云环境下保护隐私的密文检索技术研究

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1、劣臻万方数据)p／一，I硕士学位论文云环境下保护隐私的密文检索技术研究ResearchonPrivacyPreservingSearchableEncryptionTechnologyinCloudComputingEnvironment作者：徐群群导师：沈鸿北京交通大学北尿父遍大字2014年7月万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复

2、印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)一一虢缃易强签字日期：矽f昨-7月‘夕日导师签名：沈”鸿签字日期：力口，牛年．7月j--El万方数据学校代码：10004北京交通大学北尿父通大罕硕士学位论文云环境下保护隐私的密文检索技术研究密级：公开ResearchonPrivacyPreservingSearchableEncryptionTechnologyinCloudComputingEnvironment作者姓名：徐群群导师姓名：沈鸿学位类别：工学学号：11120491职称：教授学位级别：硕

3、士学科专业：计算机科学与技术研究方向：密文检索技术北京交通大学2014年7月万方数据致谢本论文的研究工作是在我的导师沈鸿教授的悉心指导下完成的。沈鸿教授深厚的理论功底、严谨的治学态度和渊博的学识让我深感敬佩。另外，沈鸿教授科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来沈鸿老师对我的关心和指导。沈鸿教授悉心指导我完成了实验室的科研工作，对我的科研工作和论文都提出了许多宝贵的意见，并在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向沈老师表示衷心的谢意。同时，我还要感谢先进计算研究所的桑应鹏、李沧东等老师，他们在我的生活和学习上都给了我很大的启发和帮助。在实验室工

4、作及撰写论文期间，他们对我论文的研究工作给予了热情的帮助，在此向他们表达我的感激之情。其次，我还要感谢帮助过我的同学，与他们在学术方面的讨论开拓了我的研究思路，共建一个良好的学习氛围。最后，向参加论文评审的各位专家和老师们表达真挚的谢意，感谢您们对本文提出宝贵意见!万方数据j匕塞銮适太堂亟±堂僮论塞擅蔓摘要随着云计算的快速发展，越来越多的用户选择将他们的本地数据文件存储在云端服务器中。为了保护数据安全和用户隐私，用户通常首先对敏感的数据进行前端加密，再将密文存储在云服务器中。这一过程使得数据的有效利用即用户如何在加密数据上检索出他们所需要的内容成为一个非常具有挑战性的难

5、题。现有云环境下的密文检索技术通常首先为每个关键字建立索引，再将加密的索引和数据文件存储到云端服务器，用户可以通过输入加密关键字的形式进行检索。但是这些方案既不允许用户出现少量的拼写错误和格式错误，也没有考虑数据文件之间的相关性等信息。换言之，这些技术既不支持模糊关键字检索也不支持排序关键字检索，而且只支持单个关键字检索。虽然近几年出现了许多加密云数据上隐私保护的模糊关键字检索技术和排序关键字检索技术，但是这些技术的功能比较单一，没有综合考虑检索过程中可能会遇到的各种问题。此外，现有的模糊关键字检索技术所建立的索引规模都比较大，需占用大量的存储空间，大大降低了检索的效率

6、和系统的利用率。因此，如何降低索引规模和如何将模糊与排序检索等技术相结合成为当前云环境下的密文检索技术研究的难点和热点。本文首先对云环境下密文检索的理论基础以及一些相关的主流技术进行描述，然后分别从模糊关键字检索和排序关键字检索两方面介绍一些已有的检索算法，并在此基础上分别实现在加密云数据上隐私保护的同时支持排序关键字检索和模糊关键字检索的算法，和基于k-gram的同时支持排序检索、模糊检索和多关键字检索的算法，使得索引规模更小。本文具体工作如下：1．分析当前云环境下隐私保护的密文检索技术。针对传统密文检索技术的不足之处，结合当前加密云环境下经典的模糊关键字检索算法和排

7、序关键字检索算法的优点，设计了一种新的索引结构，并实现了能同时支持模糊关键字检索和排序关键字检索的算法。实验结果表明，该算法能够安全而有效地支持两类主流密文检索技术。2．基于明文信息检索技术中的k-gram索引算法和上述第一步工作，采用杰卡德系数衡量关键字之间的相似度并生成模糊关键字集合，设计了新的密文检索算法，它除支持模糊检索、排序检索外，还能支持多关键字检索，以提高检索的可靠性。实验结果和复杂性分析表明，该算法具有更小的索引规模，能安全、有效、快速地在加密云数据上进行检索。关键词：云计算：隐私保护：密文检索：模糊关键字检索：排序关键字