基于后缀树的基因数据可搜索加密方法

为保障用户免遭侵犯隐私的风险,提出了一种特别支持基因数据的可搜索加密方法.针对目前密文搜索方案大多数仅支持通过关键字进行搜索,而无法用于不含关键字的基因数据的问题,利用后缀树和伪随机函数等密码学原语构建安全索引,实现对密文基因数据的任意子字符串搜索.安全性证明该方法满足动态自适应安全,利用理论分析和真实数据对效率进行测评.该方法可以对基因数据进行高效安全的任意子字符串搜索,保护数据完整性和隐私性,在个性化医疗大众化的环境下具备广阔的应用前景.     

DAS模型下基于查询概率的密文索引技术

数据库服务(Database-as-a-Service,DAS)模型是一种新的数据管理模型,它把用户的数据存放在第三方并通过网络提供数据库管理系统.DAS模型下,如何提高密文数据库的查询效率是当前面临的一个主要问题,而密文索引技术是提高数据库中密文查询效率的手段之一.针对现有的密文索引方法查询命中率低的问题,本文根据查询概率的实际分布情况,提出了一种适用于非等概率查询的桶划分策略,该策略以降低错检率为目的生成密文索引,提高了查询效率.最后给出了相应的算法,并通过实验对算法进行了分析和验证.     

具有前向安全特性的密态图像搜索方案

围绕当前多数密态图像搜索方案在更新时产生的信息泄露问题,提出一个云环境下具有前向安全特性的密态图像搜索方案.方案首先采用Tensorflow机器学习模型进行图像识别,设计高效图像关键字信息提取方法;然后基于动态可搜索加密思想,利用GGM范围受限伪随机函数生成搜索令牌,构造出支持动态更新的安全密态图像索引结构.搜索时利用搜索令牌和哈希函数计算匹配结果,不会泄露查询者隐私.安全分析和实验结果表明,本方案在满足高效搜索的同时实现前向安全性,并具有良好的更新性能.     

外包数据库中字符数据的k-映射密文索引技术

密文索引技术是提高外包数据库查询效率的一种有效手段,但目前的索引方案存在查询命中率低的缺陷,造成了不必要的网络堵塞。减少冗余元组的数量是解决该问题的关键之处。本文以提高字符数据的查询效率为目标,首先确定构成属性域的所有字符,然后对每个字符映射成个字符索引,再将字符索引与干扰字符适当结合形成密文索引。以此为基础,提出一种字符数据的-映射密文索引技术。该技术消除了冗余元组,且支持各种模糊查询。最后给出了应用于外包数据库模型中的密文查询策略,并对该方法进行了理论分析和实验验证。     

基于Paillier和PSI的多关键字可搜索加密方案

围绕多关键字的高效密文搜索和数据安全性保障问题,展开分析与研究,基于同态加密和私有集合交集技术,提出一种面向多关键字的高效的保护搜索模式的可搜索加密方案.该方案使用随机数填充和Paillier同态加密方法构造安全索引和陷门,保护了索引隐私和陷门隐私,进而保护了搜索模式;该方案通过私有集合交集技术进行连接多关键字搜索,搜索中只使用到了乘法和指数运算,与其他方案相比大大提高了效率;安全性和性能分析表明,该方案具有可搜索加密的语义安全性,可以高效地实现对密文的多关键字搜索,且具有良好的计算代价.     

一种面向密文大型数据集的可搜索加密方案

为解决可搜索加密方案中由于安全索引过大而导致的关键词搜索时间复杂度过高这一问题,结合云存储应用环境,提出了一种面向密文大型数据集的可搜索加密方案.针对云存储环境中数据集过大的用户,使用块状存储结构优化安全索引的数据结构,将安全索引按照分块参数分为Small,Medium,Large三类.在关键词搜索过程中采用间接寻址的方式,使得在安全索引过大的情况下,仍然能保持良好的搜索时间复杂度,达到用户可接受的范围.实验结果表明,随着安全索引的增大,关键词搜索时间达到了亚线性.     

基于BSSEVD的可搜索加密方案原型系统设计与实现

针对大型数据集条件下，安全索引文件过大而导致可搜索加密方案的关键字搜索时间复杂度过高、效率低的问题，提出了大型数据集下支持布尔搜索的可搜索加密方案(BSSEVD).方案采用三层间接寻址块状存储安全索引的方法优化安全索引存储结构，通过增加关键字交集安全索引解决多关键字布尔搜索导致的泄露增加问题.并在该方案基础上，设计与实现可搜索加密方案原型系统.该系统主要包括文件预处理模块、初始化模块和关键字搜索模块等三大模块.通过实验测试对系统的性能进行分析，实验结果表明该方案计算效率得到了较大的提升.     

中文密文数据库正则查询的研究与实现

为提高中文密文数据库查询的灵活性、便捷性、高效性,设计了一种新的密文索引结构.它通过登记汉字所在记录的记录标识以及汉字在属性值中的位置,来提供对中文正则查询的支持.在这种索引的基础上,提出了一系列正则查询处理算法,这些算法利用索引登记的汉字位置信息来筛选符合查询条件的记录.仿真实验证明,利用这种索引和算法,能够在中文密...     

