【摘要】：隨著云計算的快速發(fā)展和廣泛應用,不可信云計算環(huán)境下用戶數(shù)據(jù)的隱私保護問題已逐漸引起人們的關注,目前保護數(shù)據(jù)安全的方法之一是采用加密技術將數(shù)據(jù)加密后再存儲到云端。但是現(xiàn)有的大多數(shù)加密方案都不支持對密文的直接運算,這削弱了云計算帶來的優(yōu)勢,因此,對密文的運算、檢索等是當前研究的熱點,也是亟待解決的問題。保序加密算法OPE可以在加密明文時,保留明文的順序信息,從而在不解密的情況下直接判斷密文的順序關系。2013年Raluca Ada Popa提出的可變保序編碼mOPE,利用平衡二叉搜索樹(AVL)的結構對密文數(shù)據(jù)進行編碼,支持任意數(shù)據(jù)類型的保序加密,但在數(shù)據(jù)進行插入刪除操作時效率較低。首先,本文通過改進mOPE方案的編碼調(diào)整機制,提出了廣義可變保序加密方案gmOPE。該方案將原始的平衡二叉樹替換為廣義平衡二叉搜索樹(AVL-N),并且引入了新的重平衡調(diào)整策略。gmOPE方案保證了加密后的密文信息保留明文的順序關系,并且有效減少了二叉樹重平衡操作的頻次,顯著提高了保序編碼方案的整體效率。之后,針對gmOPE方案中客戶端與服務器之間存在高頻交互和相應的大量通信耗時的問題進行改進,提出了層級型廣義可變保序加密方案LmOPE,有效減少了客戶端與服務器之間的交互次數(shù),進一步提高了保序加密算法的性能。最后,在保序加密方案LmOPE的基礎上,結合浮點數(shù)全同態(tài)加密方案FFHE,實現(xiàn)了同態(tài)保序加密方案H-mOPE。該方案不僅可以直接對密文進行順序相關操作,而且可以對密文進行任意次數(shù)的加法和乘法運算,并且同態(tài)算法的引入并沒有對性能產(chǎn)生較大影響。理論分析與實驗結果表明,gmOPE、LmOPE方案有效的降低了編碼變更和客戶端與服務器之間交互的開銷,提高了保序加密的效率。通過與同態(tài)加密方案的結合,構建的同態(tài)保序加密方案H-mOPE,既保證了算法的效率,又提供了更多對密文操作的方法。
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP309.7

【參考文獻】

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本文編號：2764377