工作流程均受到了SSL的监管，同时，系统的通信模块提供了两个通信接口，分别位于代理用户端和代理服务端。当用户需求接入到SSL安全代理接口后，代理用户端的通信接口将反馈出接收状态给用户，经代理服务端进行数据加密处理后，通信接口将反馈出数据管理状态给用户。用户将根据数据管理状态确定是否有进入到数据库的权限。SSL监管模块对系统所有的数据传输通道进行安全加密，通信接口每产生一次通信信号，SSL监管模块便进行一次安全加密。
图3描述了系统各模块之间的数据通信流程，用户软件从代理用户端中获取通信位置，使用通信位置向网络服务器传输用户访问需求。当网络服务器感应到访问需求，经SSL监管模块加密后的信道将访问需求反馈给通信模块，通过通信模块将访问需求传输到代理服务器。代理服务器对访问需求的完整性进行测试，不完整的访问需求代表此用户无数据库访问权限，SSL监管模块不会提供给此用户通信模块的通信密钥以及数据库密钥。完整的访问需求在用户进入到数据库之前便可完成对通信模块和数据库的SSL密钥验证。由于不法分子借助其他媒介进入数据库时不会产生SSL密钥验证结果，系统一旦检测到这一问题，将踢出不法分子，并记录IP地址。
3 数据库安全代理系统功能实现
3.1 系统功能模型
基于SSL的数据库安全代理系统为数据库初步定制的功能包括委任代理功能、访问代理功能和数据代理功能，各功能分别位于不同的等级中，如图4所示。
委任代理功能位于系统的第一等级，负责构建数据库与用户之间的访问链接和终止访问指令，向用户软件传输SSL安全代理接口的管理结果。由于位于系统的最前端，委任代理功能还负责存储代理信息，并向第二、第三等级分配代理任务；访问代理功能位于第二等级，负责整个系统的安全问题，包括用户访问权限验证、访问权限完整性以及数据与信道的加密和解密；数据代理功能位于最后的等级中，负责接收SSL安全代理接口管理结果，并向数据库发出数据调用请求，请求通过后还需要对用户调出的数据进行加密和解密。
3.2 基于SSL的通信模块功能实现
系统通信模块的各项功能都是由SSL提供的，在代理用户端与用户软件进行数据通信時，SSL先给出TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议）请求[9]，使用握手协议进行通信处理，验证数据收发者之间的身份，使用算法协商获得安全信道，在安全信道中进行数据转发和指令传输。在代理服务器与数据库进行数据通信之前，SSL把用户访问需求以加密形式调取出来，在SSL记录协议层中对用户访问需求进行解密，随后反馈到代理服务器，使用握手协议实现通信。从以上通信方式中能够看出，握手协议和SSL记录协议层是实现数据库安全代理的关键，表1对握手协议的信息流通方向进行了概括，图5给出了SSL记录协议层的数据加密结构。从表1和图5可以看出，握手协议的信息由SSL记录协议层加密为若干个私密结构的报文，私密结构主要包括各类型数据的长度和信道编号。
4 仿真实验
4.1 实验环境搭建
基于SSL的数据库安全代理系统的设计目标是保护数据库私密数据不被窃取，并减少攻击成功次数，下面通过实验验证本文系统对设计目标的实现情况。在数据库所处的网络状态下，不法分子普遍使用的攻击工具名为Sniffer[10]，中文名为嗅探器，也称作抓包软件。Sniffer能够检测到任意网络时段中是否存在通信信号，具有监视网络状态、提取数据流量、诊断数据信号的功能，对于未经加密数据的攻击成功率和数据截获精度极高。
本次实验使用Sniffer搭建出三条数据库攻击通道，每条数据通道的攻击类型都不相同，攻击强度均设为最大。第一条通道模拟了数据库合法用户的IP地址，第二条通道已知合法用户的通信密钥，第三条通道已知合法用户的数据库密钥。三条通道的攻击次数均为1 000次。实验过程中不更改合法用户的IP地址和两种密钥，本文系统的实验对照组选择两款性价比较高的数据库安全代理系统，分别是SQL Server代理系统和ATE代理系统，实验在如图6所示的某大学实验室内进行。
4.2 结果与讨论
SQL Server代理系统、ATE代理系统和本文系统在三条数据库攻击通道中的攻击成功次数和私密数据窃取量如表2，表3，表4所示。实验结果表明，本文系统在合法用户的IP地址和通信密钥已知的情况下，不法分子无法对数据库进行成功攻击，私密数据窃取量为0M。在合法用户数据库密钥已知的情况下，不法分子的1 000次攻击仅有3次成功，但仍然无法获取数据库内的私密数据。相比SQL Server代理系统和ATE代理系统而言，本文系统表现出了非常优异的防护性能。
5 结 语
现有的数据库安全代理系统都不能为数据库提供优质的安全防护，本文设计了一种基于SSL的数据库安全代理系统，对数据库通信通道、用户验证通道和数据库数据进行了加密处理。从实验结果来看，本文系统能够从根本上保证数据库中数据的安全。
参考文献
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