可搜索加密技术研究综述

从可搜索加密的两类基本问题出发,回顾了相关研究历史.介绍了可搜索加密的分类,包括其应用场景和应用模型,并探讨了相应的解决策略,从构造角度,将其分为对称可搜索加密和非对称可搜索加密.基于这种分类,围绕基本定义、典型构造和扩展研究,对可搜索加密相关工作进行了综述.最后,总结和展望了待解决的关键性问题和未来的研究方向.这些工作将对可搜索加密的进一步研究起到一定的促进作用.     

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。     

对称可搜索加密技术研究进展

具有前向隐私和后向隐私的动态对称可搜索加密(dynamic searchable symmetric encryption, DSSE)方案能够支持动态添加和删除密文索引且具有较高的搜索效率,一直是近年来研究的热点. 针对Aura方案中存在密文存储开销大和误删除的问题,给出了对称可撤消加密（symmetric revokable encryption,SRE）原语更严格的正确性定义,从理论上分析了误删除发生的条件,通过设计穿刺密钥位置选择算法,避免了哈希碰撞导致的节点位置重用. 在此基础上,构造了基于SRE对称可搜索加密方案. 方案利用多点可穿刺伪随机函数实现一次穿刺所有未使用节点,既有效降低了搜索时服务器的计算开销,又可避免提前暴露未使用密钥,提高方案的安全性. 最后,从搜索效率、存储开销、通信开销和安全性等方面对方案进行了分析. 理论分析和实验结果表明,所提方案不仅能够减小服务器密文存储时的空间开销,避免误删除索引,而且在大规模节点下具有更高的搜索效率.

     

云环境下基于属性的多关键字可搜索加密方案

可搜索加密技术可在不解密数据密文的同时实现密文关键字的检索,很好地保护了数据存储方的隐私.针对目前大多数可搜索加密方案无法支持用户自定义搜索策略的问题,提出了一种安全、高效、可支持任意表达的基于属性可搜索加密方案.该方案首先基于LSSS搜索结构,支持任意合取、析取或单调布尔表达式的多关键字搜索策略,用户使用私钥为LSS...     

云环境下基于属性策略隐藏的可搜索加密方案

基于属性的可搜索加密技术可以实现对数据的细粒度访问控制,但现有的可搜索加密方案,关键字的搜索、访问控制、文件加密基本上是分别执行的,导致攻击者可能跳过访问策略直接进行关键字索引匹配或文件解密;其次,现有方案中数据拥有者需将加密文件的密钥以安全通道传给用户,增加了数据拥有者的开销;此外,大多基于树型的访问控制策略是公开的,容易造成隐私泄露。因此,基于线性秘密分享（LSSS,linear secret sharing schemes）访问结构,提出了一种云环境下基于属性策略隐藏的可搜索加密方案。通过将策略秘密值嵌入关键字加密与文件存储加密,实现访问控制、关键字搜索与文件加密的有机结合;通过聚合密钥技术实现用户无须与数据拥有者交互,即可对文件进行解密的功能,减轻了密钥管理的负担,存储空间提高约30%。实验结果及安全性分析表明,所提方案具有数据存储的安全性、访问策略的隐私性、陷门的不可连接性等功能,具有较高的密文检索效率,与已有主流方案相比,检索效率提高至20%以上。     

从云邮件安全看加密技术的发展

随着云计算的快速发展,与云邮件系统相关的安全问题越来越受到人们的关注。传统公钥加密技术虽然可以满足云邮件系统的安全性需求,但是在易用性方面却存在严重不足。通过分析传统加密技术存在的不足,探讨前沿的代理重加密和可搜索公钥加密技术在解决云邮件系统的安全性与易用性方面的优势与存在的科学问题。     

复杂语义可搜索加密研究

可搜索加密是一种支持用户在密文上进行关键词检索的密码学原语,能够为用户节省大量的网络和计算开销.进一步地,复杂语义可搜索加密,主要包括通配符可搜索加密、模糊关键词可搜索加密和多关键词可搜索加密,能够支持用户对密文进行各种形式多样化的搜索,而不局限于完整的单关键词搜索,更切合用户的实际搜索情形.本文主要从上述三类复杂语义可搜索加密的研究现状、典型构造、三者关系等方面展开研究,提出一种新的关键词特征提取方式,使得通配符可搜索加密可转化为一般的多关键词可搜索加密,最后讨论了现阶段复杂语义可搜索加密需要解决的问题及未来的研究思路.     

