检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机研究与发展 2023年第5期60卷 1136-1150页

作者：许可李彦彪谢高岗张大方湖南大学信息科学与工程学院长沙410082 中国科学院计算机网络信息中心北京100083 中国科学院大学北京100089

数据名查找是信息中心网络、内容分发网络、5G核心网中基础功能组件的关键操作,需要面向大规模规则表进行最长前缀匹配,在查找速度、更新开销和存储开销等方面面临严峻挑战.首先设计了混合计数布隆过滤器(HyCBF),将数据名前缀和前缀标... 详细信息

数据名查找是信息中心网络、内容分发网络、5G核心网中基础功能组件的关键操作,需要面向大规模规则表进行最长前缀匹配,在查找速度、更新开销和存储开销等方面面临严峻挑战.首先设计了混合计数布隆过滤器(HyCBF),将数据名前缀和前缀标记维护在同一个计数布隆过滤器中同时保持二者的逻辑独立性.这样可在不增加额外存储开销和时间开销的情况下提供更丰富的指示信息.基于此,提出HyCBF辅助的二分数据名查找(HyBS)方法以实现高效查找.进一步,为缓解二分查找过程中因回溯导致的性能损失,为HyCBF中每个条目关联一个特征比特位图以降低其假阳性率.实验表明,HyBS相比现有方法在查找性能和更新速度方面具有明显优势,存储效率也有一定提升.此外,将HyBS集成到向量化数据包处理(VPP)框架中进行系统性能评估,结果表明HyBS可用于构建高通量可扩展的数据名查找引擎.

关键词：数据名查找特征比特位图计数布隆过滤器二分搜索向量化数据包处理

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基于计数布隆过滤器的属性基多关键词可搜索加密方案

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电信科学 2023年第11期39卷 116-127页

作者：李志单陈勇群王巍中国电子科技集团公司第三十六研究所浙江嘉兴314033 电磁空间安全全国重点实验室浙江嘉兴314033

为解决传统公钥密码体制下的可搜索加密方案检索效率低、关键词索引存储开销大、索引不支持动态更新等问题,基于计数布隆过滤器良好的空间和时间效率判断元素是否属于某个集合的特性,将此特性应用于可搜索加密建立关键词索引,即将关键... 详细信息

为解决传统公钥密码体制下的可搜索加密方案检索效率低、关键词索引存储开销大、索引不支持动态更新等问题,基于计数布隆过滤器良好的空间和时间效率判断元素是否属于某个集合的特性,将此特性应用于可搜索加密建立关键词索引,即将关键词集合映射到一个二进制向量中,从而降低关键词存储开销;同时,利用计数布隆过滤器可删除的特性实现关键词索引的动态更新。此外,为防止敌手通过统计分析手段从二进制向量中推断出关键词明文信息,将二进制向量利用置换进行盲化,然后将置换利用属性加密进行秘密共享,合法用户正确生成关键词陷门后,服务商基于用户的关键词陷门帮助用户完成关键词匹配查询。最后,安全性分析和仿真实验证明了方案的安全性和高效性。

关键词：可搜索加密计数布隆过滤器属性加密置换

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分片计数布隆过滤器及其在Hbase二级索引的应用

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计算机系统应用 2016年第3期25卷 119-123页

作者：黄璨方旭昇张朝泉南京航空航天大学经济与管理学院南京211106

针对Hadoop Database(Hbase)仅支持主索引结构,即通过主键和主键的range来检索数据的问题,提出利用Counting Bloom Filter的新变体建立二级索引来支持非主键数据的检索.分析了已有的Counting Bloom Filter(CBF)技术,针对CBF溢出概率高... 详细信息

针对Hadoop Database(Hbase)仅支持主索引结构,即通过主键和主键的range来检索数据的问题,提出利用Counting Bloom Filter的新变体建立二级索引来支持非主键数据的检索.分析了已有的Counting Bloom Filter(CBF)技术,针对CBF溢出概率高的问题,提出一种新的Split Counting Bloom Filter(SCBF)技术,SCBF将标准CBF分成多个相互独立的区域,由这多个区域共同存储元素的fingerprint.实验结果表明,与标准CBF相比,SCBF降低了溢出概率,充分提高了过滤器的性能,可以很好地用来建立Hbase二级索引.

