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基于全同态加密的可验证多关键词密文检索方案

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计算机工程 2024年

作者：唐莹莹陈玉玲罗运李再东贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室计算机科学与技术学院

由于云服务器提供强大的存储和计算能力，个人和企业更趋向于将加密数据存储于云端。为了解决密文数据检索困难的问题，利用同态加密的密文检索方式成为研究热点。然而，现有的方案主要集中在单关键词检索上，由于检索限制条件较少、搜... 详细信息

由于云服务器提供强大的存储和计算能力，个人和企业更趋向于将加密数据存储于云端。为了解决密文数据检索困难的问题，利用同态加密的密文检索方式成为研究热点。然而，现有的方案主要集中在单关键词检索上，由于检索限制条件较少、搜索精度较低，从而导致通信和计算开销较大。另外，由于将数据托管到第三方提供的不可信云主机上，可能出现删除、修改或返回不真实、不全面的搜索信息等恶意情况。为此，基于全同态加密和不经意伪随机函数提出了一种新型的密文检索方案。通过构造加密的关键词索引和哈希表，使得方案能够支持多关键词的连接查询。并利用文件的标识和大小生成验证标签，使得数据接收者能够对检索结果的正确性和完整性进行验证。理论分析和实验结果表明，相比于基于全同态加密的单关键词检索方案，检索2～3个多关键词时，其搜索密文效率提升36.2%～45.9%，并且在检索更多关键词时拥有更好的综合性能。

关键词：云存储全同态加密密文检索安全共享可验证

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面向边缘计算的无证书排序密文检索方案

太原理工大学学报 2023年

作者：段婕顾玮张淑娟宫鑫国网山西省电力公司信息通信分公司

随着万物互联时代的到来，移动终端产生的数据呈现爆炸式增长。为了保证云端数据的隐私性和可检索性，密文检索技术应运而生。然而云计算已无法满足当前数据处理要求，针对云计算密文检索方案存在的效率低下，安全等级较低等问题，本文... 详细信息

随着万物互联时代的到来，移动终端产生的数据呈现爆炸式增长。为了保证云端数据的隐私性和可检索性，密文检索技术应运而生。然而云计算已无法满足当前数据处理要求，针对云计算密文检索方案存在的效率低下，安全等级较低等问题，本文提出了一种面向边缘计算的无证书排序密文检索方案。首先，引入边缘节点实现密文的检索，有效分担了云计算的计算开销，同时减少了数据传输路径中泄露的风险；其次，引用无证书公钥密码体系，用户公私钥由自身生成并管理，解决了传统方案中密钥托管和证书管理问题，提高了系统的安全性；最后，通过对索引和陷门的分块，过滤掉与查询无关的关键词，利用安全KNN(k-nearest neighbor)算法计算文档相似性，提高了检索效率及准确率，同时可实现排序的密文检索。实验结果表明，所提方案在已知背景威胁模型下是安全的，并具有较高的效率。

关键词：边缘计算隐私保护密文检索无证书排序

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基于混合云架构的深度语义密文检索

计算机应用研究 2022年第10期39卷 3146-3150页

作者：李剑矫健北京邮电大学人工智能学院北京100876

针对传统的云环境下密文检索方案基于统计学模型来生成文件向量和检索向量,并没有考虑文件和请求的深层次语义信息,提出一种基于混合云架构的深层次语义密文检索模型。通过私有云联邦学习神经网络模型构建向量生成模型,通过公有云存储... 详细信息

针对传统的云环境下密文检索方案基于统计学模型来生成文件向量和检索向量,并没有考虑文件和请求的深层次语义信息,提出一种基于混合云架构的深层次语义密文检索模型。通过私有云联邦学习神经网络模型构建向量生成模型,通过公有云存储密文数据。另外,提出密倒排索引表来存放文件向量,在公有云的检索过程中,保证检索信息不被泄露的情况下提高检索的效率。对真实数据集的分析和实验表明,提出的方案在安全性和搜索效率方面都优于目前同类型的密文检索方案。

关键词：密文检索混合云联邦学习加密倒排索引表

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基于语义扩展的可验证密文检索技术研究

基于语义扩展的可验证密文检索技术研究

作者：王鉴北京邮电大学

学位级别：硕士

海量数据外包会引发严重的数据安全与数据效用冲突问题。一方面,隐私数据以明文形式存储在云端服务器上,极易受到攻击和泄露,需要加密保护并以密文形式外包存储。然而,另一方面,密文由密码系统生成的字符或比特集,难以理解,可能影响数... 详细信息

