多关键词的动态公钥可搜索加密方案研究

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现有的动态可搜索加密方案大都是基于对称密钥实现的,支持密文动态更新的多关键词公钥可搜索加密方案鲜有提及,密文只能增加而不能删除,必然会造成云端存储空间的浪费和成本的增长。因此,本文通过现有的公钥可搜索加密方案进行改进,对多关键词的动态公钥可搜索加密方案开展研究,完成以下主要工作:(1)基于Elgamal公钥加密算法提出了一种动态的公钥可搜索加密方案(DNBP-PEKS)。服务器对用户产生的陷门进行验证,只有掌握私钥的用户可以对密文进行正确的搜索和删除。不同于现有PEKS方案“文件-关键词”的索引构造方法,该方案参考了对称可搜索加密方案的索引构造思想实现密文的动态更新,对于已经搜索过的关键词不需要进行群上的数学运算,具有较高的搜索效率。最后在随机预言模型下证明方案具有适应性动态选择关键词攻击下的安全性,且可抵抗敌手的关键词猜测攻击。(2)DNBP—PEKS方案使得用户能够对云端的密文进行动态更新和较为高效的搜索,但其只支持单关键词检索,造成搜索结果不太精确,同时,考虑到密文文件返回的过程中可能发生信息丢失以及被敌手篡改,提出了一种可验证的多关键词动态公钥可搜索加密方案(DVMK-PEKS)。方案使用签名算法对密文文件进行签名,用户可以对云端的密文进行多关键词检索和删除,并能通过对返回的签名验证接收密文的正确性。(3)提出了一种高效的支持多关键词检索、多用户共享的动态公钥可搜索加密方案(DMUMK-PEKS)。该方案允许数据属主产生的密文共享给多个用户搜索,并能对用户的权限进行灵活地添加与删除。方案避免了现有大部分多用户公钥可搜索加密方案的缺陷—使用固定的对称密钥加密明文文件,在用户被撤销权限时其仍掌握该密钥,这会带来一定安全风险。为了解决这个问题,该方案为每个文件分配了不同的随机加密密钥,用户只能获得检索到的密文的解密密钥,不会影响其无访问权限的密文的安全性。方案参考结构化加密的思想构造索引,在实现密文的动态更新功能的同时也使得方案具有较高的搜索效率。
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