基于布谷鸟过滤器的区块链检索结构

随着数字经济时代的到来,区块链凭借其特殊的去中心化、可溯源的特点,在金融、数字版权等多个领域都有良好的发展。但基于区块哈希的区块链检索结构,随着链上数据的快速累积的检索的区块链检索需求。因此本文提出一种基于布谷鸟过滤器的跳表检索结构以优化区块链检索。该结构将整个区块链进行分段构成多个区块集合,为每个区块集合添加布谷鸟过滤器,通过布谷鸟过滤器加速区块检索。通过实验结果证明,相较基于哈希指针的区块链检索方法付出了少量的存储空间的开销,区块链检索时间降低53.9%。

过滤器数据结构研究综述

过滤器数据结构可以近似地判断某个元素是否属于给定集合。典型的过滤器数据结构,如布隆过滤器、布谷鸟过滤器、商过滤器,以牺牲查询准确性为代价换取更低的内存空间消耗和查询时间开销。因此,得益于空间时间高效性,过滤器数据结构现已被广泛应用于计算机网络、物联网、数据库系统、文件系统、生物信息学、机器学习等领域的近似成员资格查询操作中。自20世纪70年代以来,过滤器数据结构受到了广泛的研究,在诸多领域取得了重要的进展,其研究思路也在不断变化。文中整理了近五十年来关于过滤器数据结构的经典研究成果,从过滤器数据结构的原理出发对已有工作进行分类总结,并比较不同工作之间的引证关系和改进思路,最后讨论了过滤器数据结构的未来研究方向。

IABC:一种基于区块链和布谷鸟过滤器的跨域认证方法

融合区块链技术的跨域认证方案充分发挥区块链具有去中心化、不可篡改和开放共识的优点,实现用户身份在不同信任域之间的点对点认证.然而传统方案中的区块链系统采用LevelDB存储数字证书,查询性能较低,难以执行重认证时大规模查询证书的请求.同时,方案仅在链上记录证书的附加状态,并未真正解决证书撤销的问题.为此,本文提出一种基于区块链和布谷鸟过滤器的跨域认证方法,在不改变原有认证架构的前提下,通过智能合约在区块链上构造布谷鸟过滤器,设计区块链跨域数字证书的组成结构,将证书映射为指纹信息插入到过滤器,实现证书注册、查询和撤销的功能,在提高跨域用户身份认证效率的同时,降低了证书的存储成本,实验结果验证了该方法的有效性和可行性.

车联网环境下基于Cuckoo过滤器的轻量V 2 I认证算法

基于假名认证机制是保护车与路边设施间通信(V2I)隐私的有效方法,传统的基于证书撤销清单(CRL)方法存在通信和计算开销大的问题。为此,提出基于布谷鸟(Cuckoo)过滤器的轻量V2I认证算法(CFLA)。CFLA算法通过局部信任中心(LTA)给其覆盖内的车辆分配假名,并利用Merkle散列树(MHT)存储车辆假名,每辆车维持一棵独立MHT。同时,采用布谷鸟过滤器(CF)数据结构,降低存储、计算和通信开销。安全性能分析表明,提出的CFLA算法能够具有防御中间攻击、重放攻击的能力。相比于相关的同类算法,CFLA算法降低了认证开销。

基于DQueue和CCF的消息队列设计要点分析

消息队列作为一种常见的数据结构,在应用程序和软件操作系统中得到了广泛应用,而随着处理器的不断迭代,传统的锁同步消息队列逐渐无法发挥多核处理器的性能。因此,研究人员尝试引入布谷鸟过滤器(Cuckoo Filter,CCF)和DQueue技术对消息队列进行优化升级,创建云开发消息队列(Cloud Development Message Queue,CDMQ)。基于上述两种技术同时生成多个队列写入数据,操作者利用CCF对数据进行过滤检验,并读取相关信息。通过对CDMQ的性能测试,研究人员证明该消息队列结构具有伸缩性强和吞吐量高等优势,对提高消息队列性能具有重要意义。

多关键词动态可搜索加密方案

云存储用户将数据外包存储至云服务器以节省本地存储资源。然而,云存储数据脱离了用户的物理控制范围,可导致云端隐私数据被恶意窃取或泄露。目前动态可搜索加密方案多以对称可搜索加密为主,需要预先建立安全的密钥共享信道,难以直接应用于云存储数据共享场景。针对云存储多方数据的安全共享场景,提出了一种多关键词动态可搜索加密方案。该方案通过引入布谷鸟过滤器构建正向索引,实现数据拥有者对文档及索引的动态添加和删除。同时结合双线性对与拉格朗日插值多项式,可支持多关键词的联合搜索。为降低密文检索阶段的计算开销,采用倒排索引与正向索引结合的构造,以提高云服务器的检索效率。基于判定线性Diffie-Hellman问题,在适应性选择关键词攻击下可证明方案的安全性。通过实验分析所提方案在不同数据集中进行关键词搜索及索引更新的执行效率,结果表明所提方案可有效避免检索时间与密文数量的线性相关性,降低了数据量较大情况下更新操作中的计算开销。

支持联合搜索的动态前向安全可搜索加密方案

前向安全可搜索加密方案可抵抗文件注入攻击,从而引起了广泛的关注,它保证了更新文件后,新加入的文件不会泄露先前文件的关键词信息.就前向安全可搜索加密方案而言,如何提升其安全性和运行效率是当下的研究热点.但现有的前向安全可搜索加密方案为了提升安全性,往往仅支持单关键词查询或者以牺牲部分查询功能为代价.针对可搜索加密文件更新时的隐私泄露问题和搜索功能不完善问题,提出一种支持联合搜索的前向安全可搜索加密方案.该方案在服务器端采用布谷鸟过滤器筛选符合查询条件的文件,且支持动态更新操作;通过引入密文等值测试技术对关键词进行隐藏,实现在搜索阶段不泄露关键词和文件信息的情况下进行搜索匹配.方案分析和实验表明所提方案满足自适应安全性,提供多关键词搜索,支持灵活的更新操作且具有较高的效率,更加适用于数据外包、电子邮件系统等实际应用场景.