基于安全云的私有信息檢索關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來,隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,利用互聯(lián)網(wǎng)來獲取信息以及個(gè)人企業(yè)利用互聯(lián)網(wǎng)相互合作已經(jīng)成為了當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)中越來越重要的活動(dòng)。同時(shí),云計(jì)算的出現(xiàn)和發(fā)展極大地促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)參與方的數(shù)據(jù)交互。然而,當(dāng)用戶向數(shù)據(jù)庫或者云服務(wù)中檢索敏感信息時(shí),往往是不希望被其他人知道的,甚至包括數(shù)據(jù)庫擁有者本身。例如,股票報(bào)價(jià),專利信息,疾病情況等等。
　　在1995年,Chor等人第一次將私有信息檢索的問題形式化的提出,將數(shù)據(jù)庫看做有N條記錄的數(shù)組D=*D

2、1,.., D2,Dn+,Di表示第i條記錄,其中1≤i≤n。用戶通過安全信道向服務(wù)器發(fā)送檢索請(qǐng)求Q(i),服務(wù)器需在不知道i的情況下將用戶想要檢索的Di發(fā)送給用戶。目前私有信息檢索被分成了三個(gè)研究方向:信息論安全的私有信息檢索(IPIR),計(jì)算安全的私有信息檢索(CPIR),基于安全硬件的私有信息檢索(HW-PIR)。IPIR和CPIR都由于較高的計(jì)算復(fù)雜度和通信復(fù)雜度很難應(yīng)用到實(shí)際環(huán)境中,因此擁有較低通信復(fù)雜度和計(jì)算復(fù)雜度的HW-P

3、IR成為了一個(gè)非常值得研究的方向。
　　本文對(duì)之前提出的PIR協(xié)議進(jìn)行了大量的分析和研究,著重對(duì)HW-PIR協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)對(duì)比和總結(jié),分析其框架和實(shí)用性,結(jié)合安全云技術(shù),將HW-PIR協(xié)議與安全云平臺(tái)的思想進(jìn)行結(jié)合,利用多個(gè)安全緩存區(qū)的思想,對(duì)PIR的應(yīng)用性進(jìn)行擴(kuò)展,提出了一個(gè)基于安全云的私有信息檢索協(xié)議。該協(xié)議利用兩次加密兩次解密的思想,只進(jìn)行一次離線預(yù)處理,不僅達(dá)到了在不降低查詢效率的情況下,即擁有O(1)的通信復(fù)雜度,極大降

4、低了服務(wù)端定期預(yù)處理的計(jì)算復(fù)雜度,而且還能同時(shí)為多個(gè)數(shù)據(jù)庫提供私有信息檢索服務(wù),增加了協(xié)議的實(shí)用性。
　　最后,本文將提出的PIR協(xié)議以安全云服務(wù)的形式實(shí)現(xiàn),在保證安全性的情況下實(shí)現(xiàn)其功能,并利用Web Service對(duì)其封裝,部署在安全云平臺(tái)上,將傳統(tǒng)的HW-PIR改進(jìn)為基于安全云平臺(tái)內(nèi)的安全服務(wù)。該系統(tǒng)不僅能夠向多個(gè)用戶和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供接口為其提供云安全芯片的功能——私有信息檢索服務(wù)(PIRS),同時(shí)也能為多個(gè)客戶端提供一個(gè)