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一种灵活精度可控的可搜索对称加密方案

一种灵活精度可控的可搜索对称加密方案

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作者：陶汝裕华南农业大学

学位级别：硕士

近年来,随着云计算技术和云存储服务的快速发展,越来越多的用户选择将数据外包给公开的云服务器。然而,公开的云服务器作为第三方服务提供商是不可完全信赖的。为了保证用户数据和隐私,用户选择加密明文数据然后外包到公开云服务器存储... 详细信息

近年来,随着云计算技术和云存储服务的快速发展,越来越多的用户选择将数据外包给公开的云服务器。然而,公开的云服务器作为第三方服务提供商是不可完全信赖的。为了保证用户数据和隐私,用户选择加密明文数据然后外包到公开云服务器存储。虽然外包密文数据极大地便利了用户,但是在密文数据下明文数据检索技术就不会起作用。因此可搜索加密技术便应运而生。在传统基于关键词集的可搜索对称加密技术SSE(Searchable Symmetric Encryption)中,关键词集合通常由关键词提取算法生成,这样会使关键词的内容和数量严格地受到关键词提取算法的限制。在这种可搜索加密方案中,关键词提取算法是高效的,用户只能搜索到系统初始化生成的关键词集中的关键词,而无法搜索到任何其他相关内容。关键词提取算法是低效的,用户几乎无法搜索到想要的文件。此外用户可能会接收到大量低精度结果,这些结果与用户想要的结果有一定差距从而影响用户体验。这些问题都极大地限制了加密搜索技术的应用。本文通过研究上述的这些问题,提出了一种能够支持灵活的精度可以控制的可搜索对称加密方案FASSE(Flexible Accuracy-controllable Searchable Symmetric Encryption),通过在系统运行过程中灵活地搜索关键词,减少了对关键词集的过度依赖,有效提高了加密搜索技术灵活性。FASSE在灵活高效的搜索的同时也保证了用户的隐私和数据都不会泄露。FASSE提供了三种基本搜索方式,分别是一次命中搜索、增强搜索和过滤搜索。这三种搜索方式对应着用户一次在字典中找到搜索关键词记录、没有在字典中找到搜索关键词记录而一次在文档摘要中找到搜索关键词记录、多次在字典和文档摘要中查找到搜索关键词记录的三种搜索情况。同时,本文除了一次命中搜索、增强搜索和过滤搜索还结合这三种搜索方式设计了一种基于通配符技术的模糊增强搜索,并且通过设置部分参数从而达到灵活可控精度的搜索效果从而进一步增强系统的实用性。本文中的FASSE方案可以抵抗IND-CKA,并在文中给出了相应的安全性证明。FASSE方案的具体实现语言是Java编程开发语言实现并且通过对一次命中搜索、增强搜索、过滤搜索、模糊增强搜索的实验得出FASSE在实验论文数据集中平均搜索完每一篇论文的时间为100ms。

关键词：可搜索对称加密 bwt数据转换后缀数组 FM索引 LF映射 SubLF映射

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