海量数据外包会引发严重的数据安全与数据效用冲突问题。一方面,隐私数据以明文形式存储在云端服务器上,极易受到攻击和泄露,需要加密保护并以密文形式外包存储。然而,另一方面,密文由密码系统生成的字符或比特集,难以理解,可能影响数据的流通和使用。因此,如何从密文形式外包存储的海量数据中精确地获取目标信息,成为当前研究的热点和难点。可搜索加密能够通过密文搜索实现对目标信息的获取,成为解决这一问题的有效途径。但是,目前多数可搜索加密仅考虑词频因素,无法完整地体现用户的检索意图。并且在结果可信验证方面,现有方案多数缺乏完备的验证机制。基于此,本文展开基于语义扩展的可验证密文检索技术研究,主要工作和创新点如下:(1)提出基于语义扩展的密文检索方法。该方法以Sentence-BERT模型为基础,通过预训练模型提取文档集中的语义特征,并生成文档的特征向量,提高检索精确度并降低空间消耗;利用快速聚类算法有效提高检索速度。该方法还支持密文的动态更新。(2)提出基于语义扩展的边缘协同的可验证密文检索方法。在半诚实且好奇模型下,该方法借助Merkle-B+树和哈希算法实现了对检索结果的正确性和新鲜度的验证,并结合Pailliar同态加密完成了完整性的验证。(3)搭建了基于语义扩展的可验证密文检索原型系统。该系统实现了语义扩展的密文检索并实现了对结果的可信验证,实验表明在WikiQA数据集环境下:语义精确度上相比传统词袋模型平均提升82.08%,空间开销上平均降低99.36%。系统证明了方法的可靠性和可行性。

关键词：可搜索加密密文检索语义扩展动态更新可验证

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云环境下日志密文检索系统的设计与实现

云环境下日志密文检索系统的设计与实现

作者：郑坤北京邮电大学

学位级别：硕士

随着云计算的发展,越来越多的服务被托管到云上。云计算具有更强的计算能力,更大的存储空间,还能省去大量的运维开销。但云计算导致用户失去了对数据的控制权,使得涉及隐私数据的服务难以外包到云上。日志系统是互联网企业的基础工具之... 详细信息

随着云计算的发展,越来越多的服务被托管到云上。云计算具有更强的计算能力,更大的存储空间,还能省去大量的运维开销。但云计算导致用户失去了对数据的控制权,使得涉及隐私数据的服务难以外包到云上。日志系统是互联网企业的基础工具之一,它对于维护大型互联网应用的运行来说有着至关重要的作用,从对资源需求的角度来看,日志系统需要巨大的存储空间和较强的计算能力,适合作为一个云计算服务,但由于日志信息常常包含隐私数据,使得日志系统难以直接被托管到云环境下。因此,为了进一步挖掘潜藏在云计算中的价值,让更多领域享受到云计算带来的好处,将日志系统与密文检索方法相结合,设计并实现云环境下日志密文检索系统。主要工作如下:(1)针对现有密文检索方法存在效率不高的问题,提出了基于分块的密文检索方法。在现有方案基础上对索引和查询向量进行分块,通过分块方法过滤掉大部分与查询无关的关键词来减少冗余的计算,从而提高检索的效率。理论分析和仿真实验表明,该方案在已知背景威胁模型下是安全的,与现有方案相比,该方案在具有相同安全性的同时具有更高的检索效率。(2)根据系统的功能特点和安全需求,对系统进行了需求分析。围绕系统需求,对系统进行了概要设计,将系统划分成日志检索模块、日志加密模块和日志查看模块,其中日志检索模块属于服务端运行在云环境下。对三个模块分别进行了详细设计,设计字典和索引的动态扩充方法。在日志的传输环节引入消息队列技术来实现对日志采集和处理的解耦,同时增强系统在高峰期下的容错性。(3)基于以上系统设计,使用Java语言完成了对系统的实现,并在模拟真实生产环境下进行了功能测试和性能测试,实验结果表明本系统满足预期需求,达到了设计目标。

关键词：云计算密文检索日志系统隐私安全

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基于分块的移动边缘计算密文检索方法

通信学报 2020年第7期41卷 95-102页

作者：王娜郑坤付俊松李剑北京邮电大学计算机学院北京100876 北京邮电大学网络安全学院北京100876

针对云计算密文检索方案的效率问题,提出了基于分块的移动边缘计算密文检索方案。首先,引入了边缘服务器计算文档相似性得分,从而减少了云服务器的计算开销,提升了云服务器的处理效率;其次,在MRSE方案基础上通过分块方法过滤掉大部分与... 详细信息

