云計算中隱藏訪問模式的關(guān)鍵詞檢索方案研究.pdf

1、云計算環(huán)境下，數(shù)千萬由用戶們發(fā)起的查詢請求通過互聯(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算所面臨的一個巨大的技術(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泄漏用戶的檢索習(xí)慣甚至身份，訪問同一個數(shù)據(jù)塊的

2、兩個用戶有可能會被證明有某種聯(lián)系。幸運的是，私有信息檢索(Private Information Retrieval, PIR)則可以保護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:
　　1.介紹了一個支持關(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是不適用于云計算環(huán)境的。更實用的場

3、景是用戶采用關(guān)鍵詞進行檢索。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)項的身份，即不知道用戶到底檢索了哪一個數(shù)據(jù)項，從而避免了訪問模式的泄露。
　　2.提出了計費激勵的實用化ksPIR協(xié)議。ksPIR通過傳輸過多的數(shù)據(jù)和執(zhí)行昂貴的計算來保護用戶的訪問模式。對于不同需求的用戶來說，它既不夠?qū)嵱?，又不夠靈活。因此本課題的研究內(nèi)容二旨在實

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PIR各領(lǐng)域進行了深入的研究，但是目前已有的工作并沒有延伸到現(xiàn)實的云環(huán)境中。針對協(xié)議中的計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)合實際中各大云服務(wù)提供商的收費標(biāo)準(zhǔn)與學(xué)術(shù)界的研究分析，使用統(tǒng)一的計量單位，給出了一套衡量PIR各部分開銷的標(biāo)準(zhǔn)，包括云端