云环境中基于中文的可搜索加密技术研究

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随着云计算技术的不断发展,越来越多的企业或者个人希望利用云计算所具有的优势来提高生产水平以及资源利用率,其中云存储技术就云计算的一种重要的应用方式。当人们把越来越多的数据存储到云端的同时,其数据的安全性与可靠性就受到了前所未有的关注。考虑到云存储的开放性以及对云服务器的不可控,使得用户对存储于云端的数据的安全性的担忧成为了阻碍云存储发展的巨大障碍。为了保证存储于云端数据的安全,用户通常会将数据在存储到云端之前对数据进行加密处理,但是这使得数据在一定程度上丧失了可操作性,例如当需要对文件进行搜索时,传统的明文搜索方式在这里就变得无效了。由此,产生了可搜索加密技术,通过该技术可以实现在云服务器半可信的情况下通过某种策略实现对密文的搜索操作。本文首先对可搜索加密技术进行了分析介绍,其中包括了对称可搜索加密技术以及非对称可搜索加密技术,并且根据使用的场景与方式的不同,介绍了不同用户类型在不同搜索方式下的可搜索加密技术的特点。其次,本文根据云存储平台Owncloud的实际搜索需求,结合SSKE方案实现了一种支持中文文件名的密文搜索系统。基于Owncloud平台所具有的存储特性,在浏览器环境中将文件名进行拆分,然后通过两层加密的方式对关键字进行加密生成可搜索的密文信息,并将其上传到云端进行存储。当需要搜索时首先采用对称搜索加密的方式加密关键字,然后通过利用SSKE方案在云端进行线性匹配搜索,从而获得相应的文件名。最后,本文在分析用户对搜索的使用方式特点的基础上,提出了一种基于中文关键字的支持多关键字模糊搜索的可搜索加密方案。该方案结合中文关键字的特点,通过使用非对称可搜索加密的方式,利用布隆过滤器对每一个文档构建关键字索引,使得该方案能够支持多关键字搜索。并且通过构建查询向量与文件向量并进行内积运算的方式来完成模糊搜索匹配功能。与此同时,本方案采用了服务器密钥与用户密钥的双密钥方式使得密文关键字能够安全的在公共信道上进行传输,相比于PEKS方案该方案更加符合用户的实际使用情况。本方案中通过使用哈希函数以及随机数使得该方案能够有效地抵抗选择关键词攻击。本文对该方案的功能性、安全性以及性能进行了详细的分析。
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