对称可搜索加密机制的研究与设计

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1、分类号TP309密级公开UDC004.6学位论文编号D-10617-308-(2016)-02006重庆邮电大学硕士学位论文中文题目对称可搜索加密机制的研究与设计英文题目TheResearchandDesignofSymmetricSearchableEncryption学号S130201006姓名陈亚琼学位类别工学硕士学科专业计算机科学与技术指导教师罗文俊教授/周由胜副教授完成日期2016年04月17日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本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，论文中不包含他人已经发表或撰写过

2、的研究成果，也不包含为获得重庆邮电大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的人员对本文研究做出的贡献均已在论文中作了明确的说明并致以谢意。学位论文版权使用授权书本人完全了解重庆邮电大学有权保留、使用学位论文纸质版和电子版的规定，即学校有权向国家有关部门或机构送交论文，允许论文被查阅和借阅等。本人授权重庆邮电大学可以公布本学位论文的全部或部分内容，可编入有关数据库或信息系统进行检索、分析或评价，可以采用影印、缩印、扫描或拷贝等复制手段保存、汇编本学位论文。（注：保密的学位论文在解密后适用本授权书。）作者签名：日期：重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随着信

3、息化时代的到来，数据总量正以几何倍数的方式增长，这对传统数据存储方式发起了挑战。为了减少本地基础设施的开销和维护数据的成本，用户可以将数据外包给第三方服务提供商。由于数据涉及到个人隐私安全问题，所以，常使用加密技术来保证外包数据的隐私安全。数据加密后破坏了明文之间原有的语义关系，因此会对数据检索、更新等使用造成一定的阻碍。可搜索加密是一种支持在加密数据上进行检索的加密技术。与传统的加密技术类似，现有的可搜索加密技术可分为两种：对称可搜索加密和非对称可搜索加密。本文主要研究对称可搜索加密技术中的多用户可搜索加密和多关键字可搜索加密。首先，基于多用户检索模型，本文构造

4、了一种支持多用户检索的动态可搜索加密方案。方案中，数据由数据拥有者加密之后存储在服务器端，同时数据拥有者授权多个用户访问其数据。在检索时，合法用户产生检索令牌，服务器接收令牌后，使用辅助密钥对令牌进行二次加密，然后在密文上进行检索。在撤销用户时，只需撤销服务器端用户的辅助密钥即可。由于采用红黑树作为索引结构，使得检索时间复杂度与文件个数呈亚线性关系。此外，本方案在更新时，数据拥有者只需对少量结点进行更新，更新效率较高。通过对方案的安全性和可行性进行分析，证明了方案的安全性和可行性。其次，本文也对多关键字可搜索加密进行研究。结合非对称标量积加密算法，本文对基于红黑树

5、的动态可搜索加密方案进行改进，构造了一种支持多关键字的可验证动态可搜索加密方案。与之前的方案相比，本方案在检索和更新方面效率较高。此外，令牌的产生具有随机性，同时还可以对查询结果进行验证。实验结果表明方案能进行高效地检索和更新。最后，本文对已完成的工作进行总结，并给出了下一步的研究方向。关键词：动态可搜索加密，多用户，多关键字I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractAlongwiththecomingoftheeraofinformation,theamountofdataisincreasingexponentially,whichisacha

6、llengetothetraditionalwayofdatastorage.Inordertoreducethecostsofthelocalinfrastructureanddatamanagement,thedatacanbeoutsourcedtothethirdpartyserviceprovidersbyusers.However,duetoprivacyissuesofusers’data,thedatamustbeencryptedbeforeoutsourcing.Dataencryptionwilldestroytheoriginalseman

7、ticrelationsoftheplaintext,itisalsoahindrancetotheusageofdatasuchassearchandupdate.Searchableencryptionallowsfastretrievalonencrypteddata.Similartothetraditionalencryptiontechnology,thesearchableencryptioncanbedividedintotwocategories:symmetricsearchableencryptionandasymmetricsearchab

8、leenc