18、云计算中支持完整性验证的多关键字可搜索加密方案

云计算中支持完整性验证的多关键字可搜索加密方案

1 引言

云计算是一种创新的基于互联网的计算模式，它允许云用户将数据和应用程序迁移到远程云，以便按需部署可扩展和弹性的服务，而无需配置数据中心。然而，尽管云计算有诸多优势，但尚未得到广泛应用。数据安全问题是推广云存储的主要障碍之一，因为用户数据外包给分布式云服务器后，服务提供商可轻易访问数据。

为防止数据被云提供商恶意访问，数据所有者通常在将私有数据外包到云之前对其进行加密，并仅将解密密钥共享给其他授权用户。但这种方法虽能保护数据隐私，却带来了数据检索问题。这促使了许多关于高级可搜索加密方案的研究，这些方案能在保护数据和查询机密性的同时对加密数据进行搜索。

早期的可搜索加密解决方案多为单关键字搜索，效率较低。后续研究将搜索原语扩展到多关键字合取搜索，更符合实际场景。但目前很少有工作同时考虑可搜索加密和搜索认证。

本文提出了一种动态的、支持完整性验证的多关键字可搜索加密方案，以满足实际需求。该方案将多关键字搜索问题简化为单关键字搜索问题，通过对每个关键字进行搜索并对结果集取交集得到最终结果。为降低搜索过程中的通信开销，交集计算在服务器端完成，用户只需接收最终结果并验证其完整性。

2 定义与安全模型

2.1 定义

考虑由数据所有者（用户）和云存储提供商（服务器）组成的场景。动态多关键字可搜索加密（MSE）方案允许用户加密数据并将其外包给服务器。上传加密数据后，用户只需存储一个秘密密钥和一个经过认证的数据状态，存储开销为常量。用户可使用单关键字或多关键字生成搜索请求并提交给服务器，服务器搜索加密数据并返回加密文件集和相应证明，用户可验证搜索结果的正确性