云计算环境下可搜索加密算法的研究
最近几年,在云计算的迅猛发展模式下,越来越多的个人用户和企业开始倾向于将大量数据信息外包到云环境中,这样做不仅减轻了本地计算机的管理负担,而且使其享受到更加便捷的服务。然而,为了确保敏感信息不会泄露出去,保护数据安全和隐私性,在云服务器中存储的通常是数据的密文形式,这又使得在海量的密文数据执行检索操作比较困难。可搜索加密技术便应运而生,它是一种使用户直接面向密文进行关键字检索的方法,它的灵活使用能够让用户在大规模的数据中提取到自己感兴趣的那部分文件,为信息查找带来了巨大的便利性,因此成为云计算中的一个研究热点。可搜索加密技术能够使用户节省许多本地的存储空间和网络开销,同时由于云服务器具有强大的计算能力,可以利用这个特点在密文中查找用户输入的关键字,且服务器不会获得任何明文信息。因此,设计高效的可搜索加密方案能够在很大程度上节省开销,提升系统的可用性。本文通过前期对现有的可搜索加密技术深入的调研之后,首先提出一个基于关键字的支持排序的可搜索方案,该方案利用倒排列表建立安全索引,利用相关性分数对文件和关键字的关联程度进行排序,从而达到排序的目的,然而,该方案需要发送两次搜索请求,且只能进行精确关键字查找。为了改善该模型的缺陷,本文又设计出一种新的基于云计算环境能同时支持排名和模糊检索的对称可搜索加密方案,解决的关键问题是:首先,为了解决用户输入过程存在差错的问题,合理地设计出安全索引的数据结构和陷门生成算法以支持密文搜索中的模糊关键字查询。其次,
为了提升用户体验度,减少用户端通信资源和计算资源的消耗,本文基于可搜索加密的系统模型提出一个能够将搜索结果按照与文件的相关度进行排序的算法,使服务器仅返回用户最感兴趣的top-k文件。最后,本文证明了所提方案满足的安全性定义,包括该搜索方案对于搜索隐私具有安全性、一对多保序映射具有安全性以及排序关键字搜索具有安全性。通过对本文云计算环境中的可搜索加密算法进行仿真实验,并对仿真结果进行分析总结,得出本文提出的方案在构建索引和执行检索时的效率有了显著的提升。
云计算环境下可搜索加密算法的研究
