面向托管数据查询的隐私保护技术及应用框架的研究

【摘要】随着云计算的发展，数据托管和委托查询越来越普遍，数据隐私保护成为一个不可忽视的问题。加密是保护隐私数据的一种有效手段，研究者已经对密文查询做了许多的工作，但是这些方法只能支持有限的查询计算。同态加密允许不解密直接对密文进行计算，理论上可以解决数据查询中的隐私保护问题。本文研究如何使用同态加密做托管数据的查询，具体工作包括以下几方面：(1)分析当前的同态加密技术和已有的密文查询方法。通过对比各同态加密方案在计算效率、密文存储空间方面的优缺点，本文使用基于RLWE问题假设的同态加密方案。使用NTL库实现了方案，进一步实现了上的重线性化、打包、置换/选择等优化技术。(2)提出了查询应用框架enQuery。同态加密产生的密文是随机的，无法直接对密文做关系运算。本文在数据拥有者和存储服务器之外引入第三方代理服务器。当存储服务器需要比较密文的大小关系时，对密文做Sub操作并将密文的差发送给代理服务器，代理服务器解密后将比较的结果以密文的形式返回给存储服务器。数据拥有者、存储服务器和代理服务器构成了查询框架enQuery。(3)基于查询应用框架enQuery，对密文做查询计算，主要涉及相等查询、范围查询、连接查询、排序、skyline查询、top-k查询。为了进一步提高查询效率，减少网络通信开销。本文对明文数据进行预处理，将相邻数据的差值存储在代理服务器，在查询时充分利用相邻数据的差值，很大程度上减少了存储服务器和代理服务器对密文的同态计算。并对连接查询预排序，提高了连接查询的效率。本文对托管数据查询的隐私保护技术及应用框架进行了研究，具有重要的现实意义，扩展了同态加密的应用领域，对相关的研究工作具有一定的参考价值。
【作者】朱雨；
【导师】赵雷；
【作者基本信息】苏州大学，计算机软件与理论，2014，硕士
【关键词】托管数据查询；隐私保护；同态加密；查询框架；预处理；

【参考文献】
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