Целью работы является повышение защищенности данных в NoSQL СУБД от привилегированного нарушителя. Предметом исследования является гомоморфное шифрование в NoSQL-СУБД. Задачи, решаемые в ходе исследования: 1. Анализ безопасности и операций с данными NoSQL-СУБД. 2. Анализ схем и алгоритмов гомоморфного шифрования. 3. Разработка способа сквозного шифрования для NoSQL-СУБД. 4. Проведение экспериментального тестирования. В ходе работы были исследованы различные виды NoSQL-СУБД. Были проанализированы современные алгоритмы и схемы гомоморфного шифрования. В результате работы была разработана схема шифрования NoSQL-СУБД. Полученные результаты могут быть использованы в качестве основы для проектирования систем зашифрованных NoSQL-СУБД.

The purpose of the study is to increase the security of data in NoSQL DBMS from a privileged intruder. The subject of the work is homomorphic encryption in NoSQL DBMS. The research set the following goals: 1. Analysis of security and operations with NoSQL database data. 2. Analysis of homomorphic encryption schemes and algorithms. 3. Development of an end-to-end encryption method for NoSQL DBMS. 4. Conducting an experimental testing. During the work various types of NoSQL databases were studied. Modern algorithms and schemes of homomorphic encryption were analyzed. As a result of the work, a NoSQL database encryption scheme was developed.The results obtained can be used as a basis for designing encrypted NoSQL DBMS systems.

• Введение
• 1 Анализ защищенности и операций NoSQL-СУБД
  • 1.1 СУБД типа «ключ-значение»
  • 1.2 Документо-ориентированные СУБД
  • 1.3 СУБД типа «семейство столбцов»
  • 1.4 Анализ допустимых операций в NoSQL-СУБД
  • 1.5 Выводы по главе
• 2 Анализ алгоритмов гомоморфного шифрования
  • 2.1 Алгоритмы гомоморфного шифрования, допускающие математические операции
  • 2.2 Алгоритмы гомоморфного шифрования, допускающие операцию поиска данных
  • 2.3 Алгоритмы гомоморфного шифрования, допускающие операцию сравнения
  • 2.4 Выводы по главе
• 3 Схема сквозного шифрования NoSQL-СУБД
  • 3.1 Модель злоумышленника
  • 3.2 Разработка подхода к шифрованию NoSQL-СУБД
    • 3.2.1 Выбор негомоморфных алгоритмов шифрования
    • 3.2.2 Особенности применения гомоморфного шифрования, допускающего сравнение, на практике
    • 3.2.3 Дополнительные аспекты шифрования
  • 3.3 Схема шифрования в СУБД типа «ключ-значение»
  • 3.4 Схема шифрования в документо-ориентированных СУБД и СУБД типа «семейство столбцов»
    • 3.4.1 Концепция «луковиц шифрования»
    • 3.4.2 Разбиение данных на ключевые домены
    • 3.4.3 Предлагаемая схема шифрования
  • 3.5 Выводы по главе
• 4 Экспериментальное тестирование
  • 4.1 Тестирование схемы шифрования для СУБД типа «ключ-значение»
  • 4.2 Тестирование схемы шифрования для документо-ориентированных СУБД и СУБД типа «семейство столбцов»
    • 4.2.1 Тестирование математических операций в зашифрованном виде
    • 4.2.2 Тестирование операций сравнения в зашифрованном виде
    • 4.2.3 Тестирование операций поиска в зашифрованных данных
  • 4.3 Выводы по главе
• Заключение
• Список использованных источников