可有效更新的低存储开销公共可验证数据库方案

围绕外包数据的计算效率和查询结果完整性问题,展开对可验证数据库的研究,提出了一个可有效更新的低存储开销公共可验证数据库模型.给出其算法形式化定义及安全模型,并利用素数阶双线性群构造了一个具体的可有效更新的低存储开销公共可验证数据库方案.该方案允许资源受限的客户将大型数据库外包到专业数据库服务提供商,不仅可以从其查询或更新数据记录,而且能够检测并验证所查询数据的完整性.方案的安全性可以规约为Square-CDH问题假设.与已有方案相比,该方案基于素数阶双线性群,提高了计算效率,并在初始化阶段构造了独立于数据库大小的公共参数,减小了客户的存储开销.同时,方案验证无需私钥参与,从而实现了公共可验证.此外,该方案不仅支持对数据进行修改,还支持对数据的插入及删除操作.性能分析表明,该方案满足客户查询、更新和验证等操作开销独立于数据库大小.

一种结合可验证数据库的属性可搜索加密方案

在可搜索加密应用于实际场景的过程中,大部分方案仅验证搜索结果而不是数据库,只能确保返回所有匹配的文件标识符,而不能对文档的完整性进行检查.本文提出了一种结合可验证数据库的属性可搜索加密方案(attribute-based searchable encryption with verifiable database,VDB-ABSE),兼具属性管理和可验证性.该方案构建了一个可验证数据库VDB,能够为用户提供搜索结果的证明.当数据使用者在使用关键词查询文件时,云存储平台先进行关键词的搜索,再通过二维线性表进行属性识别,匹配该属性权限下可以访问的数据集.云平台在搜索完成后将相应的文件和证明一起反馈给数据使用者,数据使用者可以对搜索结果进行验证,保证基于属性的可搜索加密方案的可验证性.通过实验分析和与现有方案进行对比,VDB-ABSE方案更具有优势.

全委托的公共可验证的外包数据库方案

为解决可验证外包数据库方案存在的预处理阶段开销较大及不支持公共可验证的问题,提出了一个全委托的公共可验证的外包数据库模型.给出了模型的架构及交互流程,对模型进行了形式化定义,并给出了模型的正确性定义和安全性定义.利用双线性映射及可验证外包模幂运算协议,构建了一个全委托的公共可验证外包数据库方案,且给出了各个算法的详细描述,证明了方案的正确性和安全性.其安全性可规约为BDHE(bilinear diffie-hellman exponent)难题.与现有方案及不进行全委托计算的方案相比,全委托的公共可验证的外包数据库方案基于可验证外包模幂运算,将大量模幂运算外包给云处理,减小了数据拥有者的开销.理论与实验分析表明:该方案数据拥有者在预处理阶段所需的代价更低,效率更高,适于实际应用.此外,验证过程无需私钥参与,实现了公共可验证.