Towards Practical Schemes for Searching the Encrypted Cloud Data

摘要

最近,有一些方案提供对加密数据的搜索,这些方案被称为可搜索加密方案。然而,这些方案存在一些局限,这些局限必须得到解决以使得这些方案的程序在云计算环境下更加实用。首先,当前大多数可搜索加密方案局限于处理精确搜索,而非相似搜索;后者对于所有的信息检索系统来说是一个重要的需求。其次,当前的相似可搜索加密方案并不实用于现实世界的应用程序,因为这些系统在搜索过程中需要涉及全部的索引,同时引发了大量的存储代价。然后,大多数可搜索加密方案局限于处理单个关键字搜索或者逻辑搜索,而不是多关键字排序搜索,一个检索给定关键字的顶级文档的更加有效的模型。最后,这些系统被设计于搜索单个数据源。
　　可以采用四种方法来减轻以上所列的局限。第一个方法允许云服务器响应输错的查询,同时保护查询暗门的隐私。构建了一个灵活的安全索引,允许云服务器执行相似搜索,同时不泄露查询暗门的内容或者索引内容。第二个方法提出一种高效又安全的方案来搜索加密的云数据,同时恢复经常在搜索请求和源数据中发生的拼写和排版错误。度量空间和嵌入方法已经被用来构建基于树的索引,这允许仅检索相关条目,用一个距离评估的最小数。第三个方法提出一个适用于加密云数据的安全的多关键字的排序搜索方案。这种方案允许授权用户以降序来检索最相关的文档,同时保护搜索请求的隐私和检索文档的内容。第四个方法允许授权用户通过多关键字查询来搜索分布式服务器,并且对于查询的相关性以降序来检索最相关的文档,同时保护搜索请求的隐私和检索文档的内容。
　　实验证明上述四种方法能有效的减轻加密搜索中的局限,对云安全以及云环境下的数据安全具有重要的理论价值和实际应用价值。

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目录

1 Introduction

1.1 Cloud Computing

1.2 Cloud Advantages

1.3 Cloud Security

1.4 Data Security

1.5 Dissertation Organization

2 Related Work

2.1 Private Information Retrieval \(PIR\)

2.2 Searchable Encryption \(SE\)

2.3 Privacy Preserving String Comparators

2.4 Secure Database Service Provider

2.5 Summery

3 Approximate Keyword-based Search over Encrypted Cloud Data

3.1 Introduction

3.2 Problem Definition

3.3 Approximate Search over Encrypted Cloud Data

3.4 System Evaluation

3.5 Summary

4 Towards Efficient Yet Privacy-Preserving Approximate Search in Cloud Computing

4.1 Introduction

4.2 Problem Definition

4.3 Preliminary Techniques

4.4 Proposed Scheme for Building an Efficient and Secure Index

4.5 System Evaluation

4.6 Summary

5 Secure Rank-ordered Search of Multi-keyword Trapdoor over Encrypted Cloud Data

5.1 Introduction

5.2 Problem Definition and Security Requirements

5.3 Preliminary Techniques

5.4 Secure Ranked Multi-Keyword Searchable Encryption Scheme \(SRMES\)

5.5 Security Analysis and Performance Evaluation

5.6 Summary

6 Towards Distributed Ranked Keyword Search over Encrypted Cloud Data

6.1 Introduction

6.2 Problem Definition

6.3 Distributed Ranked Searchable Symmetric Encryption Scheme \(DRSSE\)

6.4 Security Analysis and Performance Evaluation

6.5 Summary

7 Conclusion

致谢

参考文献

List of Abbreviations

Appendix 1 Publication

Appendix 2 Short Biography

Appendix 3 Paillier Cryptosystem