加密数据上的动态相似性查询

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kissall
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
信息时代的来临使得越来越密集的数据需要被存储和计算。传统的数据存储与管理方式已不能满足大规模数据的需求。将数据存储在云服务器上以减轻本地的维护和管理开销成为越来越多企业机构和个人用户的不二之选。但是对于私密数据,若直接将其存储在不完全可信的云服务器上,安全性和隐私性将会受到严重威胁。最简单直接的解决方式就是将数据加密之后再存储于云端,但是传统的加密算法会使密文上的操作变得更加复杂,例如最基本的查询操作。在这样需求的驱使下,允许用户直接在密文上查询的可搜索加密技术应运而生。传统的可搜索加密方案是针对静态数据设计的,索引建立完成后,不允许实时增删数据集。只有少部分动态可搜索加密方案提供数据的动态更新功能。最近提出的文件注入型攻击强调了动态可搜索加密中前向安全的重要性。为了阻止此类攻击,部分方案通过隐藏与先前查询匹配的新添加文件信息,达到前向安全的目的,然而方案的效率并不乐观。另一方面,对于相似性查询的需求,很少有方案将前向安全的动态可搜索加密方案和相似性查询结合。针对以上问题,本文提出并实现了一个适用于半可信服务器,基于加密数据的前向安全动态相似性查询方案。首先,针对现有的动态可搜索加密方案无法实现高效的相似性查询这一问题,本文使用了用于解决高维数据上最近邻查找的局部敏感哈希(Locality Sensitive Hashing,LSH)算法。通过局部敏感哈希,将数据集中的特征哈希量化,以很高的概率将距离较近的数据映射为相同的哈希值,再使用这些哈希值构建动态可搜索加密方案。另一方面,通过将正排索引和倒排索引相结合,构造出一个双字典索引结构,以便在保证高效检索能力的同时,允许明确且实时地删除数据。与之前的工作相比,双字典索引的更新效率和安全性都明显提升。每次查询之后,生成新密钥并重新加密安全索引中的数据,使原先的查询令牌失效,从而实现前向安全的要求。随后,通过限定更新密钥的条件,在保证前向安全的同时减少更新的次数,降低更新对查询操作带来的不良影响,有效提高查询效率。本方案设计的双字典数据结构有效解决了特征查询与数据更新之间的矛盾,同时避免了将密钥直接发送给半可信服务器带来的安全隐患;使用新密钥在适当的时候更新索引从而实现了高效的前向安全;最后将局部敏感哈希应用于动态可搜索加密实现了相似性查询。经过理论分析明确了本方案的复杂性,证明了方案的正确性以及自适应前向安全性。接着,将本方案应用在真实的邮件数据集上并评估了方案的性能。多组实验结果表明本方案在实践中非常有效,适用于真实密文数据场景下的高效相似性查询和数据动态更新。
其他文献
随着PC制造业电子专业制造服务模式的不断发展,以及整体制造供应链向中国西部地区转移的趋势,供应链结构从原来的简单上下游供求与采购关系演变为多元交叉的供应与管理,再加
雷达成像是借助电磁波作探测信号,借助高分辨率成像技术对观察区域或场景进行高精度的二维成像技术。由于匹配滤波的方法要受Shannon-Nyquist采样定理的限制,所以这种方法在
合理的提出建议并且适时采纳建议是个人在社会中生存和发展的一项重要能力。以往的相关研究主要关注的是建议者的特征与决策者的特征是如何影响建议采纳,而较少考虑建议采纳
视觉导航与惯性导航良好的互补性和自主性使视觉/惯性组合导航技术逐渐成为导航领域的一个新的研究热点。目前,在视觉/惯性组合导航的算法中有两种主流的方法,分别是基于滤波
高压电配套设备和很多的基础建设成套设备一样,需要依从于整个基础设施项目的总体设计来选型,综合起来的搭配品种繁多。同时从经济性角度出发,只能采取面向订单生产的模式,并
高山地区往往生境恶劣,对植物产生多重环境胁迫。在我国西南横断山特殊生境中,存在极端温度、昼夜巨大温差、干旱、空气稀薄、强辐照度、土壤贫瘠等环境胁迫,其中的植物进化有适应环境胁迫的特殊性状。本研究组前期就发现横断山高山的模式植物拟南芥近缘种须弥芥(Crucihimaaya himalaica),具有很强的耐受缺钾营养胁迫的性状。干旱是植物在自然中面对的主要环境胁迫,植物在横断山高山生境中会遭遇生理干
自2012年慕课进入我国,以及信息技术的发展,知识分享网站便吸引了大量的学习爱好者,不断产生更多的在线学习需求。2010年4月1日《著作权法》(第二次修正)刚实施不久,2011年7
短时突发信号具有较强的抗截获性和保密性,在民用领域和军事领域得到了广泛的关注与应用,特别是在复杂的电磁对抗环境下表现出了其难以检测与识别的优势。本文针对短突发信号
联网车辆作为一种移动信息的载体,可以通过V2I(Vehicle-to-Infrastructure)或V2V(Vehicle-to-Vehicle)进行数据交互。随着车联网技术的发展,车载应用对高速计算和快速通信的
伴随着多种多媒体服务和移动互联网终端的普及,被开发殆尽的传统射频由于无线通信频谱资源的匮乏已经无法满足未来人们对高速率高质量数据通信的需求。为了解决当前这严峻的问题,越来越多的研究人员投身于可见光通信技术的研发当中。同时随着通信系统中并发用户数量的增加,解决用户多址接入问题成为了无线光通信需要攻克的难题之一。相对于无线光通信系的传统多址接入技术,光码分多址技术由于具有抗干扰性能好、用户随机接入与信