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数据动态脱敏技术的研究与应用

数据动态脱敏技术的研究与应用

作者：李锐北京交通大学

学位级别：硕士

随着互联网和大数据技术的发展,越来越多的个人信息被收集、存储和分析,造成隐私数据泄露风险与日俱增。数据脱敏技术能够通过对数据进行变形处理,从而保证个人敏感信息无法被识别,达到隐私保护的目的。比起专用性强的静态脱敏,动态脱... 详细信息

随着互联网和大数据技术的发展,越来越多的个人信息被收集、存储和分析,造成隐私数据泄露风险与日俱增。数据脱敏技术能够通过对数据进行变形处理,从而保证个人敏感信息无法被识别,达到隐私保护的目的。比起专用性强的静态脱敏,动态脱敏能够在不改变原始数据的前提下,根据权限为外部访问者实时地提供不同的脱敏结果,其可扩展性更广。动态数据脱敏效果的核心在于脱敏算法的设计。传统脱敏算法削弱了特征数据的实用价值和可读性,基于匿名化的脱敏算法又容易遭受相似性攻击,无法保证安全性。对此,论文开展了关于脱敏算法和动态脱敏技术的研究。论文的主要研究成果如下:(1)针对大多数匿名隐私保护算法无法防御相似性攻击的问题,设计了基于最大相异度聚类的个性化(,6),(9)-匿名隐私保护算法。该算法针对敏感属性定义了语义相似组的概念,划分属性相异的度量范围,通过限制等价类中语义相似组的个数来防御相似性攻击。另外还为其设计了不同的频率约束,以满足匿名算法的个性化需求。实验表明该算法可以用比基于普通聚类的6)-匿名算法更小的时间代价,降低50%以上的信息损失量,提高了数据可用性。(2)针对传统脱敏方案中人工识别敏感属性主观性强、效率低下的问题以及多种类型特征数据脱敏后无法保留结构特征的问题,设计了针对结构化数据集的自适应脱敏方案。该方案将层次分析法和聚类算法相结合,通过衡量属性的敏感度,划分敏感和非敏感属性集。此外,该方案还针对多种类型的特征数据设计了基于结构分段的保留格式加密算法,采用分段处理加密的思想使其脱敏后仍保留原有的特殊结构,有效提高了数据的实用价值。比起原保留格式加密算法只适用数值型数据,改进算法适用性更强,数值型和字符型特征数据均可应用。(3)针对传统动态脱敏技术架构不能实现用户-应用-数据三层关联的问题,设计了基于双代理的动态脱敏方案。该方案在原架构的基础上增加了HTTP代理,通过利用浏览器客户端与服务端之间的会话号(session ID)为My SQL代理提供判断访问用户身份的依据,无需修改业务系统就实现了细粒度脱敏,解决了传统动态脱敏架构无法获得应用层用户权限的缺点。最后在该方案的基础上实现了适配My SQL数据库的动态脱敏系统,其中的脱敏策略配置了上述提出的算法和方案,达到实时脱敏的目的。

关键词：动态数据脱敏个性化匿名隐私保护模型聚类敏感数据识别保留格式加密 MySQL代理

可变长度数量编码快速算法及在数据脱敏中的应用

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可变长度数量编码快速算法及在数据脱敏中的应用

作者：李依宾中国科学技术大学

学位级别：硕士

随着信息社会的发展,数据压缩作为一项基础支撑技术广泛应用于海量数据存储及传输场景。整数通用编码作为无损压缩的一类,适用于待编码符号先验概率未知的情况。另外,在数据存储及传输过程中,数据脱敏技术可以根据脱敏规则对敏感数据进... 详细信息

