二叉樹結構的多用戶茫然RAM方案.pdf

1、大規(guī)模數(shù)據(jù)的共享和訪問引發(fā)了網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，結合傳統(tǒng)計算機的應用，出現(xiàn)了云計算這一新的計算模型。云計算以其容錯性強、成本低廉等優(yōu)勢獲得廣泛的研究與應用，與此同時，其安全性也成為社會各界關注的焦點。在數(shù)據(jù)挖掘與云計算迅速發(fā)展的大背景下，用戶與服務器進行交互所產(chǎn)生的地址序列，即訪問模式，會造成用戶隱私的泄露，信息檢索、茫然RAM技術以及動態(tài)分配數(shù)據(jù)結構等方法可以有效保護用戶的訪問模式，其中，茫然RAM這一后起的密碼原語，作為一種極其有效

2、的解決方式，成為海內(nèi)外學者的研究熱點。
　　茫然RAM技術簡單來說就是將RAM程序復雜化，一步拆分成隨機的多步，從而成功保護訪問模式，確保訪問操作的茫然性。茫然RAM技術的實現(xiàn)方案有很多種，比如分層結構的茫然RAM方案，二叉樹結構的茫然RAM方案、具有計算能力的茫然RAM方案。在已有的解決方案中，基本都是單用戶方案，但是，在實際應用中，用戶希望自身存儲到云服務器的數(shù)據(jù)可以共享給其他用戶，由此可見，多用戶的茫然RAM方案具有很強的應

3、用背景。2014年，Zhang等人首次設計出真正的多用戶茫然RAM方案，但是匿名器的訪問開銷很大，因此，有必要設計更高效的多用戶茫然RAM方案。
　　為了實現(xiàn)特定用戶群體共享數(shù)據(jù)的功能，必須引進代理，充當用戶和服務器聯(lián)系的橋梁，具有授權功能的代理加密方案的開銷比較大，而且在本文應用背景下，用戶群體內(nèi)并不涉及數(shù)據(jù)的訪問權限問題，所以只需要使用不具有授權功能的簡單高效的代理加密方案。本文設計了一個新的代理加密方案，新方案與Dong等人

4、的方案類似，但是代理需要存儲的數(shù)據(jù)量減少很多，同時，新方案的安全性并沒有降低。
　　利用新提出的代理加密方案，設計二叉樹結構的多用戶茫然RAM方案(BTS-MORAM)。BTS-M ORAM方案有兩個設計創(chuàng)新點:一是在服務器上采用二叉樹的形式組織存儲數(shù)據(jù)，而不是像Zhang等人采用分層方式，極大提高了訪問數(shù)據(jù)的效率;二是，使用新提出的代理加密方案，在同樣的安全級別下，大大減少了代理需要存儲的數(shù)據(jù)量。在BTS-M ORAM方案的基礎

5、上借鑒Shi等人使用的遞歸方法，設計遞歸的二叉樹結構的多用戶茫然RAM方案(R-BTS-M ORAM)，成功消除了代理需要存儲的位置映射表，進一步降低了代理需要存儲的數(shù)據(jù)量。
　　本文首先介紹了茫然RAM技術以及代理加密機制的概念以及發(fā)展歷程，并對二叉樹結構的單用戶茫然RAM技術的工作原理進行敘述。然后，詳細描述了修改后的新代理加密方案，并對該方案進行安全分析。最后，利用新提出的代理加密方案，設計了BTS-M ORAM方案和R-B