隨著云計算的快速發(fā)展,越來越多的用戶開始將本地數(shù)據(jù)遷移到云端,從而避免繁瑣的本地數(shù)據(jù)管理同時獲得更加便捷的云數(shù)據(jù)管理服務(wù)。然而云服務(wù)器并非完全可信,隱私泄露的事件時有發(fā)生。為了保證數(shù)據(jù)安全和用戶隱私,數(shù)據(jù)一般以密文形式存儲在云服務(wù)器之中。如何對密文進行高效的,滿足復(fù)雜要求的檢索,并且避免頻繁的加解密操作,是目前研究的重點。相較于傳統(tǒng)可搜索加密方案中的精確關(guān)鍵字匹配,相似搜索具有更加廣泛的應(yīng)用價值,k最近鄰查詢廣泛地出現(xiàn)在云應(yīng)用中。因此設(shè)計一個高效的密文相似檢索方法具有非常重要的意義。此外,近年來隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展,許多應(yīng)用面臨處理的數(shù)據(jù)量呈幾何級增長,并且數(shù)據(jù)維度也逐漸增加。高維數(shù)據(jù)所導(dǎo)致的“維度災(zāi)難”的出現(xiàn),使得相似檢索的計算復(fù)雜度呈指數(shù)上升。同時,不斷增加的數(shù)據(jù)體積使得傳統(tǒng)算法效率及其低下,已經(jīng)難以滿足用戶的需求。如何將可搜索加密技術(shù)與高維數(shù)據(jù)相似檢索結(jié)合起來,是目前亟待解決的問題。本文提出了一種針對高維數(shù)據(jù)的分布式的相似可搜索加密方案。方案首先通過局部敏感哈希技術(shù)LSH(locality sensitive hashing)對高維數(shù)據(jù)進行降維處理,隨后利用隨機向量點積與同態(tài)加密等技術(shù),設(shè)計特定的索引加密方式與索引結(jié)構(gòu),使整體方案滿足更加嚴格的隱私定義,能夠隱藏訪問模式信息,且支持動態(tài)操作。索引構(gòu)建及相似查找算法在Hadoop MapReduce框架下進行實現(xiàn),確保了在處理海量數(shù)據(jù)時的高可擴展性。通過對原始數(shù)據(jù)集的拆分并分別為每一個子數(shù)據(jù)集建立單獨哈希表,極大地減少了整體的數(shù)據(jù)索引大小。最后,通過安全性證明與對實驗結(jié)果的分析,本方案在較好的保護隱私性的同時,能夠有效的對密文數(shù)據(jù)進行相似檢索,具有一定的實際價值。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP309
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 文章主要工作
    1.4 章節(jié)安排
2 相關(guān)知識介紹
    2.1 云計算與云存儲
    2.2 可搜索加密技術(shù)簡介
    2.3 對稱可搜索加密
        2.3.1 對可搜索加密定義
        2.3.2 常用密碼學(xué)原語
    2.4 常用加密手段
        2.4.1 對稱加密
        2.4.2 同態(tài)加密
    2.5 相似檢索與球覆蓋
        2.5.1 相似檢索
        2.5.2 近似球覆蓋問題
    2.6 Hadoop簡介
3 方案詳述
    3.1 方案安全定義
    3.2 局部敏感哈希函數(shù)LSH
    3.3 使用MapReduce構(gòu)建分布式方案
        3.3.1 執(zhí)行流程
        3.3.2 基本的LSH分布式實現(xiàn)
    3.4 索引構(gòu)建
        3.4.1 距離抽取
        3.4.2 索引構(gòu)建流程
        3.4.3 索引加密
    3.5 相似檢索
        3.5.1 陷門生成
        3.5.2 索引查詢
        3.5.3 相關(guān)得分計算
        3.5.4 結(jié)果解密
    3.6 動態(tài)操作
        3.6.1 增加數(shù)據(jù)
        3.6.2 刪除數(shù)據(jù)
        3.6.3 修改數(shù)據(jù)
4 方案分析
    4.1 安全性分析
    4.2 實驗分析
        4.2.1 實驗設(shè)置
        4.2.2 實驗評價標準
        4.2.3 實驗結(jié)果分析
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李順東;竇家維;王道順;;同態(tài)加密算法及其在云安全中的應(yīng)用[J];計算機研究與發(fā)展;2015年06期

本文編號：2880237