随着信息社会的发展,数据压缩作为一项基础支撑技术广泛应用于海量数据存储及传输场景。整数通用编码作为无损压缩的一类,适用于待编码符号先验概率未知的情况。另外,在数据存储及传输过程中,数据脱敏技术可以根据脱敏规则对敏感数据进行变形,从而实现有效保护隐私信息。因此,在以上过程中实现数据压缩与脱敏联合进行也具有实际研究意义。可变长度数量(Variable Length Quantity,VLQ)编码是一种整数通用编码,它使用任意数量的八位比特字节表示任意大的整数。在每八位比特字节中,最高位用于指示是否有下一个字节跟随,而剩余7位比特用于存储整数的二进制序列。VLQ编码分为大端模式和小端模式。小端模式将整数的最低7位比特组在第一个字节中编码,最高7位比特组在最后一个字节,而大端模式相反。VLQ的大端模式称为Conventional VLQ,小端模式称为LEB128。然而,Conventional VLQ和LEB128都存在编码冗余,即每一个整数可以对应多个码字。目前存在变体Git-VLQ去除了 Conventional VLQ的编码冗余,但也引入了额外的算数操作使其具有更高的计算复杂度。另外,在数据脱敏过程中,传统动态脱敏方案要求根据访问人员权限匹配相应的脱敏规则从而产生不同级别的非敏感数据,并期望降低网络带宽和数据存储空间消耗。基于以上问题,本文工作如下:***-LEB128快速算法及其N比特变体本文第一个工作提出了一种基于LEB128的VLQ变体Removing Redundancy LEB128(RR-LEB128),去除了 LEB128中存在的编码冗余,实现了码字与整数一一映射。其次,提出了一种新的快速解码算法,可以直接采用码字进行解码,与LEB128和Git-VLQ比较具有更低的解码复杂度。实验模拟表明,RR-LEB128的编码吞吐量比Git-VLQ高55%左右,解码吞吐量比Git-VLQ和LEB128高20%左右。最后,基于RR-LEB128,提出了一般化的去除冗余N比特VLQ编码。2.基于整数通用编码RR-LEB128的动态脱敏方案本文第二个工作首次将整数通用编码RR-LEB128应用到动态脱敏中,并提出两种整数脱敏算法,一种基于低位数值替换,一种基于分组变长码字。所提方案具有以下特性:(1)采用RR-LEB128对整数编码压缩从而减少数据量;(2)对同一敏感数据脱敏时,根据脱敏规则可以直接对码字变形产生不同级别的非敏感数据,而无需将码字解码后再脱敏。效果评估表明,相较于传统动态脱敏方案,本方案既保证了一定的安全性和可用性,又节省了存储空间与网络带宽。

关键词：整数通用编码可变长度数量编码快速解码动态数据脱敏

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数据脱敏技术研究及展望

信息安全与通信保密 2023年第2期 105-116页

作者：沈传年徐彦婷国家计算机网络应急技术处理协调中心上海分中心上海201315

信息技术的快速发展和广泛应用,使得全球大数据储量和产业规模呈爆发式增长,数据已成为推动经济社会发展的重要生产要素。数据价值持续释放的同时,数据的安全性问题也越来越受到关注。近年来,全球范围内数据泄露事件频频发生,而针对数... 详细信息

信息技术的快速发展和广泛应用,使得全球大数据储量和产业规模呈爆发式增长,数据已成为推动经济社会发展的重要生产要素。数据价值持续释放的同时,数据的安全性问题也越来越受到关注。近年来,全球范围内数据泄露事件频频发生,而针对数据安全的传统解决方法大都聚焦于通过数据加密、访问控制等来严格控制数据的应用范围,以降低数据泄露的风险,这明显不能满足当前数字经济发展的需求。数据脱敏技术作为能够解决平衡数据安全和数据共享问题的重要技术手段,正逐渐被应用于各行业领域中,并成为业界研究的热点。首先介绍了数据脱敏技术的基本概念和应用需求,然后详细阐述了数据脱敏技术的各类算法规则,最后对数据脱敏技术未来可能的发展趋势进行了展望。

关键词：敏感数据静态数据脱敏动态数据脱敏 K-匿名数据安全

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面向开放大数据环境的动态数据保护系统

软件学报 2023年第3期34卷 1213-1235页

作者：屠要峰牛家浩王德政高洪徐进洪科阳方移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室(中兴通讯股份有限公司) 广东深圳518057 中兴通讯股份有限公司江苏南京210014

大数据成为国家基础性战略资源,数据的开放共享是我国大数据战略的核心.云原生技术和湖仓一体架构正在重构大数据基础设施,并推动数据共享和价值传播.大数据产业和技术的发展都需要更强的数据安全和数据共享能力.然而,开放环境下数据的... 详细信息