关键词： Hbase 二级索引非主键数据计数布隆过滤器分片计数布隆过滤器

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基于区块链的医疗数据密文可搜索方法研究

基于区块链的医疗数据密文可搜索方法研究

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作者：白晓丹郑州大学

学位级别：硕士

在快速发展的信息化时代,医疗数据电子化已成为大势所趋,正在改变国内外医疗系统。但目前医疗机构的数据管理仍存在不足,医疗数据主要存储于相互独立的医院内部,存在数据共享难的问题。因医疗数据包含用户身份、健康状况等隐私,为保护... 详细信息

在快速发展的信息化时代,医疗数据电子化已成为大势所趋,正在改变国内外医疗系统。但目前医疗机构的数据管理仍存在不足,医疗数据主要存储于相互独立的医院内部,存在数据共享难的问题。因医疗数据包含用户身份、健康状况等隐私,为保护数据隐私需对医疗数据加密处理,数据加密在保证隐私安全的同时又给数据的高效搜索带来了挑战。因此,如何从海量密文中高效地搜索用户所需数据以及如何安全地实现独立医疗机构之间的数据共享是目前面临的问题。区块链技术具有去中心化、分布式存储、不可篡改的特点,是目前解决数据共享问题的新技术;可搜索加密技术可以实现密文状态下的搜索功能。因此,本文从医疗数据安全共享、密文高效搜索方面展开研究,主要内容如下:(1)提出了基于新型倒排索引的防猜测攻击密文快速搜索算法。针对密文面临的数据被攻击、搜索效率低等问题,该算法使用非对称加密对明文数据加密,通过可搜索加密技术实现密文搜索。提出新型倒排索引结构存储关键字和文档信息,通过设定数量相同的索引项方式避免关键字猜测攻击;通过将新型倒排索引和计数布隆过滤器相结合构建密文索引的方式提高密文搜索效率。实验表明,该算法在防止数据猜测攻击、提高密文搜索效率方面具有相对优势。(2)提出了基于区块链的密文可搜索安全共享模型。针对医疗机构之间数据共享难的问题,该模型利用区块链技术解决“数据孤岛”问题。模型采用“私有链+联盟链”的模式存储数据,在实现数据共享的同时还能保证数据完整性。通过区块链和服务器分离存储数据的方式缓解链上交易压力;通过提交陷门至联盟链的方式实现密文搜索与共享,使用代理重加密实现第三方数据用户对数据的安全共享。实验表明,该模型在数据共享时的索引匹配、区块链交易时间和已有方案相比具有较高效率。

关键词：区块链医疗数据共享可搜索加密倒排索引计数布隆过滤器

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可搜索加密技术研究与应用

可搜索加密技术研究与应用

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作者：付雪梅广西师范大学

学位级别：硕士

对称可搜索加密(Symmetric Searchable Encryption,SSE)不仅可以解决数据外包的隐私问题,而且可以解决数据外包的可操作性和保密性问题。然而,大多数SSE方案都假定云是诚实但又好奇的,这种假设并不总是成立,因为服务器可能故意返回历史... 详细信息

对称可搜索加密(Symmetric Searchable Encryption,SSE)不仅可以解决数据外包的隐私问题,而且可以解决数据外包的可操作性和保密性问题。然而,大多数SSE方案都假定云是诚实但又好奇的,这种假设并不总是成立,因为服务器可能故意返回历史版本或者不完整的查询结果返回给用户以节约服务器本身的计算开销。针对此问题,即使有些方案支持在恶意云中对数据的完整性或新鲜度进行验证与检查,但这些方案存在一些局限性,例如,有的方案只支持静态数据库、有的方案要求特定的SSE结构、有的方案只能工作在单用户的模型下,或者验证效率比较低。为了提高SSE的性能和安全性,本文的工作主要研究工作如下:(1)为了提高SSE方案的搜索效率,将文档关键字对利用B+-tree来构建安全索引以提高检索效率。(2)为防止恶意云服务器发起重放攻击和新鲜度攻击,将计数布隆过滤器(Counting Bloom Filter,CBF)、时间戳机制并结合数字签名以实现高效的快速查询的验证。(3)利用布隆过滤器预先判断用户查询的关键字是否存在,并且考虑了当关键字不存在时,利用CBF建立验证器来提高用户的验证效率和查询效率。(4)为有效解决电子医疗系统中用户对加密医疗记录的访问权限问题和在加密数据上的统计分析问题,本文提出一种支持统计查询和授权访问控制的加密电子病历数据库(EMDB)方案,与其他方案不同的是,它基于差分隐私(Differential-Privacy,DP),可以防止患者隐私被恶意分析者推断出。(5)通过部署一种改进的多授权机构基于属性的加密(Multi-Authority Attribute-Based Encryption,MA-ABE)方案,所有授权机构可以将其搜索能力分配给不同授权机构下的客户而无需额外协商。(6)为了在加密数据库中实现统计查询,本文利用基于加密的差分隐私计数器完成分析者的统计查询。为防止云服务器将部分的查询结果返回给用户,利用双服务器将数据的安全索引和加密文档分开存储。用户通过验证两个服务器的返回的结果来判断结果的完整性。最后,通过综合实验对本方案进行评估。

