【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,本地的存儲(chǔ)與計(jì)算資源不能完全滿足人們的需求。在這種情況下,越來越多的數(shù)據(jù)集中在云服務(wù)器上。由此而帶來數(shù)據(jù)隱私的問題。采用可搜索加密的方法,使得數(shù)據(jù)能夠加密保存在云服務(wù)器端并且保留對其進(jìn)行關(guān)鍵字搜索的能力。動(dòng)態(tài)可搜索加密方案增加了用戶更新外包數(shù)據(jù)庫的能力,同時(shí)保留了外包數(shù)據(jù)的保密性和可搜索性。然而,現(xiàn)有的許多動(dòng)態(tài)可搜索加密方案在更新時(shí)造成的泄漏可能會(huì)對用戶的隱私產(chǎn)生危害。因此提出了動(dòng)態(tài)可搜索加密的前向安全和后向安全。因此本文經(jīng)過對現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)可搜索加密方案的研究,分別從效率的提升和查詢表達(dá)能力的提升的角度,提出了兩個(gè)適用于單用戶場景模型的滿足前向和后向安全的動(dòng)態(tài)可搜索加密方案。具體工作總結(jié)如下:1、從提高查詢效率及減少空間占用的角度,構(gòu)造了一種前向和后向安全的動(dòng)態(tài)對稱可搜索加密方案。方案使用二叉樹的倒排索引,基于陷門置換和穿刺加密,在更新和刪除時(shí)動(dòng)態(tài)的更新搜索令牌,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了前向安全和后向安全。分析證明該解決方案符合安全性。對方案的效率和性能分析表明滿足了用戶提高查詢效率及減少空間占用的需求。2、從提高查詢表達(dá)能力的角度,對前向和后向安全的動(dòng)態(tài)對稱可搜索加密方案做出支持多關(guān)鍵字查詢的擴(kuò)展,提出了滿足多關(guān)鍵字查詢的前向和后向安全的動(dòng)態(tài)對稱可搜索加密方案。滿足多關(guān)鍵字查詢的前向和后向安全的動(dòng)態(tài)對稱可搜索加密方案使用二叉樹的倒排索引,基于陷門置換和穿刺加密確保方案的前向安全和后向安全,同時(shí)利用最小覆蓋樹和關(guān)鍵字的相關(guān)性實(shí)現(xiàn)多關(guān)鍵字查詢的需求。分析證明該方案符合安全性。對方案的效率和性能分析表明方案支持多關(guān)鍵字查詢,提高了查詢表達(dá)能力。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP309.7
【圖文】：

可搜索加密[[46]]一般包含三個(gè)參與者，分別是數(shù)據(jù)擁有者（DataOwner）、數(shù)據(jù)使用者（DataUser）和第三方云服務(wù)器（CloudServer）。特殊情況下，當(dāng)數(shù)據(jù)擁有者（DO）和數(shù)據(jù)使用者（DU）可以是同一用戶，此時(shí)可搜索加密有兩個(gè)參與者�？伤阉骷用芗夹g(shù)的一般過程如圖 2.1 可搜索加密基本框架所示：1、文件加密。數(shù)據(jù)擁有者在本地為自己的文件生成加密索引，并且使用密鑰對自己擁有的文件加密。最后將密文和索引一同上傳。2、陷門生成。當(dāng)使用者想要對某個(gè)關(guān)鍵字做檢索時(shí)，使用者運(yùn)用密鑰對想要查詢的關(guān)鍵字生成相應(yīng)的關(guān)鍵字陷門，將陷門作為搜索請求發(fā)送給服務(wù)器。3、查詢檢索。按照接收到的關(guān)鍵字陷門，服務(wù)器利用加密索引，對密文進(jìn)行查詢，找到包含關(guān)鍵字的密文文件，返回給數(shù)據(jù)使用者。4、文件解密。數(shù)據(jù)使用者在接收到服務(wù)器返回的密文文件后，使用解密秘鑰進(jìn)行解密，得到需要文件的明文。

圖 3. 1 系統(tǒng)模型3.2.2 算法定義DSSE-FB 方案由以下 3 個(gè)算法組成：Setup、Search、Update。下面給出算法的具體定義。（1）（PK，SK，K，Ktag，W）←Setup（1λ）。按照輸入的安全參數(shù) λ，算法生成偽隨機(jī)函數(shù) F 的密鑰 K，陷門的公私鑰對（SK，PK）以及一個(gè)用來存儲(chǔ)關(guān)鍵字的空表 W。該算法只有客戶端參與。（2）{ind}←Search（w，EDB）。算法輸入是關(guān)鍵字 w 和加密的數(shù)據(jù)庫及索引，輸出是包含關(guān)鍵字的文件 ID 的集合{ind}。算法由客戶端和服務(wù)器共同參與。（3）⊥←Update（op，w/ind，EDB）。算法的輸入是操作類型 op=（add，del）和關(guān)鍵字/文件 ID 的對 w/ind。根據(jù)輸入，算法執(zhí)行 EDB 的更新操作。算法

| Pr [D SSEReal（ ,q ） = 1 Pr DSSEIdeal（ ,q ） =1] |negl（ ） 則當(dāng) =（ Srch， Updt）時(shí)，其中 Srch=（sp（w），TimeDB（w），UpHist（w））， Updt（op，w，ind）=op，DSSE-FB 方案是 -適應(yīng)性安全的。3.3 基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本部分主要介紹 DSSE-FB 使用的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括存儲(chǔ)在云服務(wù)器端的倒排索引結(jié)構(gòu)二叉樹，以及存儲(chǔ)在客戶端中的關(guān)鍵字鏈表。3.3.1 倒排索引二叉樹本文中，存儲(chǔ)在云服務(wù)器端的索引的結(jié)構(gòu)使用完美二叉樹（Perfect BinaryTree，PBT）。當(dāng)有 m 個(gè)關(guān)鍵字時(shí)，構(gòu)建一棵高為 l og（ m） +1 的完美二叉樹，并給樹中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)賦值。其中，葉子節(jié)點(diǎn)代表關(guān)鍵字。

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本文編號(hào)：2791571