可搜索加密研究进展综述

随着云计算的迅速发展,为保护用户外包数据的安全和用户隐私,越来越多的企业和用户选择将数据加密后上传。因此,对云服务器上加密数据的有效搜索成为用户关注的重点。可搜索加密技术是允许用户对密文数据进行检索的密码原语,利用云服务器的强大计算资源进行关键词检索。根据使用密码体制的不同,介绍了可搜索加密的分类,将其分为对称可搜索加密和非对称可搜索加密。基于这种分类,首先介绍了典型方案,之后从可搜索加密的语句表达能力和安全性2方面进行介绍,并指出了该领域当前研究中急需解决的问题及未来研究方向。     

可搜索加密的研究进展

可搜索加密是解决云端不可信条件下加密数据安全云检索的重要方法。针对可搜索公钥加密、可搜索对称加密这2种可搜索加密类型,分别介绍了近几年来学术界的主要成果及其存在的问题、解决方法。在可搜索公钥加密领域,主要介绍了高安全条件下降低检索复杂度的方法;在可搜索对称加密领域,主要介绍了高安全条件下支持物理删除的方法。     

可搜索加密研究进展

随着大数据与云计算的发展,以可搜索加密为核心技术的安全搜索问题日益成为国内外研究的热点.围绕可搜索加密的新理论、新方法和新技术,针对可搜索加密的模式、安全性、表达能力和搜索效率等方面进行综述.主要内容如下：安全搜索必不可少的新理论研究进展,包括可搜索加密、属性基加密及其轻量化等相关理论问题的研究情况介绍;基于公钥密码算法(包括轻量化公钥密码算法)的安全搜索研究中,提出的减少公钥密码算法的使用次数的新方法概述;针对体域网、车载网、智能电网等新兴网络应用服务,介绍了前述新理论、新方法的应用情况.实现安全搜索,通常将不得不多次使用开销极大的公钥密码算法,所以在资源受限的网络中“怎么使用公钥密码算法”就成为一个关键问题.因此除了轻量化实现技术,减少使用公钥密码算法的次数(尤其是只使用一次)应成为高效解决这类问题的最为关键的步骤.此外,还指出了该领域当前研究中需要解决的公开问题和未来的发展趋势.     

对称可搜索加密的安全性研究进展

为节约本地存储空间以及管理开销,文件可通过云存储服务被上传到云服务器.云存储服务作为一项重要的云技术已得到了广泛的研究和应用.文件以明文的形式存储显然无法满足隐私保护和安全需求,但若以传统的加密方式将加密后的文件上传服务器又使服务器失去检索原文件的能力.可搜索加密(Searchable Encryption,SE)是近...     

基于云存储的多用户可搜索加密方案

云存储服务允许用户外包数据并以此来降低资源开销。针对云服务器不被完全信任的现状,文章研究如何在云环境下对数据进行安全存储和加密搜索。多用户的可搜索加密方案为用户提供了一种保密机制,使用户可以在不受信任的云存储环境下安全地共享信息。在现有的可搜索加密方案的基础上,文章提出了一种安全有效的带关键字搜索的加密方案,以及更加灵活的密钥管理机制,降低了云端数据处理的开销。     

云存储中支持属性撤销的多关键词可搜索加密方案

云存储的便捷性和管理高效性使得越来越多的用户选择将数据存放在云端。为支持用户对云端加密数据进行检索,提出云存储中基于属性加密支持属性撤销的多关键词搜索方案。采用线性秘密共享矩阵来表示访问控制结构,实现密文细粒度访问控制,在属性撤销过程中不需要更新密钥,应对用户属性变更的情况,在此基础上构造基于多项式方程的搜索算法支持多关键词搜索,从而提高搜索精度。理论分析和实验结果表明,该方案具有陷门不可伪造性和关键词隐私性,能够保证用户数据的隐私和安全,相比CP-ABE方案,具有较高的存储性能和计算效率,功能性更强。     

智能合约辅助下满足前后向安全的动态可搜索加密方案

动态可搜索加密过程易受文件注入攻击和信息泄露导致的信息滥用攻击,同时现有基于公钥密码体制构造的动态可搜索加密方案往往涉及大量双线性对运算,不能满足实际应用的效率要求。通过引入智能合约,提出一种满足前后向安全的动态可搜索加密方案。以智能合约取代传统的搜索服务器进行关键字陷门匹配测试,解决传统搜索服务器必须满足诚实且好奇的设定问题,在此过程中避免大量使用双线性对运算,而是只执行一些简单的哈希操作,从而提升密文数据搜索阶段的计算效率。该方案满足前向安全性和后向安全性,即旧的搜索陷门不能用于搜索更新后的文件,且后续搜索不会泄露已删除文件所对应的索引信息。分析结果表明,与现有公钥密码体制下的动态可搜索加密方案相比,该方案在安全性和计算效率方面更具优势,适用于大数据通信环境。     