关键词：数据外包对称可搜索加密计数布隆过滤器统计查询

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支持结果排序的安全密文检索方法研究

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计算机科学 2018年第5期45卷 123-130页

作者：姚寒冰邢娜娜周俊伟李勇华武汉理工大学计算机科学与技术学院武汉430063 交通物联网技术湖北省重点实验室(武汉理工大学) 武汉430070

越来越多的企业和个人用户将数据部署到低成本、高质量的云存储中。为了保护敏感数据,用户在部署前会对其进行加密处理,但海量的加密数据给检索工作带来很大挑战。文中将传统的倒排索引结构改造成密文倒排索引,并在密文倒排索引上构建... 详细信息

越来越多的企业和个人用户将数据部署到低成本、高质量的云存储中。为了保护敏感数据,用户在部署前会对其进行加密处理,但海量的加密数据给检索工作带来很大挑战。文中将传统的倒排索引结构改造成密文倒排索引,并在密文倒排索引上构建计数布隆过滤器,进而提出了基于计数布隆过滤器的密文安全索引(SICBF),其在保证隐私安全的前提下实现了对密文的快速检索。为减少SICBF索引中的数据冗余,设计了计数布隆过滤器的剪枝算法。为保护密文倒排索引中相关分的隐私安全,采用一对多保序加密机制(OPME)对相关分进行加密,并在密文相关分上对检索结果直接进行排序,将最相关检索结果top-k返回给授权用户。安全分析表明,不同于原始数据分布,OPME算法加密后的相关分分布隐藏了数据的峰值,能防止针对相关分的统计攻击。实验结果表明,SICBF的检索效率高,计算量小,适用于海量加密数据文件的快速安全检索。

关键词：倒排索引相关分计数布隆过滤器数据隐私排序搜索

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NDN环境下智能家居的访问控制机制的研究

NDN环境下智能家居的访问控制机制的研究

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作者：乌日娜内蒙古大学

学位级别：硕士

目前,随着越来越多的传感设备接入到智能家居中,使智能家居产生的大量隐私数据被非法用户获取,因此本文的工作为设计适用于智能家居通信场景下的访问控制机制。完整的访问控制机制由三部分构成:用户权限申请、用户请求数据和用户权限注... 详细信息

目前,随着越来越多的传感设备接入到智能家居中,使智能家居产生的大量隐私数据被非法用户获取,因此本文的工作为设计适用于智能家居通信场景下的访问控制机制。完整的访问控制机制由三部分构成:用户权限申请、用户请求数据和用户权限注销。但是现有的访问控制机制大多没有考虑用户注销阶段,或者命名数据网络(NDN)缓存利用率不高,导致用户获取数据的时间较长。因此本文通过AES-CBC对称加密、基于身份的加密、代理重加密结合的方式有效地利用了NDN缓存特性,降低用户从请求权限到成功加密数据的时间,并通过使用计数布隆过滤器实现无效兴趣包过滤以及完善用户权限注销阶段。本文使用ndnSIM2.4网络仿真软件对用户权限申请到用户请求数据进行仿真,并在真实环境中对比代理重加密与传统公钥加密算法所产生的时间开销以及在用户注销阶段,NDN路由器使用计数布隆过滤器与传统布隆过滤器所产生的时间开销。实验结果表明,本文的访问控制机制由于在请求数据密钥的过程中合理地利用了NDN的缓存特性,降低用户从请求权限到成功解密数据的总时间,并且当首次请求数据的节点距离数据提供者越远时,对于其他请求同一数据的用户来说所使用的时间越短;同时在智能家居场景下比较代理重加密与传统公钥加密的实验中,得出重加密算法只是在初始椭圆曲线时消耗过多的时间;以及NDN路由器使用计数布隆过滤器之后,由于用户注销之后不必重新生成新的过滤器,直接执行删除操作,因此降低了相应的时间开销。

