数据库系统加密与性能优化研究

数据库系统的安全除依赖自身内部的安全机制外，还与外部网络环境、应用环境、从业人员素质等因素息息相关，因此，从广义上讲，数据库系统的安全框架可以划分为网络系统层次、宿主操作系统层次和数据库管理系统层次。这三个层次构筑成数据库系统的安全体系，与数据安全的关系是逐步紧密的，防范的重要性也逐层加强，从外到内、由表及里保证数据的安全。数据库管理系统层次安全技术主要是用来解决相关认识问题。数据库加密系统分成两个功能独立的主要部件：一个是加密字典管理程序，另一个是数据库加解密引擎。数据库加密系统将用户对数据库信息具体的加密要求以及基础信保存在加密字典中，通过调用数据加、解密引擎实现对数库表的加密、脱密及数据转换等功能。数据库信息的加、解处理是在后台完成的，对数据库服务器是透明的。数据库系统加密主要分为以下三个层次：OS层、DBMS内核层和DBMS外层。在OS层加密，在OS层无法辨认数据库文件中的数据关系，从而无法产生合理的密钥，对密钥合理的管理和使用也很难。对大型数据库来说，在OS层对数据库文件进行加密很难实现。在DBMS内核层实现加密，这种加密是指数据在物理存取之前完成加／解密工作。这种加密方式的优点是加密功能强，并且加密功能几乎不会影响DBMS的功能，可以实现加密功能与数据库管理系统之间的无缝耦合。其缺点是加密运算在服务器端进行，加重了服务器的负载，而且DBMS和加密器之间的接口需要DBMS开发商的支持。在DBMS外层实现加密，比较实际的做法是将数据库加密系统做成DBMS的一个外层工具，根据加密要求自动完成对数据库数据的加／解密处理。采用这种加密方式进行加密，加／解密运算可在客户端进行，它的优点是不会加重数据库服务器的负载并且可以实现网上传输的加密，缺点是加密功能会受到一些限制，与数据库管理系统之间的耦合性稍差。
一、数据库系统性能优化
数据库系统近年来得到了广泛的应用，但用户往往会发现，随着时间的推移数据库系统的应用性能逐渐下滑，因而有必要对数据库系统的性能进行优化。
（一）影响数据库应用性能的主要因素
了解数据库应用性能的影响性因素是进行系统优化的前提和基础，笔者根据多年的研究与总结得出数据库应用性能影响因素主要有：数据库连接方式问题，系统应用方式（架构）问题（应用程序设计的优化），数据库设计问题（指定类型SQL语句的优化），数据库管理与研究问题（数据存储、物理存储和逻辑存，存储的优化）和数据库系统的维护方式等。
（二）数据库应用系统优化的主要方式
数据库系统应用性能的下降将会影响到数据库的使用和效率，因而必须对数据库应用系统进行优化处理，具体来说主要包括：
（1）修改应用技术模式，引入“中间表”的概念，在实际单据未进入核心业务流程前，采用“中间表”的技术思路，就是在实际用户操作过程中，实际操作的是一个临时表，在进行数据某个阶段审核（进入下一个环节）后，将临时表的数据写入正式表，并且删除临时表的数据，这样始终保持用户操作表的固定的数据量而且控制增长，可以定期清除。
（2）改进系统应用方式，建立索引并改进索引应用方式
分析当前数据库系统数据表的数据量、利用频率，分析的时候以将目前系统的利用频率大的模块的SQL语句进行跟踪。建立利用率高、点击率高、数据量大的数据表的字段索引，建立索引要根据常用的SQL语句条件顺序来建立，并且要将索引的字段顺序调整为日期＋单位的顺序。同时根据建立的索引的顺序调整所有的性能低的模块语句的条件顺序，将那些使用率高的字段进行优化处理。
（3）改进数据库应用和管理
计算机数据库是为了使用的目的而产生的，数据库的应用和管理方式也将对数据库应用的性能产生积极的影响。数据库是一种资源的共享形式，数据库系统里常常聚集着大量的数据信息，管理人员需对这些信息进行及时的更新处理，以减少数据库系统内的冗员，提高系统的使用效率和使用质量。
（4）利用数据库分区技术进行应用系统的优化
为某些表、索引、视图、存储过程建立专门的数据库分区，目前SQLSERVER、SYBASE、ORACLE均支持数据库分区技术，建立分区技术后，可以将使用频率不同的表建立在不同的设备（分区、磁盘、服务器）上。以提高使用者检索的针对性，从而有效提升数据库系统的应用性能。
计算机数据库系统是计算机一重要的应用领域，它很好地实现了数据资源的共享。加强数据库系统加密和性能优化研究有助于提升数据库系统的应用质量。