密文数据库的快速检索

密文数据的快速查询是密文数据库能够实用化的关键技术之一。文中提出了一种在非同态密文上建立特殊索引的方法，即利用分治原则，通过设计一种新的单条件索引文件结构及若干相关的算法，实现了数据的快速检索。这种方案十分适合于单条件检索的需求，同时经过简单处理，也能较好地适用于复合条件的查询，从而保证了数据库系统的性能。此外，该方案并不影响原密文数据库的安全性。     

图结构XML文档的关键字检索方法

研究了基于图结构XML文档的关键字检索方法。根据图结构XML文档的结构特点,结合用户输入的关键字及其类型,建立了用户查询语义模型;定义了拥有完整语义信息的查询结果模型,并从层次结构上分析来定义结果的语义相关性排序方案;提出基于语义的双层索引结构。实验结果表明,算法具有较高的准确率和效率。     

基于以太坊的格上属性基可搜索加密方案

提出了一种基于以太坊的安全、灵活、高效的格上属性基可搜索加密方案.方案基于格密码体制提出,解决了传统基于双线性配对技术的属性基可搜索加密方案存在的不可抗量子攻击安全问题.方案使用基于以太坊技术的分散存储方法解决了传统云存储系统中单点故障问题,并且方案中数据拥有者代替私钥生成器为用户生成私钥,这避免传统方案由于密钥托管问题造成的密钥滥用以及隐私泄露.采用以太坊的智能合约解决了以往属性基可搜索加密方案中云服务提供商不可信情况下关键字搜索结果的可靠性问题.与传统属性基可搜索加密方案相比,方案不仅可实现对加密关键字的细粒度检索,并且可抵抗量子攻击,增强了方案的安全性.在容错学习问题(learning with errors,LWE)假设下,证明了方案的安全性.     

公钥可搜索加密

传统的公钥加密控制粒度是比较粗糙的,发送方使用公钥PK对一个消息M进行加密,并且只有拥有与PK对应的私钥的接收方才能够对密文进行解密得到原消息。这样的语义使得第三方不能对加密数据进行有效的检索,本文提出一种新的公钥可搜索加密方案,允许对加密后的数据进行检索,并证明了方案的安全性。     

支持多用户的高效前向安全可搜索加密方案

大多数已有的前向安全可搜索加密方案主要针对单用户环境,本地存储的关键词状态使得这些方案无法有效拓展到多用户环境;同时支持多用户检索的前向安全方案较少,且需要增设可信的代理服务器,带来了额外的开销,实用性不足。针对目前缺乏实用的多用户前向安全可搜索加密方案的问题,基于一个双链索引结构,设计了满足前向安全和支持多用户检索且无需增设代理服务器的可搜索加密方案(EMFS)。该方案中,双层索引结构由主链索引和侧链索引组成,其中主链索引由陷门单向函数和全局状态生成,不依赖于各个关键词的单独状态,从而避免了关键词状态在多用户间的同步问题;侧链索引采用流密码的方式生成,提高了搜索效率。并将EMFS方案与3个现有的单用户前向安全方案(Sophos、FAST、BESTIE)进行对比实验,实验结果表明EMFS方案有良好的拓展性和实用性:(1)EMFS方案以合理的搜索性能代价实现了支持多用户检索的拓展;(2)EMFS方案尤其适合匹配文件数较大的数据集;(3)EMFS方案具有客户端存储开销小的优势。     

属性盲化的模糊可搜索加密云存储方案

为保护基于属性的密文策略（ciphertext-policy attribute-based encryption,CP-ABE）可搜索加密云存储机制中数据使用者的属性隐私,实现云存储模糊可搜索加密,该文提出一种属性盲化的模糊可搜索加密云存储（attribute blinding fuzzy searchable encryption cloud storage,ABFSECS）方案.数据使用者的每个访问属性被随机盲化,再聚合为一个完整的盲化属性.通过关键字索引集和数据使用者生成的关键字陷门的匹配计算,实现了模糊可搜索加密云存储机制.利用云服务器的强大计算资源,引入预解密操作,减少了数据使用者的计算时间开销.安全性分析表明,ABFSECS方案具有不可伪造性,可抵抗数据使用者与云存储服务器间的共谋攻击,不会泄露数据使用者的属性隐私信息.      

基于区块链的电子病历共享与可验证方案

为解决传统电子病历存储方案共享难、数据易篡改和隐私泄露问题,为此构建一种基于区块链的电子病历可搜索加密存储、高效共享与可验证方案。通过使用简洁非交互零知识证明(zero-knowledge succinct non-interactive arguments of knowledge, zk-SNARKs)构建用户身份认证系统,提高用户身份的隐私性,匿名性。通过提出基于改进Merkle树的格可搜索加密方案,实现电子病历的可搜索加密与验证方案;并在此基础上通过智能合约构造搜索方案的双重验证。通过将相应的加密数据外包到星际文件系统(interplanetary file system, IPFS)以降低存储成本。通过实验对加密算法性能、智能合约时间和花费开销、链下存储性能进行仿真测试。验证了该系统能够满足电子病历系统应用需求,并提高了数据完整性、搜索效率性和身份保密性。