【摘要】：隨著云計(jì)算的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,不可信云計(jì)算環(huán)境下用戶(hù)數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)問(wèn)題已逐漸引起人們的關(guān)注,目前保護(hù)數(shù)據(jù)安全的方法之一是采用加密技術(shù)將數(shù)據(jù)加密后再存儲(chǔ)到云端。但是現(xiàn)有的大多數(shù)加密方案都不支持對(duì)密文的直接運(yùn)算,這削弱了云計(jì)算帶來(lái)的優(yōu)勢(shì),因此,對(duì)密文的運(yùn)算、檢索等是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),也是亟待解決的問(wèn)題。保序加密算法OPE可以在加密明文時(shí),保留明文的順序信息,從而在不解密的情況下直接判斷密文的順序關(guān)系。2013年Raluca Ada Popa提出的可變保序編碼mOPE,利用平衡二叉搜索樹(shù)(AVL)的結(jié)構(gòu)對(duì)密文數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,支持任意數(shù)據(jù)類(lèi)型的保序加密,但在數(shù)據(jù)進(jìn)行插入刪除操作時(shí)效率較低。首先,本文通過(guò)改進(jìn)mOPE方案的編碼調(diào)整機(jī)制,提出了廣義可變保序加密方案gmOPE。該方案將原始的平衡二叉樹(shù)替換為廣義平衡二叉搜索樹(shù)(AVL-N),并且引入了新的重平衡調(diào)整策略。gmOPE方案保證了加密后的密文信息保留明文的順序關(guān)系,并且有效減少了二叉樹(shù)重平衡操作的頻次,顯著提高了保序編碼方案的整體效率。之后,針對(duì)gmOPE方案中客戶(hù)端與服務(wù)器之間存在高頻交互和相應(yīng)的大量通信耗時(shí)的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn),提出了層級(jí)型廣義可變保序加密方案LmOPE,有效減少了客戶(hù)端與服務(wù)器之間的交互次數(shù),進(jìn)一步提高了保序加密算法的性能。最后,在保序加密方案LmOPE的基礎(chǔ)上,結(jié)合浮點(diǎn)數(shù)全同態(tài)加密方案FFHE,實(shí)現(xiàn)了同態(tài)保序加密方案H-mOPE。該方案不僅可以直接對(duì)密文進(jìn)行順序相關(guān)操作,而且可以對(duì)密文進(jìn)行任意次數(shù)的加法和乘法運(yùn)算,并且同態(tài)算法的引入并沒(méi)有對(duì)性能產(chǎn)生較大影響。理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,gmOPE、LmOPE方案有效的降低了編碼變更和客戶(hù)端與服務(wù)器之間交互的開(kāi)銷(xiāo),提高了保序加密的效率。通過(guò)與同態(tài)加密方案的結(jié)合,構(gòu)建的同態(tài)保序加密方案H-mOPE,既保證了算法的效率,又提供了更多對(duì)密文操作的方法。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP309.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2764377