云存储中高效密文检索的中文数据加密方案

数据加密是确保云存储数据安全的主要技术,高效的密文检索技术对于提高密文检索效率和减小存储开销起到了决定性作用。大多数已有的基于密文检索的中文数据加密方案需要上传密钥,增加了密钥泄漏的风险。在密文检索过程中,对于关键字的匹配,一些方案需要多次对密文解密,严重降低了密文检索的效率;另一些方案构建了大量的索引文件,浪费了云存储空间。文中提出了一种能兼顾检索效率和存储开销的中文数据加密方案,其在数据加密阶段利用了数据分块随机排序和标号向量加密技术,在密文检索阶段配合构建的索引向量文件对密文进行类明文检索。在整个过程中不需要将密钥上传至云服务器,建立索引向量文件所消耗的存储空间也小于其他基于索引的方案。实验表明,本方案在检索效率和存储开销上优于其他两种方案,并且能在耗费较少时间和存储空间的情况下准确地找到用户存储的数据。     

支持语义扩展的动态多关键词密文排序检索

针对云存储环境下已有的动态多关键词密文排序检索方案不支持关键词语义扩展、不具备前向安全和后向安全的问题，提出一种支持语义检索且具备前向安全和后向安全的动态多关键词密文排序检索方案。该方案通过构建语义关系图实现查询关键词的语义扩展；使用树索引结构实现数据的检索和动态更新；利用向量空间模型实现多关键词排序搜索；基于安全K近邻算法对维度扩展后的索引和查询向量进行加密。安全性分析表明，该方案在已知密文模型下是安全的且具有动态更新时的前向安全和后向安全。效率分析及仿真实验结果表明，该方案在服务器检索效率方面优于目前同类型具有相同安全性或相同功能的方案。     

基于同态加密的全文检索方案设计与实现

为了有效保障外包数据的安全性,满足用户高效检索储存在云中的数据。提出一种基于同态加密的云存储全文检索方案。该方案以整数向量加密技术为基础,建立向量空间模型,进而在密文下计算检索向量与文档向量的余弦相似度,进行检索。方案利用加密算法的同态性,在上传文件,检索以及下载文件的整个过程中,云服务器均无法获取明文数据,方案可进行多关键词检索。在第三方不可信云存储场景中具有准确和更高的检索效率,方案描述简单,保证了用户数据的机密性,在实际场景中具有良好的应用。     

面向混合云的可并行多关键词Top-k密文检索技术

随着云计算技术的迅猛发展,越来越多的企业和个人青睐使用私有云和公有云相结合的混合云环境,用于外包存储和管理其私有数据。为了保护外包数据的私密性,数据加密是一种常用的隐私保护手段,但这同时也使得针对加密数据的搜索成为一个具有挑战性的问题。文中提出了面向混合云的可并行的多关键词Top-k密文检索方案。该方案通过对文档、关键词分组进行向量化处理,并引入对称加密和同态矩阵加密机制,保护外包数据的私密性,同时支持多关键词密文检索;通过引入MapReduce计算模式,使得公有云和私有云合作完成的密文检索过程能够按照并行化方式执行,从而能够支持针对大规模加密数据的并行化检索。安全分析和实验结果表明,提出的检索方案能够保护外包数据的隐私,且其检索效率优于现有的同类方案。     

一种云环境中密文数据的模糊多关键词检索方案

越来越多的企业和个人用户将大量的数据存储在云服务器。为了保障数据隐私,重要数据以密文形式存储在云端,但却给数据检索操作带来严峻挑战。传统的基于明文的检索方案不再适用,已有的基于密文的检索方案存在不支持模糊检索或多关键词检索、效率较低、空间开销较大、不支持检索结果排序等问题。因此,研究安全高效的密文检索方法具有重要意义。提出了一种新的云环境中密文数据的模糊多关键词检索方案,该方案能够从云服务器上检索出包含有指定多个关键词的密文,支持模糊关键词检索,并且不会向云服务器和其他攻击者泄露与数据和检索相关的任何明文信息;使用计数型布隆过滤器和MinHash算法构建索引向量和查询向量,使得索引构建和查询过程更加高效,且排序结果更加准确。安全性分析和性能评估表明该方案具有高安全性、可靠性、检索效率和准确率。     

