关键词:
私有信息检索
安全芯片
安全云
PIRS
摘要:
近年来,随着互联网的不断发展,利用互联网来获取信息以及个人企业利用互联网相互合作已经成为了当今互联网中越来越重要的活动。同时,云计算的出现和发展极大地促进了网络中各个参与方的数据交互。然而,当用户向数据库或者云服务中检索敏感信息时,往往是不希望被其他人知道的,甚至包括数据库拥有者本身。例如,股票报价,专利信息,疾病情况等等。在1995年,Chor等人第一次将私有信息检索的问题形式化的提出,将数据库看做有N条记录的数组 D D,..,D,?,D,D表示第i条记录,其中1 i n。用户通过安全信道向服务器发送检索请求Q(i),服务器需在不知道i的情况下将用户想要检索的D发送给用户。目前私有信息检索被分成了三个研究方向:信息论安全的私有信息检索(IPIR),计算安全的私有信息检索(CPIR),基于安全硬件的私有信息检索(HW-PIR)。IPIR和CPIR都由于较高的计算复杂度和通信复杂度很难应用到实际环境中,因此拥有较低通信复杂度和计算复杂度的HW-PIR成为了一个非常值得研究的方向。本文对之前提出的PIR协议进行了大量的分析和研究,着重对HW-PIR协议进行了详细对比和总结,分析其框架和实用性,结合安全云技术,将HW-PIR协议与安全云平台的思想进行结合,利用多个安全缓存区的思想,对PIR的应用性进行扩展,提出了一个基于安全云的私有信息检索协议。该协议利用两次加密两次解密的思想,只进行一次离线预处理,不仅达到了在不降低查询效率的情况下,即拥有O 1的通信复杂度,极大降低了服务端定期预处理的计算复杂度,而且还能同时为多个数据库提供私有信息检索服务,增加了协议的实用性。最后,本文将提出的PIR协议以安全云服务的形式实现,在保证安全性的情况下实现其功能,并利用Web Service对其封装,部署在安全云平台上,将传统的HW-PIR改进为基于安全云平台内的安全服务。该系统不仅能够向多个用户和数据库服务器提供接口为其提供云安全芯片的功能——私有信息检索服务(PIRS),同时也能为多个客户端提供一个安全稳定的基于安全云的私有信息检索服务,极大地扩展了传统PIR的应用环境。