针对云计算密文检索方案的效率问题,提出了基于分块的移动边缘计算密文检索方案。首先,引入了边缘服务器计算文档相似性得分,从而减少了云服务器的计算开销,提升了云服务器的处理效率;其次,在MRSE方案基础上通过分块方法过滤掉大部分与查询无关的关键词,从而提高了计算文档相似性得分的效率。理论分析和实验结果表明,所提方案在已知背景威胁模型下是安全的,与现有方案相比,所提方案在具有相同安全性的同时具有更高的检索效率。

关键词：云计算移动边缘计算密文检索隐私保护

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XML数据库的加密与密文检索

北京邮电大学学报 2010年第2期33卷 105-110页

作者：刘念周亚建钮心忻杨义先北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876 北京邮电大学网络与信息攻防技术教育部重点实验室北京100876 北京邮电大学灾备技术国家工程实验室北京100876

提出一种基于曲线插值的数据库加密和密文检索模型,该模型通过可扩展标记语言(XML)节点的隐藏机制控制加密粒度,利用曲线插值变换改变数据库密文分布,可有效地抵御各类针对数据库的攻击.在此基础上建立了XQuery检索翻译器,该翻译器支持... 详细信息

提出一种基于曲线插值的数据库加密和密文检索模型,该模型通过可扩展标记语言(XML)节点的隐藏机制控制加密粒度,利用曲线插值变换改变数据库密文分布,可有效地抵御各类针对数据库的攻击.在此基础上建立了XQuery检索翻译器,该翻译器支持数值范围检索,且只需解密少数密文,可提高检索效率,并证明加密模型具备足够的安全性.以OracleXMLDB为例进行实验的结果显示,密文检索效率达到无索引明文检索的65%.

关键词：曲线插值可扩展标记语言数据库密文检索加密粒度

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基于聚类索引的多关键字排序密文检索方案

计算机研究与发展 2019年第3期56卷 555-565页

作者：杜瑞忠李明月田俊峰河北大学网络空间安全与计算机学院河北保定071002 河北省高可信信息系统重点实验室(河北大学) 河北保定071002

为了提高密文检索的效率和精度,提出基于聚类索引的多关键字排序密文检索方案.首先利用改进的Chameleon算法对文件向量聚类,聚类过程中通过记录关键字位置对文件向量进行降维处理.其次,提出适合聚类索引的检索算法,使得在查询过程中可... 详细信息

为了提高密文检索的效率和精度,提出基于聚类索引的多关键字排序密文检索方案.首先利用改进的Chameleon算法对文件向量聚类,聚类过程中通过记录关键字位置对文件向量进行降维处理.其次,提出适合聚类索引的检索算法,使得在查询过程中可以排除大量与查询向量无关的文件向量,减少了不必要的计算消耗.再次,在聚类过程中引入杰卡德相似系数来计算文件向量之间的相似度以及设定合适的阈值提高聚类质量.在真实数据集上进行了实验,理论分析和实验结果表明:在保障数据隐私安全的前提下,该方案较传统的密文检索方案有效地提高了密文检索的效率与精度.

关键词：云安全密文检索排序检索聚类索引 Chameleon算法

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基于相似查询树的快速密文检索方法

软件学报 2016年第6期27卷 1566-1576页

作者：田雪朱晓杰申培松陈驰邹洪信息安全国家重点实验室(中国科学院信息工程研究所) 北京100093 广东电网有限责任公司信息中心广东广州510000

随着云计算的广泛应用,数据中心的数据量急速增加;同时,用户文档通常包含隐私敏感信息,需要先加密然后上传到云服务器.面对如此大量的密文数据,现有技术在大数据量的密文数据上的检索效率很低.针对这一问题,提出在大数据下的基于相似查... 详细信息

随着云计算的广泛应用,数据中心的数据量急速增加;同时,用户文档通常包含隐私敏感信息,需要先加密然后上传到云服务器.面对如此大量的密文数据,现有技术在大数据量的密文数据上的检索效率很低.针对这一问题,提出在大数据下的基于相似查询树的密文检索方法(MRSE-SS).该方法通过设置聚类中心和成员之间的最大距离对文档向量进行聚类,并把中心向量看成n维超球体的球心,最大距离作为半径,再逐步将小聚类聚合成大聚类.使用该方法构建的密文文档集合,在查询阶段,仅需检索查询向量相邻的聚类即可获得理想的查询结果集合,从而提高了密文检索的效率.以《软件学报》最近10年的论文作为样本进行了实验,数据集中选取2 900篇文档和4 800个关键词.实验结果显示:当文档集个数呈指数增长时,检索时间仅呈线性增长,并且检索结果的关联性比传统检索方法更强.

关键词：云计算密文检索多关键字排序检索相似查询树云安全