满足前向安全的多用户对称可搜索加密方案研究

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:michael_zhang_x
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可搜索加密是一种新型高效的检索技术,其特点是保证云端数据加密的基础上实现密文数据的搜索。随着可搜索加密技术的发展,国内外学者在搜索效率、使用场景上取得了丰硕成果。但是随着本地数据的不断产生,用户希望对云端数据进行动态更新,为此国内外学者提出了支持动态更新的可搜索加密方案。然而,最新的研究表明,已有的动态可搜索加密方案存在安全漏洞,可能遭遇敌手的注入式攻击。因此,研究动态更新场景下更加安全的对称可搜索加密方案是有必要的。基于云存储中加密的数据,本文对对称可搜索加密技术进行研究,以求达到更安全的可搜索加密方案。论文完成的主要工作如下:(1)结合空间向量模型,提出了一种基于语义分组的动态对称可搜索加密方案。首先提出构建语义分组平衡二叉树作为索引结构,该结构通过语义分组减少搜索时访问的节点数,提高搜索效率。然后结合分区矩阵思想,提出一种新的文档更新方法。该方法为新添加关键词重新构建矩阵并添加虚拟关键词保证更新时的安全性,从而避免更新时新添加文档和关键字之间关联性的泄露。最后对方案进行正确性分析验证方案的可行性,通过构建安全模拟游戏证明方案的安全性。(2)针对恶意服务器带来的安全威胁,提出了一种结果可验证的前向安全对称可搜索加密方案。不同于以往的动态对称可搜索加密方案都假设服务器是诚实可信的,本方案着重研究恶意服务器模型下可搜索加密方案的安全性问题。首先提出一种新的结果验证器构建机制,该机制利用伪随机函数可验证的特性为索引结构生成绑定标签从而解决恶意服务器搜索结果有效性验证问题。然后结合陷门单向传递技术,保证陷门不可逆转,使得方案满足前向安全,接着利用代数伪随机函数代替伪随机函数降低客户端保存状态信息产生的额外存储开销。最后通过形式化分析证明了本方案具备更高的安全性。(3)针对对称可搜索加密的多用户场景,本文提出了一种动态多用户前向安全对称可搜索加密方案。本方案着重研究多用户的访问控制和前向安全问题。首先通过密钥分发技术为每个用户都生成用户加解密密钥和辅助加解密密钥,搜索和解密过程需要两种密钥协调完成。不同于单用户前向安全可搜索加密状态信息的存储策略,本方案引入可信第三方服务器存储状态下信息并支持对用户身份的验证。陷门构造须由数据用户和可信第三方服务器共同完成,从而保证方案的前向安全性。最后通过方案分析,证明本方案在保证更高安全性的基础上仍具备较高效率。
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