一种增强的多用户前向安全动态对称可搜索加密方案

动态对称可搜索加密由于其具有良好的动态密文数据搜索功能而在云存储中得到了广泛的应用,但最近研究表明,动态可搜索加密很容易遭受文件注入攻击.为了抵抗这种攻击,前向安全的对称可搜索加密方案被相继提出.可是,现有的前向安全对称可搜索方案大多只支持单用户.最近,Wang等人在NSS 2018上提出了多用户环境下的前向安全动态可搜索加密方案(multi-user forward secure dynamic searchable encryption scheme, MFS),通过引入一个半诚实且不与云服务器合谋的代理服务器,解决了多用户查询的问题.但是,发现敌手可以通过窃听攻击或重放攻击找出更新文件与旧的搜索令牌之间的关联,从而破坏MFS方案的前向安全性.为了解决这个问题,提出了一个增强的多用户前向安全动态可搜索加密方案EMFS,通过去除用户和代理服务器之间的状态值传递和用户身份验证来抵抗窃听攻击和重放攻击.该方案采用了一个新的索引结构,能够有效地提升删除效率.最后,给出了形式化的安全证明,证明了EMFS方案在保证前向安全同时,能够抵抗上述2种攻击,并且把删除的复杂度从O(n\\-w)降低到O(1),其中n\\-w表示匹配关键字w的文件个数.     

移动云存储中基于属性的搜索加密方案研究

针对移动云存储中的密文搜索问题,本文提出了一种基于属性的可搜索加密方案,并在标准模型下对方案的安全性进行了证明。该方案实现了访问结构的隐藏,可保护访问策略中的敏感信息。通过指派搜索服务器,该方案的搜索过程不需要安全信道,可有效地抵抗关键词猜测攻击。方案中的用户密钥、关键词索引以及搜索凭证长度固定,搜索算法仅需两次双线性对运算,性能分析与仿真实验结果表明,该方案能高效的应用于移动云存储环境。     

基于可搜索加密机制的数据库加密方案

近年来,数据外包的日益普及引发了数据泄露的问题,云服务器要确保存储的数据具有足够的安全性,为了解决这一问题,亟需设计一套高效可行的数据库加密方案,可搜索加密技术可较好地解决面向非结构文件的查询加密问题,但是仍未较好地应用在数据库中,因此,针对上述问题,提出基于可搜索加密机制的数据库加密方案.本文贡献如下:第一,构造完整的密态数据库查询框架,保证了数据的安全性且支持在加密的数据库上进行高效的查询;第二,提出了满足IND-CKA1安全的数据库加密方案,在支持多种查询语句的前提下,保证数据不会被泄露,同时在查询期间不会降低数据库中的密文的安全性;第三,本方案具有可移植性,可以适配目前主流的数据库如MySQL、PostgreSQL等,本文基于可搜索加密方案中安全索引的构建思想,利用非确定性加密方案和保序加密方案构建密态数据库安全索引结构,利用同态加密以及AES-CBC密码技术对数据库中的数据进行加密,实现丰富的SQL查询,包括等值查询、布尔查询、聚合查询、范围查询以及排序查询等,本方案较BlindSeer在功能性方面增加了聚合查询的支持,本方案改善了CryptDB方案执行完成SQL查询后产生相等性泄露和顺序泄露的安全性问题,既保证了数据库中密文的安全性,又保证了系统的可用性,最后,我们使用一个有10000条记录的Student表进行实验,验证了方案框架以及算法的有效性,同时,将本方案与同类方案进行功能和安全性比较,结果表明本方案在安全性和功能性之间取得了很好的平衡.     

一个自主授权的多用户可搜索加密方案

可搜索加密(searchable encryption, SE)允许用户将数据加密后存储到云服务器上,然后在密文数据中按关键词进行搜索,且保证隐私泄漏的最小化.现已提出了针对效率和安全性方面的多种SE方案,但对于多方用户的可搜索加密,目前绝大多数方案都需要用到完全可信的第三方来进行用户授权.针对这一问题,提出让半诚实的云服务器来维护一个权限分配矩阵,允许用户按自己的意愿控制其他用户对自己文件的访问权限,从而弱化了可信第三方的功能.而且,搜索者可指定用户并且服务器只在对其授权的用户文档中进行搜索,从而缩小了搜索范围.同时,利用双线性对的性质,在不增加额外交互的前提下解决了加密文档的密钥分发问题.最后给出该方案在随机预言机模型下安全性的形式化证明.