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Secure, Dynamic, and Efficient Keyword Search With Flexible Merging for Cloud Storage
IEEE Transactions on Services Computing ( IF 5.5 ) Pub Date : 2024-08-13 , DOI: 10.1109/tsc.2024.3442558 Xi Zhang 1 , Cheng Huang 2 , Ye Su 3 , Jing Qin 3
IEEE Transactions on Services Computing ( IF 5.5 ) Pub Date : 2024-08-13 , DOI: 10.1109/tsc.2024.3442558 Xi Zhang 1 , Cheng Huang 2 , Ye Su 3 , Jing Qin 3
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In this paper, we propose a Mergeable Searchable Symmetric Encryption (MSSE) scheme to enable secure keyword search and updates over encrypted cloud data. Particularly, MSSE allows flexible keyword merging, where users can remotely merge file identifiers associated with keywords to create new keyword-to-file identifier relationships. The function is designed for a user to manage their outsourced data conveniently. To this end, we first introduce a new encrypted index where each keyword's relevant file identifiers are grouped, encoded, and encrypted with super-increasing sequences and homomorphic encryption. With such an index, users leverage Distributed Multi-point Functions (DMPFs) to achieve secure keyword search and merge, maintaining efficiency while ensuring high privacy. To address the issue of maintaining “merging consistency” between pre-merged entries and newly updated entries, we employ the DMPF on clusters that incorporate the updated files. The approach significantly minimizes client-side computational overhead compared to re-executing the entire keyword merging process. We formally prove that MSSE can achieve parallel privacy. Extensive performance evaluation shows that MSSE is efficient in terms of computational and communication overheads.
中文翻译:
安全、动态和高效的关键字搜索,灵活合并云存储
在本文中,我们提出了一种可合并的可搜索对称加密 (MSSE) 方案,以实现对加密云数据的安全关键字搜索和更新。特别是,MSSE 允许灵活的关键字合并,用户可以远程合并与关键字关联的文件标识符,以创建新的关键字与文件标识符关系。该功能旨在让用户方便地管理他们的外包数据。为此,我们首先引入了一个新的加密索引,其中每个关键字的相关文件标识符都被分组、编码,并使用超增序列和同态加密进行加密。有了这样的索引,用户就可以利用分布式多点函数 (DMPF) 来实现安全的关键字搜索和合并,在保持效率的同时确保高度隐私。为了解决在预合并的条目和新更新的条目之间保持“合并一致性”的问题,我们在包含更新文件的集群上使用 DMPF。与重新执行整个关键字合并过程相比,该方法可显著降低客户端计算开销。我们正式证明 MSSE 可以实现并行隐私。广泛的性能评估表明,MSSE 在计算和通信开销方面是高效的。
更新日期:2024-08-13
中文翻译:
安全、动态和高效的关键字搜索,灵活合并云存储
在本文中,我们提出了一种可合并的可搜索对称加密 (MSSE) 方案,以实现对加密云数据的安全关键字搜索和更新。特别是,MSSE 允许灵活的关键字合并,用户可以远程合并与关键字关联的文件标识符,以创建新的关键字与文件标识符关系。该功能旨在让用户方便地管理他们的外包数据。为此,我们首先引入了一个新的加密索引,其中每个关键字的相关文件标识符都被分组、编码,并使用超增序列和同态加密进行加密。有了这样的索引,用户就可以利用分布式多点函数 (DMPF) 来实现安全的关键字搜索和合并,在保持效率的同时确保高度隐私。为了解决在预合并的条目和新更新的条目之间保持“合并一致性”的问题,我们在包含更新文件的集群上使用 DMPF。与重新执行整个关键字合并过程相比,该方法可显著降低客户端计算开销。我们正式证明 MSSE 可以实现并行隐私。广泛的性能评估表明,MSSE 在计算和通信开销方面是高效的。