关键词：智能家居访问控制 NDN 加密计数布隆过滤器

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基于发布/订阅的CCN网络与IPv6网络融合设计与实现

基于发布/订阅的CCN网络与IPv6网络融合设计与实现

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作者：卢倚霞南京师范大学

学位级别：硕士

当前,互联网的应用模式已经从发送者驱动的点对点通信为主转向接收者驱动的大规模信息获取为主。内容中心网络(Content Centric Network,CCN)顺应这一应用模式的转变,实现了内容接收者与内容发送者的解耦、内容名字与内容存储位置的解耦... 详细信息

当前,互联网的应用模式已经从发送者驱动的点对点通信为主转向接收者驱动的大规模信息获取为主。内容中心网络(Content Centric Network,CCN)顺应这一应用模式的转变,实现了内容接收者与内容发送者的解耦、内容名字与内容存储位置的解耦。CCN中泛在的内置缓存和天然的多播能力有效提高了网络资源利用率。但是,CCN在支持发布/订阅(Publish/Subscribe,Pub/Sub)应用时存在着以下局限性:首先,CCN中基于Pull模式的内容获取方式不能支持内容的主动推送;其次,CCN中可变长的层次化命名结构难以实现报文的线速转发;最后,CCN目前还只是网络实验室产品,难以在真实的网络环境中大规模部署。为应对CCN网络支持Pub/Sub应用时所面临的上述挑战,首先,本论文提出了基于Pub/Sub的CCN网络——Pub/Sub-CCN,实现了内容由发送者向接收者的主动推送;其次,本论文基于计数布隆过滤器构建路由节点转发引擎中的订阅表结构,实现报文的线速转发;最后,本论文将Pub/Sub-CCN网络部署在IPv6网络边缘,实现IP网络向CCN网络的渐进过渡。本论文完成的主要工作包括:1)设计Pub/Sub-CCN网络模型,包括:使用面向内容语义的分层描述符,建立发布消息与订阅消息间一对多的映射关系,提供基于主题的订阅能力;引入多个汇聚节点,使用最高随机权重算法建立汇聚节点与内容描述符间的映射关系,汇聚节点接收发布者的发布消息,并根据订阅者订阅消息建立的订阅关系,将数据消息主动推送给订阅者;引入订阅表,维护面向语义的订阅关系,订阅表中的订阅关系不会被返回的数据消息擦除,数据消息基于订阅表中维护的计数布隆过滤器实现线速转发;2)设计Pub/Sub-CCN网络与IPv6网络的融合框架,包括:引入边缘节点,边缘节点工作在IPv6和Pub/Sub-CCN双栈协议下,利用报文封装和解封装技术实现部署在IPv6网络边缘的Pub/Sub-CCN网络间的通信;使用MD5算法建立IPv6组播地址和内容描述符之间的映射关系,将Pub/Sub-CCN网络中的数据消息封装到IPv6组播报文中转发,实现面向语义内容接口与面向IPv6组播地址接口间转换,提高IPv6网络中的资源利用率;3)实现Pub/Sub-CCN仿真模型和系统原型,包括:拓展ccnSim网络模型实现Pub/Sub-CCN仿真模型;基于多个性能指标对比Pub/Sub-CCN和ccnSim;在IPv6网络上以OverLay的方式实现Pub/Sub-CCN系统原型;在不同的计算机节点上运行相应的程序代码,模拟订阅者节点、发布者节点、汇聚节点、边缘节点和内容路由节点。本论文的研究结果发现Pub/Sub-CCN网络能够提供基于主题的发布/订阅能力,实现内容由发布者向订阅者的主动推送。仿真结果表明Pub/Sub-CCN在典型的应用场景下相比CCN表现出更优的性能。系统原型验证了 Pub/Sub-CCN网络与IPv6网络融合部署的可行性以及系统功能的正确性。

关键词：内容中心网络发布/订阅 IPv6网络计数布隆过滤器

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云存储中支持结果排序的密文全文检索技术研究

云存储中支持结果排序的密文全文检索技术研究

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作者：邢娜娜武汉理工大学

学位级别：硕士

随着云计算技术的不断发展及移动互联网的普及,云存储已经成为云计算最为广泛的应用之一。越来越多的企业和普通用户选择将数据交由云存储服务器进行管理,以节省硬件投资及数据管理维护成本。为保护数据隐私安全,用户一般在上传文档之... 详细信息

