云存储中多层次索引可搜索加密的研究与实现

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2、教授，Ｗ）；１．１．、－ｉｉ，Ｉ分类号密级注ＵＤＣ学位论文云存储中多层次索引可搜索加密的妍究与实现（题名和副题名）朱爱翔（作者姓名）指导教师钟婷ｔｊＪＩＳｔｇ￣电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别专业学位类别ＩＣ程硕ｊ：工程领域名计算机技术２０１６３．１８论２０１６４１提交论文日期．文答辩日ｍ．．５学位授予单位和日期电子科技大学２０１６年６月答辩委员会主席评阅

3、人注１：注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号。ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈｕ－ＡｎｄＩｍｌｅｍｅｎ化ｔｉｏｎＯｆＭｌｔｉＬｅｖｅｌｐＩｎｄｅｘＳｅａｒｃｈａｂｌｅＥｎｃｒｙｐｔｉｏ田ＩｎＴｈｅＣｌｏｕｄＳｔｏｒａｇｅＡＭａｓｔｅｒＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａＭａｊｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｔｈｏｒ：Ａｉｘ

4、ｉａｎｇＺｈｕＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ；ＴｉｎｇＺｈｏｎｇＳｃｈｏｏｌ：ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ摘要摘要云服务提供了便捷、高效的访问与管理。随着云计算的快速发展，越来越多的企业与用户将他们的数据存储到云中。安全与隐私问题是云存储服务中一个重要的问题，阻碍了云计算的广泛应用。为了保护自己的数据，数据拥有者选择将重要数据传输到云服务器上之前进行加密。但是如何使用加密的数据成为了一个挑战，为此出现了可搜索加密技术。可搜索加密是

5、指在加密的数据上进行查找的一种技术，只返回与查询相关的一部分数据，而无需下载全部数据，可以显著的降低开销。本文以可搜索加密中的数据库模型为基础，以多维数据范围查询出发点，提出了两个方案来分别解决可搜索加密中的两个问题：第一个问题是如何建立一个高效的索引来执行可搜索加密，第二个问题是如何验证服务器是否返回了正确的结果。本文的主要贡献和创新如下：（1）首先针对可搜索加密中多维数据的查询问题，提出一种基于BSS树的可搜索加密方案。该方案使用基于坐标系的数据划分方式，将包含所有数据的坐标矩形区域划分成多个小区域，

6、并生成二进制序列用来建立索引。在查询时，用户依据划分规则生成陷门，然后交给服务器进行查询。本方案中的索引是基于二叉树的一种树形结构，能够显著的提高查询效率。同时本方案能够有效的减少用户的存储开销，这对于那些拥有较低计算性能和存储空间的硬件设备非常适用。此外，本方案支持数据的动态更新并可以在并行算法模型下进行操作。在服务器端，我们通过加密数据和加密索引来保证数据的安全。（2）在第一个方案的基础上，提出可搜索加密中的可验证问题。可验证是近年来比较重要的研究课题。本文将采用一种叫做不可区分混淆的方法，构建一个用

7、于服务器查询索引的算法，服务器无法获知该算法的具体内容，因此无法伪造该算法的输出，因而保证了服务器只需执行该算法，然后客户端验证并判断服务器的输出，就可知道返回的结果是否正确。最后，我们证明了两个方案的安全性，对系统的检索、验证算法的性能进行了分析。关键词：可搜索加密，索引结构，哈希表，可验证，不可区分混淆IABSTRACTABSTRACTWiththeemergingofcloudcomputingtechnology,dataownersbecomeincreasinglymotivatedtoout

8、sourcetheirdatatocommercialpubliccloudforconvenientaccess,efficientmanagementandeconomicsavings.However,thesecurityandprivacyisanimportantproblemofcloudcomputing,andblocksthewideapplicationofcloudcomputing.Sensitive