A［mid］的值；如果A［m id-1］＜ta和A［m id-1］≥ta，而且A［mid］.next！=NULL，則執(zhí)行下一層搜索，返回步驟1。

在算法執(zhí)行過(guò)程中，輸入的數(shù)據(jù)都進(jìn)行了加密處理，因此，不會(huì)導(dǎo)致冠字號(hào)碼信息的泄漏，滿足了銀行對(duì)數(shù)據(jù)安全性的要求。查詢得到的返回值是符合查詢條件鍵值的地址塊，該地址對(duì)應(yīng)相應(yīng)的冠字號(hào)碼信息。將該冠字號(hào)碼信息返回給主節(jié)點(diǎn)，便完成了整個(gè)查詢。

5 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)中使用實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)中的3臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬云計(jì)算平臺(tái)，每臺(tái)機(jī)器的通信帶寬為10 M b/s，處理器為Inter（R）Core（TM）i5CPU，2.40 Hz，內(nèi)存為2 GB，硬盤(pán)為500 GB，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取自于某合作銀行的真實(shí)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)從索引建立效率和查詢吞吐量2個(gè)方面來(lái)評(píng)估本文查詢方法的性能。其中，索引建立效率反映了索引更新和建立性能以及索引的可擴(kuò)展性；查詢吞吐量用于評(píng)估查詢方法的速度。在下文實(shí)驗(yàn)中，將CEBS-Chord索引算法與SNB索引算法［17］進(jìn)行相關(guān)性能的對(duì)比。選擇SNB索引算法的原因是SNB索引是現(xiàn)有云環(huán)境下使用樹(shù)型結(jié)構(gòu)的典型索引。分別建立1×106條～5×106條冠字號(hào)碼數(shù)據(jù)，為了更全面準(zhǔn)確地比較2種索引算法，考慮樹(shù)形結(jié)構(gòu)索引中唯一的參數(shù)M（M表示M叉樹(shù)）對(duì)索引性能的影響，選取M=7和M=14比較建立索引時(shí)間，分析2種查詢算法建立索引的效率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 索引建立效率對(duì)比

根據(jù)圖4可知，雖然CEBS-Chord索引算法需要對(duì)冠字號(hào)碼數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，但其建立時(shí)間仍要優(yōu)于SNB索引算法，這是因?yàn)橄鄬?duì)于預(yù)處理時(shí)間，其在CEBS-Chord索引中的查找比對(duì)時(shí)間遠(yuǎn)少于原索引查找比對(duì)時(shí)間。因此，CEBS-Chord索引建立效率要優(yōu)于原索引，并且這種優(yōu)勢(shì)不以M的變化而變化，但是針對(duì)同一種索引算法，M的大小影響查詢效率［18］。

查詢吞吐量是指單位時(shí)間內(nèi)可以處理的查詢數(shù)量，反映了單位時(shí)間內(nèi)索引可以支持的查詢量，是衡量索引結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)。該實(shí)驗(yàn)比較了CEBSChord和SNB算法的查詢性能，從數(shù)據(jù)庫(kù)中隨機(jī)選擇1 000條記錄作為查詢樣本，取這1 000條記錄的查詢時(shí)間代表各自的查詢性能。在1×106條～5×106條冠字號(hào)碼數(shù)據(jù)中，對(duì)1 000條冠字號(hào)碼記錄進(jìn)行查詢，記錄其查詢時(shí)間，得出M=7和M= 14下2種算法在單位時(shí)間內(nèi)的查詢條數(shù)，如圖5所示。

圖5 查詢效率對(duì)比

根據(jù)圖5可知，當(dāng)冠字號(hào)碼數(shù)量增加時(shí)，2種索引算法對(duì)應(yīng)的查詢吞吐量均增加。CEBS-Chord索引算法的查詢效率要優(yōu)于SNB索引算法，這是因?yàn)镃EBS-Chord索引節(jié)點(diǎn)內(nèi)及節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)比較是二進(jìn)制數(shù)，相對(duì)于SNB索引算法的字符型比較，其效率要高很多。此時(shí)查詢效率的提高與M的大小無(wú)關(guān)。綜上所述，CEBS-Chord索引算法有效地提高了整體查詢性能。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文利用云計(jì)算的海量虛擬存儲(chǔ)能力和虛擬計(jì)算能力，將云計(jì)算技術(shù)運(yùn)用到冠字號(hào)碼的存儲(chǔ)和查詢中。采用CEBS-Chord索引查詢算法，給出針對(duì)冠字號(hào)碼特征的二進(jìn)制存儲(chǔ)形式，將字符轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)，既能提高查詢效率，又能減少存儲(chǔ)空間。通過(guò)對(duì)索引數(shù)據(jù)進(jìn)行可交換加密保證了查詢時(shí)數(shù)據(jù)的安全性。采用云計(jì)算技術(shù)及可交換加密技術(shù)，在保障冠字號(hào)碼安全存儲(chǔ)的前提下，增強(qiáng)了冠字號(hào)碼存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的易擴(kuò)展性，同時(shí)為云數(shù)據(jù)庫(kù)中針對(duì)冠字號(hào)碼的安全索引查詢提供了一種優(yōu)化方法。由于本文只對(duì)二級(jí)索引進(jìn)行改進(jìn)，查詢性能還有提升空間，下一步將根據(jù)二級(jí)索引中節(jié)點(diǎn)的查詢熱度，優(yōu)化二級(jí)索引在一級(jí)索引中的部署，提高整體查詢性能。

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編輯 陸燕菲

Efficient and Safe Query Method of Crown Word Number in Cloud Computing Environment

HOU Zuoxin，QIN Zheng，OU Lu，HU Yupeng
（College of Information Science and Engineering，Hunan University，Changsha 410012，China）

For the problem s of long query time and poor data storage scalability of the existing crown word number management system，the cloud Computing is applied to the storage and query of crown word number.The association form of storing information of crown word numbers is defined according to the money-adding process of bank ATM and the counting process of bank branches.In order to ensure the safety of crown word number，a Commutative Encryption Binary Search-Chord（CEBS-Chord）is proposed in this paper to realize index and data encryption.Theoretical analysis and experimental result show that the method can make full use of the virtual storage and virtual computing power of cloud computing platform，and it can meet the data transmission capacity and extension performance requirements of an crown word number management system.Compared with the current query methods，it has efficient query efficiency and high security.

cloud computing；crown word number；commutative encryption；query；safe index

侯作鑫，秦 拯，歐 露，等.云計(jì)算環(huán)境下高效安全的冠字號(hào)碼查詢方法［J］.計(jì)算機(jī)工程，2015，41（11）：47-51.

英文引用格式：Hou Zuoxin，Qin Zheng，Ou Lu，et al.Efficient and Safe Query Method of Crown Word Number in Cloud Computing Environment［J］.Computer Engineering，2015，41（11）：47-51.

1000-3428（2015）11-0047-05

A

TP393.09

10.3969/j.issn.1000-3428.2015.11.009

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（61272546）。

侯作鑫（1989-），男，碩士，主研方向：云計(jì)算，數(shù)據(jù)庫(kù)索引技術(shù)；秦 拯，教授；歐 露，博士；胡玉鵬，副教授。

2014-07-15

2014-09-15 E-m ail：houzuoxin@163.com