8、可搜索对称加密与数字签名技术解析

可搜索对称加密与数字签名技术解析

1. 可搜索对称加密（SSE）概述

可搜索对称加密（SSE）旨在确保文件和关联关键词不被未授权实体获取。其实现方式是对文件和关键词进行加密，只有持有相应密钥的用户才能搜索文件集合并解密文件。

根据SSE协议的不同，文件操作模式分为以下三种：
- 动态模式：文件可添加和移除。
- 半动态模式：文件可添加但不可移除。
- 静态模式：系统建立时所有文件必须存在，且随时间不可更改。

需要注意的是，SSE不应与带关键词搜索的公钥加密（PEKS）混淆。PEKS允许公钥持有者向集合中添加加密文件，私钥持有者则可搜索并解密文件。

SSE协议的安全性由其隐私泄露程度定义，即在不同攻击者模型（自适应和非自适应攻击者）下，除文件大小、访问模式和搜索模式等必要信息泄露外，额外泄露的信息量。

2. SSE与全同态加密（FHE）对比

全同态加密（FHE）是另一种对加密数据进行操作而不泄露结果的加密原语。与SSE相比，FHE能提供更强的隐私保证，但计算成本更高，且要求数据为同质形式，而SSE可处理任何异构数据。

3. SSE模型的变体

• 数据范围搜索 ：部分SSE考虑对数据范围进行搜索，而非特定关键词搜索，这在加密空间数据外包（如收集位置索引数据）中很有用。不过，早期的构造（如保序加密）易受数据库重建攻击。
• 多用户设置 ：传统SSE在单用户环境下运行，部分SSE也考虑多用户设置，允许用户的添加和移除，但这带来了新的挑战，如用户勾结