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Verifiable dynamic search over encrypted data in cloud-assisted intelligent systems
International Journal of Intelligent Systems ( IF 5.0 ) Pub Date : 2022-09-21 , DOI: 10.1002/int.23065 Yunling Wang 1, 2 , Pei Wei 1 , Meixia Miao 1 , Xuefeng Zhang 1
International Journal of Intelligent Systems ( IF 5.0 ) Pub Date : 2022-09-21 , DOI: 10.1002/int.23065 Yunling Wang 1, 2 , Pei Wei 1 , Meixia Miao 1 , Xuefeng Zhang 1
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The cloud-assisted intelligent systems have attracted extensive attention due to their powerful data analysis and computation capabilities. However, how to handle encrypted data remains a challenging problem in intelligent systems. A promising solution is searchable symmetric encryption (SSE), which enables a client to privately outsource their data to the cloud while preserving keyword search functionality. In practice, dynamic SSE is more practical and supports efficient data addition and deletion. Unfortunately, data update will leak some additional information which can be exploited to break data privacy. To address this issue, forward and backward secure SSE schemes are proposed to reduce the leakage of data update. That is, forward security guarantees that the newly updated documents cannot reveal the previously searched keywords, while backward security guarantees that the server cannot recover the deleted documents. However, the existing forward and backward secure SSE schemes mainly consider curious-but-honest server. How to verify the soundness and completeness of search results is still a challenge. In this paper, we propose a noninteractive verifiable dynamic SSE scheme with forward and backward security from two universal accumulators. Specifically, the server in our scheme only needs one roundtrip to return the nondeleted search results to the client, which saves the communication overhead dramatically. Besides, our scheme can achieve public verification that anyone can verify the search results but not only the client who has the private key. Finally, we give a formal security analysis and compare the proposed scheme with other related work, the results show that our scheme can achieve the desired security properties with practical efficiency.
中文翻译:
云辅助智能系统中加密数据的可验证动态搜索
云辅助智能系统因其强大的数据分析和计算能力而受到广泛关注。然而,如何处理加密数据仍然是智能系统中的一个具有挑战性的问题。一个有前途的解决方案是可搜索对称加密 (SSE),它使客户能够在保留关键字搜索功能的同时私下将其数据外包给云。在实践中,动态SSE更实用,支持高效的数据增删改查。不幸的是,数据更新会泄露一些额外的信息,这些信息可以被用来破坏数据隐私。为了解决这个问题,提出了前向和后向安全SSE方案来减少数据更新的泄漏。也就是说,前向安全保证新更新的文档不会泄露之前搜索的关键字,而后向安全保证服务器无法恢复已删除的文档。然而,现有的前向和后向安全SSE方案主要考虑好奇但诚实的服务器。如何验证搜索结果的健全性和完整性仍然是一个挑战。在本文中,我们提出了一种非交互式可验证动态 SSE 方案,该方案具有来自两个通用累加器的前向和后向安全性。具体来说,我们方案中的服务器只需要一次往返就可以将未删除的搜索结果返回给客户端,这大大节省了通信开销。此外,我们的方案可以实现公开验证,任何人都可以验证搜索结果,而不仅仅是拥有私钥的客户端。最后,我们给出了正式的安全性分析,并将所提出的方案与其他相关工作进行了比较,
更新日期:2022-09-21
中文翻译:
云辅助智能系统中加密数据的可验证动态搜索
云辅助智能系统因其强大的数据分析和计算能力而受到广泛关注。然而,如何处理加密数据仍然是智能系统中的一个具有挑战性的问题。一个有前途的解决方案是可搜索对称加密 (SSE),它使客户能够在保留关键字搜索功能的同时私下将其数据外包给云。在实践中,动态SSE更实用,支持高效的数据增删改查。不幸的是,数据更新会泄露一些额外的信息,这些信息可以被用来破坏数据隐私。为了解决这个问题,提出了前向和后向安全SSE方案来减少数据更新的泄漏。也就是说,前向安全保证新更新的文档不会泄露之前搜索的关键字,而后向安全保证服务器无法恢复已删除的文档。然而,现有的前向和后向安全SSE方案主要考虑好奇但诚实的服务器。如何验证搜索结果的健全性和完整性仍然是一个挑战。在本文中,我们提出了一种非交互式可验证动态 SSE 方案,该方案具有来自两个通用累加器的前向和后向安全性。具体来说,我们方案中的服务器只需要一次往返就可以将未删除的搜索结果返回给客户端,这大大节省了通信开销。此外,我们的方案可以实现公开验证,任何人都可以验证搜索结果,而不仅仅是拥有私钥的客户端。最后,我们给出了正式的安全性分析,并将所提出的方案与其他相关工作进行了比较,