支持多关键字可排序的高性能可搜索加密系统及其应用

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1、工程硕士学位论文支持多关键字可排序的高性能可搜索加密系统及其应用作者姓名张远驰工程领域计算机技术校内指导教师唐韶华教授校外指导教师陈树乐技术总监所在学院计算机科学与工程学院论文提交日期2018年4月20日Highperformancesearchableencryptionsystemsupportingmulti-keywordsortinganditsapplicationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangYuanchiSuperviso

2、r：Prof.ShaohuaTangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP39学校代号：10561学号：201521031850华南理工大学硕士学位论文支持多关键字可排序的高性能可搜索加密系统及其应用作者姓名：张远驰指导教师姓名、职称：唐韶华教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：计算机技术论文形式：□产品研发□工程设计□应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：信息安全论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年6月1日学位授予单位：华

3、南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：孙长银委员：韩国强、徐雪妙、林伟伟、李家春摘要随着智能终端和移动互联网的发展，许多用户倾向于将数据存储在云端，云环境中的隐私保护技术得到了越来越多的关注和研究。为了保护数据拥有者的隐私，这些数据应该加密后再外包给云服务器，然而传统的加密会导致文本数据难以搜索。为了解决密文域上信息检索的问题，近几年提出了很多关于可搜索加密的研究方案，现有的方案有些无法支持关键词权重，有些使用线性搜索，有些不支持权限控制。大多数模糊搜索方案仅仅支持英文模糊搜索。总而言之，目前的可搜索加密方

4、案性能较差、功能不齐、只有理论研究，没有实际应用。针对上述问题，本文实现了一个支持多关键字可排序的高性能可搜索加密系统，适用于在云环境下保护用户的隐私。本文主要工作如下：（1）为了解决现有可搜索加密方案性能较低的问题，我们提出“高性能secureKNN”算法，对密钥结构进行修改，在没有降低安全级别的前提下使算法性能大幅度提升，并给出详细的安全性证明。（2）为了实现多关键字、高性能搜索，我们把Xia等人方案与本文提出的“高性能secureKNN”算法结合，大幅度提升密文索引建立速度，并使用向䟿空间模型和TF-IDF值建立树

5、形索引，使得搜索复杂度降低到亚线性级别。（3）为了弥补密文索引搜索算法在最坏情况下搜索性能和精度大幅度降低的缺陷，我们对贪婪的深度优先搜索算法（GDFS）进行改进并提出“改进贪婪的深度优先搜索算法（EGDFS）”，使其在任何情况下都能准确高效搜索。（4）为了实现可排序，我们对结果集中的文件按照相似度进行排序。（5）为了解决五笔输入法的用户误输入问题，我们提出预设形近字表的方式实现了密文域上基于形近字的中文模糊搜索。此外，本文还进行了大䟿对比实验。性能对比结果表明，本文提出方案能够有效的提升密钥生成阶段、密文索引生成阶段、

6、陷门生成阶段以及查询阶段的性能。系统整体测试结果表明，本文系统能够在真实云环境下保护用户隐私。最后阐述本文研究并实现的系统能够应用在安全云存储领域和群体感知领域，并解决隐私保护的难题。关键词：安全云存储；隐私保护；可搜索加密；多关键字；高性能IAbstractWiththedevelopmentofintelligentterminalsandmobileInternet,manyuserstendtostoredatainthecloud.Privacy-preservingincloudcomputingisattr

7、actingmoreandmoreattention.Inordertopreservetheprivacyofdataowner,thedatashouldbeencryptedbeforetheyareoutsourcedtothecloudserver,buttraditionalencryptionlimitsthesearchabilityoftextdata.Inrecentyears,anumberofschemesforsearchableencryptionhavebeendevisedtoaddres

8、stheproblemwithinformationretrievalofciphertext.Butsomeofthecurrentschemescannotsupportkeywordweight,someuselinearsearch,andsomedonotsupportpermissioncontrol.M