基于謂詞加密的密文數(shù)據(jù)庫查詢協(xié)議設計.pdf

1、近年來，隨著社會信息化的快速發(fā)展，云存儲作為一種新興的存儲形式，受到了社會各界的廣泛關(guān)注，越來越多的企業(yè)和終端用戶選擇把數(shù)據(jù)的存儲和計算放到云端。盡管云存儲在數(shù)據(jù)的存儲和管理方面給用戶帶來了便利，但是它在隱私保護方面的問題阻礙了它被廣泛使用。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)作為云存儲的一個重要存儲平臺，它的安全性決定了整個云存儲平臺的安全性，本課題考慮數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）的隱私保護問題，將數(shù)據(jù)以密文形式存儲在數(shù)據(jù)庫中，同時保證查詢功能不受影響。

2、r>　　具體來講，本課題設計了一種基于謂詞加密的數(shù)據(jù)庫查詢協(xié)議，為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的隱私保護問題提供了一個新的解決方法。謂詞加密（Predicate Encryption）是近年來數(shù)據(jù)庫加密領(lǐng)域的一個新的研究熱點，它主要包括初始化（Setup），加密（Encrypt），密鑰產(chǎn)生（GenKey）和查詢（Query）四個步驟。該謂詞加密算法用一個屬性I（一條記錄）與密文C相關(guān)聯(lián)，一個謂詞f（查詢條件）與查詢密鑰SKf相關(guān)聯(lián)，在查詢時用SKf與

3、C進行匹配，如果f(I)=1，則說明密文C滿足謂詞f。對用謂詞加密加密的密文進行查詢時，可以直接在密文上進行計算，保證了查詢過程的快速和安全。
　　內(nèi)積（Inner product）是謂詞加密構(gòu)造所使用的常用方法，但是使用它構(gòu)造的謂詞加密在使用時需要消耗巨大的存儲空間和預處理工作，阻礙了它在實際中的應用。KSW的謂詞加密方案是使用內(nèi)積方法的經(jīng)典方案，本課題以KSW的謂詞加密方案為基礎(chǔ)，以增加一個轉(zhuǎn)換（Transform）步驟為代價

4、，使密文所占的存儲空間和加密所消耗的預處理工作從O(2n)減少到O(n)。這里的n代表需要加密的屬性值的個數(shù)，通常情況下它的數(shù)量級會達到幾十甚至幾百。
　　在安全性方面，本課題采用選擇性（Selective）安全模型，用可證明安全方法證明了改進的謂詞加密方案的隱藏屬性（Attribute-hiding）安全，保證了算法的安全性。
　　最后，把KSW的謂詞加密方案和改進的謂詞加密方案在Mysql數(shù)據(jù)庫上進行模擬，從實驗數(shù)據(jù)對比