【摘要】：當(dāng)前,以云存儲(chǔ)為代表的數(shù)據(jù)外包模式受到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而,如果用戶直接將敏感數(shù)據(jù)以明文方式存儲(chǔ)在云中,外部攻擊者或者云服務(wù)提供商將能夠直接讀取與使用該數(shù)據(jù),從而侵犯用戶隱私,并威脅到用戶數(shù)據(jù)的安全。而如果將數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ),對(duì)數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)操作功能(例如文件檢索、摘要預(yù)覽等)又難以進(jìn)行。因此,安全性的天然隱患與功能性的不足成為了制約安全云存儲(chǔ)應(yīng)用的瓶頸,而如何在保護(hù)數(shù)據(jù)的同時(shí)能夠安全、高效地操作數(shù)據(jù),對(duì)于云安全的發(fā)展具有重要的意義。本篇論文基于可搜索加密技術(shù)、同態(tài)加密技術(shù)、私有信息檢索技術(shù)、保序加密技術(shù),對(duì)云存儲(chǔ)環(huán)境下的隱私保護(hù)方案與基于密文的操作方案進(jìn)行了深入研究,并取得了如下具有創(chuàng)新性的研究成果:(1)提出了基于密文的動(dòng)態(tài)預(yù)覽方案。論文對(duì)文件的加密結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),在保障與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)加密算法兼容的條件下,構(gòu)造了文件的可預(yù)覽分片式加密結(jié)構(gòu);基于可搜索加密與同態(tài)加密的核心原理,構(gòu)造了能安全檢索密文摘要的索引;基于私有信息檢索技術(shù),設(shè)計(jì)了能安全獲取摘要的協(xié)議。較傳統(tǒng)的基于密文的靜態(tài)預(yù)覽技術(shù)而言,論文首次提出了動(dòng)態(tài)解決方案。新方案更類似于現(xiàn)代搜索引擎中基于關(guān)鍵字明文的摘要預(yù)覽功能,因此檢索過(guò)程更加直觀,用戶對(duì)文件的檢索準(zhǔn)確性更高。(2)提出了一種隱藏比較結(jié)果的密文數(shù)字比較方案。論文設(shè)計(jì)了密文數(shù)字到關(guān)鍵字的轉(zhuǎn)換方法,并基于可搜索加密算法構(gòu)造了安全的數(shù)字比較方案,實(shí)現(xiàn)了類似于保序加密算法的密文比較效果,并支持?jǐn)?shù)字的精確查詢與范圍查詢。較傳統(tǒng)的保序加密算法而言,新方案對(duì)服務(wù)器隱藏了密文的比較結(jié)果,因此敵手更難從密文中推斷明文數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,從而提高了安全性。(3)提出了一種增量式多關(guān)鍵字可搜索加密算法。論文設(shè)計(jì)了一種新型的支持多元素的隨機(jī)布隆過(guò)濾器,使得多關(guān)鍵字的判定具有隨機(jī)性,避免了敵手的統(tǒng)計(jì)分析;對(duì)每個(gè)文件構(gòu)造了獨(dú)立的多關(guān)鍵字可搜索加密結(jié)構(gòu),從而有效避免了云存儲(chǔ)中用戶頻繁更新文件導(dǎo)致索引重構(gòu)的問(wèn)題。較傳統(tǒng)的多關(guān)鍵字可搜索加密算法而言,新方案具有增量式更新性與更高的檢索準(zhǔn)確率(錯(cuò)判率近似為0)。(4)提出了一種分層可搜索加密方案。論文論證了對(duì)稱可搜索結(jié)構(gòu)與非對(duì)稱可搜索結(jié)構(gòu)之間的相互可轉(zhuǎn)換關(guān)系;提出了可搜索加密結(jié)構(gòu)與功能性結(jié)構(gòu)(例如模糊查詢、短語(yǔ)查詢等)之間的可分離原理;構(gòu)造了對(duì)稱與非對(duì)稱加密算法之間的轉(zhuǎn)換模型;設(shè)計(jì)了可搜索加密結(jié)構(gòu)與功能性結(jié)構(gòu)之間的統(tǒng)一接口;實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)可搜索加密算法中,支持多種功能的綜合性方案;最后,作為對(duì)稱與非對(duì)稱模式下的代表性功能,構(gòu)造了兼容的排序查詢功能組件與范圍查詢組件。較傳統(tǒng)的功能較單一的可搜索加密算法而言(一般至多支持3種功能),新型的分層構(gòu)架具有更廣泛的兼容性(至少支持當(dāng)前6種常用功能)。
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【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP309
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本文編號(hào)：2374889