基于同态加密的密文检索方案研究

现有的密文检索技术主要是采用的是布尔模型,它无法精确的计算出检索项与待检索文件的相关度,不能按相似度进行精确的排序;针对以上情况,结合同态加密技术和基于TF-IDF的向量空间模型技术,提出了一个基于向量空间模型全同态环境下的密文检索方案BVH(based vector space model and homomorphism ciphertext retrieval scheme),BVH主要分为3个步骤:第一是预处理阶段,主要对上传的文件建立倒排索引,生成文件向量集,计算各个文件向量的模,对文件向量集和要上传的文件加密以密文的形式上传到云端;第二个阶段是检索阶段,主要是将搜索词的向量密文和各个文件向量的密文相乘将结果以密文的形式返回给客户端;第3个阶段结果处理阶段,主要是对解密后的结果进行相应的计算处理,对最后的处理结果按相似度大小排序;经分析,该方案在准确率和检索效率方面都得到了较大提升。     

基于访问控制安全高效的多用户外包图像检索方案

由于公有云不是可信的实体,通过公有云提供图像检索服务时,它可能会窃取图像数据的敏感信息。近年来,密文图像检索方法被提出,用于保护图像隐私。然而,传统的隐私保护图像检索方案搜索效率较低,且无法支持多用户场景。因此,提出一种基于访问控制安全高效的多用户外包图像检索方案。该方案采用一次一密和矩阵变换方法,实现基于欧几里得距离（简称欧氏距离）相似性的密文图像检索,并利用矩阵分解和代理重加密,实现多用户外包图像检索。采用局部敏感哈希算法构建索引,提高密文图像检索效率。特别地,提出一种基于角色多项式函数的轻量级访问控制策略,该策略能够灵活设定图像访问权限,防止恶意用户窃取隐私信息。安全性分析论证了所提方案能够保护图像和查询请求的机密性;实验结果表明所提方案能够达到高效的图像检索。     

云环境下基于可搜索加密技术的密文全文检索研究

为了解决云存储技术带来的数据安全和高效检索问题,在深入研究可搜索加密技术基础上,提出一种基于云存储的密文全文检索模型,给出基于可搜索加密技术的密文全文索引构建和检索策略,并对方案的安全性进行分析。实验表明,云存储环境下基于可搜索加密技术的密文全文检索方案既保证了数据的安全性,又具有很好的检索效率,可适用于海量数据的加密存储与高效安全检索。     

隐蔽无线通信网络传输信息云存储密文检索

云储存技术下密文检索由于储存位置不同,需要使用与传统数据库不同的检索策略.提出隐蔽无线通信网络传输信息云存储密文检索.分析隐蔽通信流程,构建AWGN信道模型;设计多层次云储存平台架构,构建包含云储存平台、数据拥有者以及授权用户群三个实体的密文检索系统模型;利用改进的质量层次聚类方法获取信息特征根计算贡献率,实现数据降维,完成聚类;结合用户基本信息与密文兴趣向量,建立用户兴趣模型;确定需检索的关键字权重,将其发送到云端服务器,计算陷门与索引向量内积,将得分最高的密文反馈给用户,完成密文检索.仿真结果表明,上述方法所需检索时间较短,提高检索效率,且满足安全性要求.     

区块链电子病历中基于密钥聚合的密文检索方案

为实现对多个电子病历文件的密文检索,提出一种基于密钥聚合的密文检索方案。当数据用户对多个文件进行搜索时,利用密钥聚合技术生成一个聚合陷门即可实现对多个文件的批量搜索。当数据用户检索得到医疗云服务返回的文件时,通过区块链中的智能合约技术完成检索数据的完整性和正确性验证。分析结果表明,该方案满足聚合密钥、陷门和关键字隐私安全需求,在数据加密阶段和关键字搜索阶段相比现有方案具有更高的检索效率。     

一种面向隐私保护的密文检索算法

针对移动云计算环境下数据外包所带来的安全问题,为了保证数据的安全性和密文检索的效率,通过改进传统的密文检索结构,增加私有云索引服务器以实现索引文件与密文文件的存储分离,并在此基础上提出了一种面向隐私保护的密文检索算法。考虑到移动设备的弱计算能力,算法采用对称可搜索加密的方式以减少计算开销,并以Trie树作为索引结构以提高检索效率,同时支持对检索结果排序。理论分析与实验结果表明,该算法能够实现对用户的隐私保护,并具有较好的存储空间和检索时间的性能。     

基于计数型布隆过滤器的可排序密文检索方法

云计算环境下密文检索困难,已有的可搜索加密方案存在时间效率低、文件检索索引不支持更新、检索结果不能实现按精确度排序等问题。首先基于计数型布隆过滤器构建文件检索索引,将文件集中的关键词哈希映射到计数型布隆过滤器索引向量,实现了按关键词进行密文检索,同时,支持密文检索索引的动态更新。其次,由于计数型布隆过滤器本身不具备语义功能,不能实现按相关度对检索结果排序,引入关键词频率矩阵和词频逆文本频率（TF-IDF）模型计算关键词的相关度分值,以实现按相关度分值对检索结果排序。最后,理论和实验性能分析证明了该方法的安全性、可更新能力、可排序能力和高效性。     

