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论文编号 201809-27
论文题目 基于加密和集群管理的分布式Redis安全模型的研究
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示例1:原姓名写法:Albert Einstein,编入参考文献时写法:Einstein A.

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基于加密和集群管理的分布式Redis安全模型的研究

首发时间:2018-09-14

杨璐洁 1   

杨璐洁(1993-),女,硕士,主要研究方向:信息安全、网络安全

朱洪亮 1   

朱洪亮(1983-),男,讲师,主要研究方向:网络与信息安全、移动互联网安全、大数据及云安全等

  • 1、北京邮电大学网络空间安全学院,北京 100876

摘要:NoSQL是新一代的非关系型数据库,Redis属于NoSQL数据库产品之一,是一个开源的key-value类型的内存数据库。Redis支持几乎所有的数据结构,比如:集合、列表、字符串、有序集合。然而,与传统的关系型数据库不同,由于Redis优先考虑的因素是数据库的性能,所以在其默认的配置下,几乎没有部署其他安全防护的措施,并没有为数据提供足够的安全性。本文为Redis做了安全扩展,使用以下方法a)认证服务 b)加密服务 c)主从半同步为Redis数据库增加安全性。加密算法在数据库管理系统领域起着很重要的作用,本文使用AES算法,因为AES算法消耗的加密和解密时间比较少。同时,我们发现,在Redis集群管理中,尽管Redis为了提高数据的安全性支持从节点复制数据,但由于主从节点之间的一致性差,可能导致在数据复制和主从节点建立连接过程中丢失部分数据,且不会通知用户。为了使主从节点间数据复制更加可靠,我们提出了一种利用TCP协议的主从半同步方法,用来保证数据复制和请求回复的顺序,当客户端收到确认的消息时,相应的数据必须被复制。本文通过实验测试了Redis数据库有无安全扩展在性能等方面的差别。我们的工作结果表明:添加安全扩展并不会在系统资源和延迟方面增加过多的开销且大大提高了Redis系统的安全性。

关键词: NoSQL Redis安全 Reids集群 加密 主从半同步

For information in English, please click here

Research on distributed Redis security model based on encryption and cluster management

YANG Lujie 1   

杨璐洁(1993-),女,硕士,主要研究方向:信息安全、网络安全

ZHU Hongliang 1   

朱洪亮(1983-),男,讲师,主要研究方向:网络与信息安全、移动互联网安全、大数据及云安全等

  • 1、Cyberspace Security Academy,Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing 100876

Abstract:NoSQL is a new generation of non-relational database. Redis is one of the NoSQL database products. It is an open source key-value type of in-memory database. Redis supports almost all data structures, such as collections, lists, strings, and ordered collections. However, unlike traditional relational databases, because Redis\'s priority is the performance of the database, in its default configuration, there are few other security measures deployed, and there is no sufficient security for the data. This article makes a security extension for Redis, using the following methods: a) authentication services b) encryption c) master-slave semi-synchronization services add security to the Redis database. The encryption algorithm plays an important role in the field of database management systems. This paper uses the AES algorithm because the AES algorithm consumes less encryption and decryption time. At the same time, we found that in Redis cluster management, although Redis supports data replication from nodes in order to improve data security, due to poor consistency between master and slave nodes, it may result in loss of data replication and connection between master and slave nodes. Partial data and will not notify the user. In order to make data replication between master and slave nodes more reliable, we propose a master-slave semi-synchronization method using TCP protocol to ensure the order of data replication and request reply. When the client receives the acknowledgement message, the corresponding data. Must be copied.This paper tests the difference in performance of the Redis database with or without security extension. The results of our work show that adding security extensions does not add excessive overhead to system resources and latency and greatly increases the security of the Redis system.

Keywords: NoSQL;Redis security;Reids cluster;encryption;master-slave semi-synchronization

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杨璐洁,朱洪亮. 基于加密和集群管理的分布式Redis安全模型的研究[EB/OL]. 北京:中国科技论文在线 [2018-09-14]. http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/201809-27.

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