大数据成为国家基础性战略资源,数据的开放共享是我国大数据战略的核心.云原生技术和湖仓一体架构正在重构大数据基础设施,并推动数据共享和价值传播.大数据产业和技术的发展都需要更强的数据安全和数据共享能力.然而,开放环境下数据的安全问题已成为制约大数据技术发展与利用的瓶颈.无论开源大数据生态还是商业大数据系统,所引发的数据安全及隐私保护问题都日益凸显.开放大数据环境下的动态数据保护系统面临着数据可用性、处理高效性和系统可扩展性等方面的挑战.提出了面向开放大数据环境的动态数据保护系统BDMasker,通过一种基于查询依赖模型(querydependencymodel)的精准查询分析及查询改写技术,能够精准感知但不改变原始业务请求,实现动态脱敏全过程对业务零影响;通过面向多引擎的统一安全策略框架,实现了动态数据保护能力的纵向扩展和在多种计算引擎中的横向扩展;利用大数据执行引擎的分布式计算能力,提升系统的数据保护处理性能.实验结果表明, BDMasker提出的精准SQL分析及改写技术是有效的,系统具有良好的扩展能力和性能表现,在TPC-DS和YCSB基准测试中,整体性能波动在3%之内.

关键词：大数据数据脱敏动态数据脱敏 SQL改写查询依赖

面向关系型数据库的数据脱敏系统的设计与实现

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面向关系型数据库的数据脱敏系统的设计与实现

作者：郑瑶福州大学

学位级别：硕士

21世纪已进入了大数据时代,数据呈指数式增长。数据的不断增长,也导致了数据泄露风险的不断提高。特别是金融、医疗、教育、互联网等行业拥有大量的用户隐私数据和账务信息等数据,这些行业的敏感数据一旦泄露,将带来不可预估的严重后果... 详细信息

21世纪已进入了大数据时代,数据呈指数式增长。数据的不断增长,也导致了数据泄露风险的不断提高。特别是金融、医疗、教育、互联网等行业拥有大量的用户隐私数据和账务信息等数据,这些行业的敏感数据一旦泄露,将带来不可预估的严重后果。因此,金融、医疗、教育、互联网等行业急需加强敏感数据防护。数据脱敏系统能将敏感数据通过脱敏算法变形成与原敏感数据具有相同特征以及保持数据业务关联的假数据,从而有效确保了敏感数据在生产环境与非生产环境的安全使用,降低了数据泄露的可能性。本论文以设计和实现基于关系型数据库的数据脱敏系统为研究课题,查阅相关文献资料,对数据脱敏现状以及现有数据脱敏系统进行调研分析,针对企业对敏感数据的保护需求,进行了数据脱敏系统的功能需求分析。在需求分析的基础上,对脱敏系统进行了总体设计、功能模块设计以及数据库设计。针对企业的脱敏需求,实现了常用的姓名脱敏算法、身份证脱敏算法、手机号脱敏算法以及地址脱敏算法等。并以数据源导入、敏感类型发现、数据脱敏为核心设计了静态数据脱敏的流程,在该流程的基础上实现了单线程静态数据脱敏。并在单线程脱敏的基础上通过与图论知识相结合,将数据库表根据表关联关系建立有向图模型,对有向图模型进行分层并行拓扑排序,在此基础上实现无关表的并行脱敏,从而实现了更为高效且适用于大数据量脱敏的多线程静态数据脱敏。同时,通过对MySQL的通讯协议解析、建立数据库代理,实现了生产环境下的动态数据脱敏的功能。最后,对系统进行了功能测试及性能测试,验证了数据库脱敏系统的有效性及可用性,通过实验分析了不同情况下不同类型脱敏的性能,总结了不同类型脱敏的适用情况。本论文实现的数据脱敏系统具有静态脱敏与动态脱敏两大脱敏功能,满足了企业对敏感数据的不同脱敏需求,能有效防止敏感数据泄露,保证了敏感数据在使用过程中的安全性,具有较高的使用价值和意义。

关键词：静态数据脱敏动态数据脱敏多线程脱敏脱敏算法

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校园网日志动态脱敏解决方案

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