Die Cumulus4j-Datenstruktur

Die Cumulus4j-Datenstruktur ist unten abgebildet. Sie speichert Objekte in einer Weise, die Relationen von Attributwerten versteckt. Das heißt, es ist nicht ersichtlich mit welchen Werten die Variablen eines Objektes belegt sind.

In der Tabelle ClassMeta werden Metadaten über die gespeicherten Objekte hinterlegt. Jeder Eintrag in ClassMeta enthält eine Liste von Referenzen zu Einträgen in FieldMeta der entsprechenden Klasse. In dieser Tabelle (FieldMeta) sind Metadaten über die Felder von Objekten hinterlegt. Jeder Eintrag in FieldMeta hat eine Referenz zum ClassMeta-Eintrag seiner Klasse und kann Referenzen zu eventuellen enthaltenen Sub-Feldern haben.

Die Tabelle DataEntry speichert eine verschlüsselte Repräsentation der eigentlichen Objekte. Auf diese Objekte kann mittels der IndexEntry-Tabellen, die Indexeinträge und verschlüsselte Referenzen auf Einträge in die DataEntry-Tabelle speichert, zugegriffen werden. Zusätzlich ist in jedem Eintrag in der IndexEntry-Tabelle eine Referenz auf den entsprechenden Eintrag in der FieldMeta-Tabelle enthalten.

Verschlüsselung

Um Ihre Daten zu schützen, benutzt Cumulus4j aktuelle probabilistische symmetrische Verschlüsselungsverfahren (z.B. AES mit Galois/Counter-Mode und PKCS#5-Padding). Eine solche Verschlüsselung versteckt nicht nur den Inhalt, sondern stellt auch sicher, dass Manipulationen entdeckt werden. Cumulus4j verwendet Verschlüsselung für Einträge in der DataEntries-Tabelle und für die Indexeinträge in der IndexEntries-Tabelle.

Entschlüsselung

Cumulus4j transformiert eingehende Datenbankanfragen um sie auf der Cumulus4j-Datenstruktur ausführen zu können. Abgerufene Daten werden on-the-fly entschlüsselt. Selektionen werden effizient in den folgenden vier Schritten durchgeführt:

• Rufe IndexEntries ab, die die Bedingungen der Anfrage erfüllen. Dieser Schritt involviert Entschlüsselung der Indexeinträge.
• Rufe die verschlüsselten Einträge in DataEntries ab, die zu den Indexeinträgen gehören.
• Entschlüssle die abgerufenen Einträge, projiziere und aggregiere sie entsprechend der Anfrage.
• Gebe die Resultate zurück.

Sicherheit

Cumulus4j bietet Ind-ICP-Sicherheit für Ihre Daten. Das bedeutet, dass versteckt wird, welche Attributwerte zusammen gehören. Ein Angreifer, der Ihre Daten stiehlt, kann die darin gespeicherten Objekte nicht rekonstruieren.

Kompatibilität

Der Cumulus4j-Adapter arbeitet für die Applikation transparent. Er ist in DataNucleus integriert und unterstützt JDO sowie JPA vollständig.

Performance

Durch die Verwendung symmetrischer Verschlüsselungsverfahren und Indizes für schnelles Suchen von Einträgen liefert das Plugin eine gute Performance. Ein Ziel dieses Projektes ist die Geschwindigkeitsoptimierung des Adapters, sodass für die erhöhte Sicherheit nur noch ein vertretbar kleiner Mehraufwand nötig ist.