云計(jì)算中隱藏訪問模式的關(guān)鍵詞檢索方案研究.pdf

1、云計(jì)算環(huán)境下，數(shù)千萬由用戶們發(fā)起的查詢請(qǐng)求通過互聯(lián)網(wǎng)在全世界范圍內(nèi)傳輸，很容易遭受攻擊和竊取。怎樣保護(hù)用戶的信息隱私，防止云服務(wù)提供商惡意泄露或挖掘用戶的隱私是云計(jì)算所面臨的一個(gè)巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。當(dāng)前技術(shù)環(huán)境下，通常采用的加密、密文域檢索、密文訪問控制、匿名證書等傳統(tǒng)密碼學(xué)方案都存在一個(gè)共同的問題:它們無法阻止用戶訪問模式的泄漏。流量分析技術(shù)可以獲取關(guān)于訪問模式的敏感信息。例如用戶的檢索歷史會(huì)泄漏用戶的檢索習(xí)慣甚至身份，訪問同一個(gè)數(shù)據(jù)塊的

2、兩個(gè)用戶有可能會(huì)被證明有某種聯(lián)系。幸運(yùn)的是，私有信息檢索(Private Information Retrieval, PIR)則可以保護(hù)查詢者的訪問模式不被泄露。
　　本文在回顧PIR研究現(xiàn)狀及相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，研究了云環(huán)境下支持關(guān)鍵詞檢索的PIR(ksPIR)。主要內(nèi)容大致包含以下幾點(diǎn):
　　1.介紹了一個(gè)支持關(guān)鍵詞檢索的PIR協(xié)議(ksPIR)。只支持使用數(shù)據(jù)塊的位置索引來檢索的PIR是不適用于云計(jì)算環(huán)境的。更實(shí)用的場(chǎng)

3、景是用戶采用關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索。因此本課題的研究內(nèi)容一研究了隱藏訪問模式的關(guān)鍵詞檢索(ksPIR)。不僅使云服務(wù)器無法獲取用戶檢索的關(guān)鍵詞內(nèi)容，也保證云服務(wù)器無法獲取檢索數(shù)據(jù)項(xiàng)的身份，即不知道用戶到底檢索了哪一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而避免了訪問模式的泄露。
　　2.提出了計(jì)費(fèi)激勵(lì)的實(shí)用化ksPIR協(xié)議。ksPIR通過傳輸過多的數(shù)據(jù)和執(zhí)行昂貴的計(jì)算來保護(hù)用戶的訪問模式。對(duì)于不同需求的用戶來說，它既不夠?qū)嵱茫植粔蜢`活。因此本課題的研究內(nèi)容二旨在實(shí)

4、現(xiàn)協(xié)議開銷和用戶隱私需求的折中，通過為用戶引入靈活的隱私需求和支付意愿，將其協(xié)議開銷降低至可實(shí)用化。
　　3.提出了一套衡量PIR各部分開銷的標(biāo)準(zhǔn)。雖然眾多學(xué)者對(duì)PIR各領(lǐng)域進(jìn)行了深入的研究，但是目前已有的工作并沒有延伸到現(xiàn)實(shí)的云環(huán)境中。針對(duì)協(xié)議中的計(jì)算和通信各部分開銷，目前還沒有統(tǒng)一的衡量比較標(biāo)準(zhǔn)。因此，我們結(jié)合實(shí)際中各大云服務(wù)提供商的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)與學(xué)術(shù)界的研究分析，使用統(tǒng)一的計(jì)量單位，給出了一套衡量PIR各部分開銷的標(biāo)準(zhǔn)，包括云端