云中关键词搜索加密方案的研究

摘要

云计算作为一种新的网络应用模式可以为用户提供数据存储和访问等业务，近年来得到了较快的发展．目前，越来越多的敏感信息如个人健康记录、企业数据等被集中地存储在云服务器上．为了防止用户敏感信息遭到泄露，必须将敏感数据加密处理后再上传至云服务器．属性基加密技术作为一种“一对多”的加密方式，既可以保证数据的隐私性又可以实现数据访问控制，因此被认为是云计算环境中最合适的加密技术之一．由于云服务器中的文件均以密文的形式进行存储，故在海量的密文文件中搜索包含特定关键词的文件变得极为困难．为了解决云中密文搜索这一难题，学者们提出了基于属性的关键词搜索加密机制． 然而，将属性基关键词搜索加密机制运用于实践仍面临一系列问题：由于云服务器是不可信的，搜索过程中云服务器可能会返回不正确或不完整的文件，如何保证云服务器返回正确的搜索结果；由于云环境具有开放性的特点，任何用户都可以上传数据，如何保证用户搜索到的数据的来源是真实可信的．为了解决上述问题，本文的主要工作为： (1)提出了可验证的基于属性的多关键词搜索加密方案．在新方案中，数据拥有者通过密文策略的属性基加密方式为加密数据设置访问控制，从而能够分类敏感数据并根据访问权限为用户提供搜索服务．与此同时，利用数据拥有者的秘密值的倒数为每个加密数据设定相应的认证标签，可以实现对搜索结果(其中包含多个密文，但每个密文可能来自于不同的数据上传者)进行一次性正确性验证．在随机谕言机模型下,该方案被可以实现响应的不可伪造性、关键词的保密性和选择性选择关键词攻击安全． (2)基于属性基签密和关键词搜索加密技术，提出了可搜索的基于属性的认证加密概念，建立了相应的安全模型；然后，巧妙地将关键词搜索加密技术嵌入到一个基于属性的签密方案中，构造了一个可搜索的基于属性的认证加密方案；最后，在我们的安全模型框架下，证明方案达到密文的不可区分性、密文的存在性不可伪造性、选择关键词攻击安全和关键词保密性等安全性．

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