云计算环境下可搜索加密算法的研究

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1、中文图书分类号：TP311密级：公开UDC：004学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：云计算环境下可搜索加密算法的研究论文作者：方静学科：软件工程指导教师：何泾沙教授论文提交日期：2017年5月学校代码：10005UDC：004学号：S201425007中文图书分类号：TP311密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：云计算环境下可搜索加密算法的研究英文题目：RESEARCHONSEARCHABLEENCRYPTIONINCLOUDCOMPUTING论文作者：方静学科专业：软件工程研究方向：软件工程理论、技术与应

2、用申请学位：工学硕士指导教师：何泾沙教授所在单位：信息学部答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：方静日期：2017年5月23日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的

3、复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：方静日期：2017年5月23日导师签名：何泾沙日期：2017年5月23日摘要摘要最近几年，在云计算的迅猛发展模式下，越来越多的个人用户和企业开始倾向于将大量数据信息外包到云环境中，这样做不仅减轻了本地计算机的管理负担，而且使其享受到更加便捷的服务。然而，为了确保敏感信息不会泄露出去，保护数据安全和隐私性，在云服务器中存储的通常是数据的密文形式，这又使得在海量的密文数据执行检索操作比较困难。可搜索加密技术便应运而生，它是

4、一种使用户直接面向密文进行关键字检索的方法，它的灵活使用能够让用户在大规模的数据中提取到自己感兴趣的那部分文件，为信息查找带来了巨大的便利性，因此成为云计算中的一个研究热点。可搜索加密技术能够使用户节省许多本地的存储空间和网络开销，同时由于云服务器具有强大的计算能力，可以利用这个特点在密文中查找用户输入的关键字，且服务器不会获得任何明文信息。因此，设计高效的可搜索加密方案能够在很大程度上节省开销，提升系统的可用性。本文通过前期对现有的可搜索加密技术深入的调研之后，首先提出一个基于关键字的支持排序的可搜索方案，该方案利用倒排列表建立安全索引，利用相关性分数对文件和

5、关键字的关联程度进行排序，从而达到排序的目的，然而，该方案需要发送两次搜索请求，且只能进行精确关键字查找。为了改善该模型的缺陷，本文又设计出一种新的基于云计算环境能同时支持排名和模糊检索的对称可搜索加密方案，解决的关键问题是：首先，为了解决用户输入过程存在差错的问题，合理地设计出安全索引的数据结构和陷门生成算法以支持密文搜索中的模糊关键字查询。其次，为了提升用户体验度，减少用户端通信资源和计算资源的消耗，本文基于可搜索加密的系统模型提出一个能够将搜索结果按照与文件的相关度进行排序的算法，使服务器仅返回用户最感兴趣的top-k文件。最后，本文证明了所提方案满足的安

6、全性定义，包括该搜索方案对于搜索隐私具有安全性、一对多保序映射具有安全性以及排序关键字搜索具有安全性。通过对本文云计算环境中的可搜索加密算法进行仿真实验，并对仿真结果进行分析总结，得出本文提出的方案在构建索引和执行检索时的效率有了显著的提升。关键词：云计算，用户隐私，可搜索加密，模糊搜索，排序-I-AbstractAbstractInrecentyears,ascloudcomputinghasdevelopedrapidly,moreandmoreindividualsandenterprisesaretendingtostoretheirinformatio

7、nintothecloudserver.Theusageofcloudnotonlyeasestheburdenoflocaldatamanagement,butalsomakestheuserenjoythemoreconvenientservice.However,toensuredatasecurityanduserprivacy,what’smore,tomakesurethatthesensitiveinformationwillnotbeleakedout,theinformationisencryptedbeforestoredintheserve

8、r,thusinturn