基于帶關鍵字搜索的公鑰加密體制的構造及應用
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【摘要】:可搜索加密是一種可以對已加密的重要數(shù)據(jù)進行保護隱私的關鍵詞搜索的重要的密碼原語。在現(xiàn)實應用中,存儲在網(wǎng)絡服務器上的數(shù)據(jù)經(jīng)常需要加密。用戶為了尋找自己需要的數(shù)據(jù),就需要從已加密數(shù)據(jù)中依據(jù)關鍵字來搜索。這個方案首先通過函數(shù)生成關鍵字的密文和陷門,然后使用驗證函數(shù)驗證它們是否相符,通過驗證后返回與這個關鍵字對應的數(shù)據(jù)。這個概念已經(jīng)有許多有用的應用,例如,電子郵件路由,云存儲,電子病歷系統(tǒng)等等。這種可搜索加密的效率是非常重要的,因為它面向的客戶平臺包括智能手機或平板電腦這些只有有限的計算能力和資源的設備。本文提出了一種基于帶關鍵字搜索的公鑰加密方案(SCF-PEKS, Secure-Channel Free Public Key Encryption with Keyword Search),并已在標準安全模型下證明安全。本文證明了我們的SCF-PEKS方案不僅可以抵抗選擇關鍵字和密文攻擊(IND-SCF-CKCA, Chosen Keyword and Ciphertext Attacks),還可以抵抗關鍵字猜測攻擊(IND-KGA, Keyword Guessing Attacks)。此外,本文與最近文獻上發(fā)表的SCF-PEKS方案進行安全性,運行效率等各方面的比較,最后的結果是本文的方案更加安全高效。本文將這個方法應用于云存儲上的電子病歷系統(tǒng)。隨著云計一算技術的日益普及,,許多醫(yī)療工作者都將要將電子病歷(EMRs, Electronic Medical Record)存放在云存儲上,這樣可以使醫(yī)療工作者在任何與互聯(lián)網(wǎng)連接的地方能夠訪問到電子病歷。為了保護病人的病歷隱私,醫(yī)療工作者可能需要在將數(shù)據(jù)存儲在云存儲之前對其進行加密處理。那么就應該有一種機制允許他們搜索加密的數(shù)據(jù)而不損害患者的隱私。這就是本文的方案所要解決的問題。
【關鍵詞】:公鑰加密 關鍵字搜索 關鍵字猜測攻擊 標準安全模型 電子病歷
【學位授予單位】:山西大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TN918.4
【目錄】:
- 中文摘要8-9
- Abstract9-10
- 第一章 緒論10-14
- 1.1 研究背景10
- 1.2 研究現(xiàn)狀10-11
- 1.3 本文的工作11-12
- 1.4 文章的組織結構12-14
- 第二章 基礎概念14-20
- 2.1 密碼學簡介14
- 2.2 群的定義14
- 2.3 橢圓曲線14-15
- 2.4 雙線性映射15
- 2.5 密碼學中的一些數(shù)學難題15-17
- 2.5.1 常用的數(shù)學難題15-16
- 2.5.2 本文用到的數(shù)學難題16-17
- 2.6 密碼學與Java編程17-20
- 第三章 SCF-PEKS方案的定義及安全模型20-24
- 3.1 SCF-PEKS方案20-21
- 3.1.1 方案構建20
- 3.1.2 正確性20
- 3.1.3 一致性20-21
- 3.2 SCF-PEKS的安全模型21-24
- 3.2.1 IND-SCF-CKCA游戲21-23
- 3.2.2 SCF-PEKS方案在KGA下的安全性23-24
- 第四章 高效SCF-PEKS方案的構造及安全性證明24-32
- 4.1 本文的SCF-PEKS方案24-25
- 4.1.1 方案構建24
- 4.1.2 正確性24-25
- 4.1.3 一致性25
- 4.2 SCF-PEKS方案的安全性證明25-32
- 4.2.1 IND-SCF-CKCA安全性25-29
- 4.2.2 IND-KGA安全性29-32
- 第五章 方案的實現(xiàn)及在電子病歷中的應用32-40
- 5.1 數(shù)學算法的實現(xiàn)32-35
- 5.1.1 擴展歐兒里得算法的實現(xiàn)32
- 5.1.2 Miller-Rabin素數(shù)判斷法32-33
- 5.1.3 橢圓曲線點乘算法實現(xiàn)33-34
- 5.1.4 Tate雙線性映射對的實現(xiàn)34-35
- 5.2 SCF-PEKS方案實現(xiàn)35-36
- 5.3 性能評價36-38
- 5.4 本文方案在電子病歷中的應用38-40
- 第六章 結論40-42
- 參考文獻42-46
- 攻讀學位期間取得的研究成果46-48
- 致謝48-50
- 個人簡況及聯(lián)系方式50-52
- 承諾書52-54
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本文編號:316671
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