随着云计算技术的不断发展及移动互联网的普及,云存储已经成为云计算最为广泛的应用之一。越来越多的企业和普通用户选择将数据交由云存储服务器进行管理,以节省硬件投资及数据管理维护成本。为保护数据隐私安全,用户一般在上传文档之前需要对文档进行加密处理,以防止信息泄露。不同于明文数据检索,加密后的数据失去了语义性,这就使得数据的有效利用,即从海量的密文文档中检索出用户需要的文档成为一个非常具有挑战性的难题,数据机密性和数据可用性成为云存储中密文检索技术发展的关键点。面对云存储中数据量的急剧增长,如何既能保证数据机密性,又能快速高效地检索出用户所需文档,已成为当前密文全文检索中急需解决的问题。本文在全文检索技术的基础上,针对密文索引构建、索引检索、关键字安全陷门和检索结果排序进行了相应研究,主要研究内容如下:(1)改造了明文倒排索引。在研究明文倒排索引结构的基础上,结合密文全文检索的安全性要求,构建了安全的密文倒排索引。明文倒排索引中的关键词字典、词频、位置等信息容易泄露文档内容,将明文倒排索引直接应用于密文全文检索,存在一定的安全问题。密文倒排索引去除了明文倒排索引中容易泄露数据隐私的关键词词频、位置等信息,引入了相关分,并对相关分采用Paillier同态加密,消除相关分的统计规律,能抵御针对相关分的统计攻击。(2)提出了密文安全索引SICBF。在密文倒排索引的基础上建立计数布隆过滤器,提出了基于计数布隆过滤器的密文安全索引SICBF,在保证隐私安全的前提下,实现对密文索引的安全快速检索。此外,为减少SICBF索引中的数据冗余,节省存储空间,设计了计数布隆过滤器的剪枝算法,并修改原有的元素插入算法来完成剪枝后元素的正确插入。(3)设计了关键字安全陷门算法。为保证检索过程中的关键词隐私,对关键字陷门进行了研究,设计了基于随机关键词的安全陷门生成算法。该算法能防止攻击者根据加密检索关键词出现的频率猜测关键词内容,从而推测检索结果中密文文档的内容。(4)设计了检索结果排序算法。针对检索结果排序,利用Paillier加法同态性质,设计了密文相关分排序算法对检索结果进行排序,将最相关检索结果top-k返回给授权用户。结果排序中主要的计算工作由云服务器完成,减少了客户端计算量,有利于资源受限客户端实现密文快速检索,同时也能充分发挥云计算的高性能特点。通过以上对密文索引结构、索引检索、关键字安全陷门以及加密排序机制的分析研究,本文设计并实现了一个基于SICBF的多关键词密文排序检索原型系统。实验结果和安全性分析表明,相比于TRSE方案中的陷门生成,本文提出的基于随机关键词的安全陷门生成算法,陷门生成效率提高了 86.21%;相比于MRSE方案中的密文检索,本文提出的基于SICBF密文索引的密文检索算法,密文检索效率提高了 79.14%。通过实验和安全性分析,本文提出的SICBF密文索引、关键字安全陷门等在性能和安全性方面达到了良好的平衡,适用于云存储环境下海量加密数据文档的快速安全检索。

关键词：倒排索引相关分计数布隆过滤器数据隐私排序检索

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一种改进的Dynamic Count Filter实现方法

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网络新媒体技术 2017年第5期6卷 42-47页

作者：岳未然赵辉徐龙四川大学计算机学院成都610064

布隆过滤器常用来快速判断给定元素是否在一个集合中,动态计数过滤器是布隆过滤器的一种改进。本文针对当前动态计数过滤器处理数据溢出时,新建以及重建溢出过滤器向量时间开销大的问题,提出了一种基于布隆过滤器向量的改进实现方法。... 详细信息

布隆过滤器常用来快速判断给定元素是否在一个集合中,动态计数过滤器是布隆过滤器的一种改进。本文针对当前动态计数过滤器处理数据溢出时,新建以及重建溢出过滤器向量时间开销大的问题,提出了一种基于布隆过滤器向量的改进实现方法。该方法采用多个布隆过滤器向量替代溢出过滤器向量,以避免溢出过滤器的建立,同时也避免了其重建时进行的数据拷贝。实验结果表明,该方法较动态计数过滤器和动态计数布隆过滤器缩减了处理数据溢出所需的时间,大大提升过滤器操作效率,并且较动态计数布隆过滤器节省了内存空间。

关键词：计数器布隆过滤器计数布隆过滤器动态计数过滤器动态计数布隆过滤器布隆过滤器向量溢出过滤器向量多维动态计数过滤器

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