支持检索关键词语义扩展的可排序密文检索方案

针对云计算环境下已有的密文检索方案不支持检索关键词语义扩展、精确度不够、检索结果不支持排序的问题，提出一种支持检索关键词语义扩展的可排序密文检索方案。首先，使用词频逆文档频率（TF-IDF）方法计算文档中关键词与文档之间的相关度评分，并对文档不同域中的关键词设置不同的位置权重，使用域加权评分方法计算位置权重评分，将相关度评分与位置权重评分的乘积设置为关键词在文档索引向量上相应位置的取值；其次，根据WordNet语义网对授权用户输入的检索关键词进行语义扩展，得到语义扩展检索关键词集合，使用编辑距离公式计算语义扩展检索关键词集合中关键词之间的相似度，并将相似度值设置为检索关键词在文档检索向量上相应位置的取值；最后，加密产生安全索引和文档检索陷门，在向量空间模型（VSM）下进行内积运算，以内积运算的结果为密文检索文档的排序依据。理论分析和实验仿真表明，所提方案在已知密文模型和已知背景知识模型下是安全的，且具备对检索结果的排序能力；与多关键字密文检索结果排序（MRSE）方案相比，所提方案支持关键词语义扩展，查询准确率比MRSE方案更加准确可靠，而检索时间则与MRSE方案相差不大。     

基于ElGamal的同态云端密文存储检索方案

云端数据存储的安全性和检索效率是网络空间安全亟待解决的问题之一. 本文提出了一个新的密文检索模型, 并在此基础上利用ElGamal同态密码算法和SM4分组密码算法, 设计了一种基于混合同态加密的云端密文存储检索方案. 首先, 该检索方案能够在数据上传、检索和下载的过程中, 保证数据的安全, 可用于个人云端U盘等应用场景. 其次, 对该方案的正确性和安全性进行分析. 最后, 通过实验的方式对方案的正确性进行了证明. 实验结果表明该方案在保证数据安全的情况下, 检索结果正确, 效率高.     

云环境中基于目标检测的密文图像检索方案

越来越多的企业和个人用户选择将大量的图像文件存储在云服务器中,并提供图像的检索和共享功能。为了保障所存储的重要图像信息不被窃取,图像文件以加密的形式存储在云服务器中,这给图像的检索操作带来了挑战。传统的明文检索方案已经无法适用,并且如何保证大量密文图像数据的检索效率和精确度也是一个重要问题。针对上述问题,提出了一种云环境中基于目标检测的密文图像检索方案,利用基于深度学习的目标检测模型Faster R-CNN对图像精确提取关键词集合和特征向量,使用关键词集合对图像集合粗分类,使用多重线性映射对关键词加密并构建安全索引,以高效检索出匹配的图像集合,再对图像特征向量精确匹配,实现图像的细分类,以检索出最终的图像。安全性分析和性能评估表明该方案具有高安全性、检索效率和精确度。     

基于倒排索引的可验证混淆关键字密文检索方案

随着云计算的发展,以密文检索为核心技术的安全搜索问题日益成为国内外研究的热点.为了提高密文检索方案的安全性,提出了基于倒排索引的可验证混淆关键字密文检索方案.首先,在构建陷门时插入混淆关键字抵抗恶意云服务器的关键字攻击,同时引入数据缓存区,利用Pailliar加密技术对包含混淆关键字搜索结果进行盲计算,过滤掉包含目标关键字以外的密文数据,减少通信开销;其次,利用双线性映射生成标签验证搜索结果,并对方案在正确性、安全性和可靠性这3个方面进行了验证.在真实数据集上进行反复实验,理论分析和实验结果表明,该方案在保证检索效率的同时,比现有的密文检索方案有效地提高了密文检索的安全性.     

具有高效授权的无证书公钥认证可搜索加密方案

设计了1个高效授权的无证书密码环境下的公钥认证可搜索加密方案的安全模型,并提出了具体的具有高效授权的无证书公钥认证可搜索加密方案。该方案中云服务器利用数据属主对密文关键词索引的签名进行数据属主的身份验证;其次,数据用户对授权服务器进行授权,授权服务器可以对数据用户进行验证,若数据用户合法,则协助数据用户对云服务器返回的密文执行有效性的验证;同时,数据属主与数据用户利用云服务器公钥生成的密文关键词索引与陷门搜索凭证,可以保证密文关键词索引与陷门搜索凭证满足公开信道中的传输安全。最后使用仿真验证了所提方案的效率。