本书以密文检索的基础理论和关键技术为主要内容。全书共7章。第1章和第2章分别介绍密文检索的基本概念和预备知识;第3~7章是本书的重点内容,分别介绍对称可搜索加密技术、非对称(公钥)可搜索加密技术、密文范围查询技术、密文数据库检索技术以及密文近邻检索技术。本书融前沿性、丰富性、实用性为一体,涵盖密文检索技术的核心研究方向,有助于广大读者了解密文检索研究的基础理论和关键技术。
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“密码理论与技术丛书” 序
前言
第1章 绪论 1
1.1 数据安全 1
1.2 数据安全计算 3
1.2.1 数据全生命周期安全 3
1.2.2 数据安全计算相关概念 4
1.3 密文检索 7
1.3.1 密文检索的定义 7
1.3.2 密文检索分类 7
1.3.3 密文检索技术进展 8
1.3.4 密文检索技术挑战 11
1.3.5 密文检索技术应用 12
1.4 章节安排 13
参考文献 14
第2章 预备知识 19
2.1 伪随机函数 19
2.2 变色龙哈希函数 20
2.3 秘密共享 21
2.4 不经意传输 22
2.5 不经意随机访问机 23
2.6 布隆过滤器 24
2.7 布谷鸟哈希 25
2.8 多重集哈希函数 26
2.9 局部敏感哈希函数 27
2.10 属性保留哈希 28
2.11 密码累加器 29
2.12 隐藏向量加密 31
2.13 可穿刺加密 32
2.14 对称可撤销加密 34
2.15 BCP加密 35
2.16 多线性映射 36
参考文献 37
第3章 对称可搜索加密技术 43
3.1 问题阐述 43
3.2 安全定义 45
3.3 单关键词对称可搜索加密方案 49
3.3.1 基于顺序扫描的可搜索加密方案 49
3.3.2 基于正排索引的可搜索加密方案 53
3.3.3 基于倒排索引的可搜索加密方案 54
3.4 多关键词对称可搜索加密方案 55
3.4.1 连接关键词可搜索加密方案 56
3.4.2 高效连接关键词可搜索加密方案 57
3.4.3 结果模式隐藏的连接关键词可搜索加密方案 60
3.4.4 支持高效布尔查询的可搜索加密方案 63
3.4.5 多用户连接关键词可搜索加密方案 66
3.5 前/后向安全的对称可搜索加密方案 68
3.5.1 文件注入攻击 69
3.5.2 基于ORAM的前向安全可搜索加密方案 69
3.5.3 基于链式结构的前向安全可搜索加密方案 70
3.5.4 基于伪随机置换的前向安全可搜索加密方案 72
3.5.5 基于公钥可穿刺加密的后向安全对称可搜索加密方案 74
3.5.6 基于对称可穿刺加密的后向安全对称可搜索加密方案 76
3.5.7 安全等级提高的后向安全对称可搜索加密方案 78
3.6 检索结果可验证的对称可搜索加密方案 80
3.6.1 检索结果可验证的单关键词可搜索加密方案 80
3.6.2 检索结果可验证的连接关键词可搜索加密方案 81
3.6.3 检索结果可验证的前向安全可搜索加密方案 85
3.7 抗泄漏的对称可搜索加密方案 88
3.7.1 检索模式隐藏的对称可搜索加密方案 88
3.7.2 检索结果数量隐藏的对称可搜索加密方案 91
3.7.3 检索结果数量隐藏的高效对称可搜索加密方案 93
3.8 小结 97
参考文献 97
第4章 非对称(公钥)可搜索加密技术 101
4.1 问题阐述 101
4.2 安全定义 102
4.3 公钥可搜索加密方案 104
4.3.1 安全信道下的公钥可搜索加密方案 104
4.3.2 公开信道下的公钥可搜索加密方案 105
4.3.3 支持连接关键词的公钥可搜索加密方案 106
4.3.4 公钥可搜索加密方案的离线关键词猜测攻击 108
4.3.5 基于陷门信息不可区分的公钥可搜索加密方案 109
4.3.6 基于用户注册的公钥可搜索加密方案 110
4.3.7 基于模糊关键词的公钥可搜索加密方案 111
4.3.8 亚线性检索复杂度的公钥可搜索加密方案 112
4.4 多功能的公钥可搜索加密方案 113
4.4.1 支持多模式检索的公钥可搜索加密方案 113
4.4.2 支持授权检索的公钥可搜索加密方案 115
4.4.3 基于代理重加密的公钥可搜索加密方案 117
4.5 小结 119
参考文献 119
第5章 密文范围查询技术 122
5.1 问题阐述 122
5.2 安全定义与模型 125
5.2.1 OPE/ORE定义变体 127
5.2.2 比较加密 129
5.3 保序加密方案 130
5.3.1 基于范围映射的保序加密方案 130
5.3.2 基于LazySample算法的保序加密方案 134
5.3.3 基于可变编码的保序加密方案 137
5.3.4 密文频率隐藏的保序加密方案 142
5.3.5 部分有序的保序加密方案 144
5.3.6 基于近似公约数问题的保序加密方案 149
5.4 顺序可见加密方案 150
5.4.1 基于多线性映射的顺序可见加密方案 150
5.4.2 基于伪随机函数的实用顺序可见加密方案 152
5.4.3 基于左右密文框架的顺序可见加密方案 153
5.4.4 基于双线性映射的顺序可见加密方案 155
5.4.5 可代理顺序可见加密方案 156
5.4.6 高效多用户顺序可见加密方案 159
5.5 比较加密方案 160
5.5.1 基于请求的比较加密方案 160
5.5.2 基于请求的短密文比较加密方案 162
5.5.3 基于线性代数运算的比较加密方案 163
5.6 小结 167
参考文献 167
第6章 密文数据库检索技术 172
6.1 问题阐述 172
6.2 安全定义 175
6.3 CryptDB: 分层加密的密文数据库检索方案 179
6.4 基于密码原语的密文数据库检索方案 183
6.4.1 支持选择查询的密文数据库检索方案 183
6.4.2 支持连接查询的密文数据库检索方案 185
6.4.3 支持聚合查询的密文数据库检索方案 203
6.5 基于可信执行环境的密文数据库检索方案 208
6.5.1 支持选择查询的密文数据库检索方案 208
6.5.2 支持连接查询的密文数据库检索方案 210
6.5.3 支持聚合查询的密文数据库检索方案 220
6.5.4 支持相似查询的密文数据库检索方案 223
6.6 小结 229
参考文献 229
第7章 密文近邻检索技术 232
7.1 问题阐述 232
7.2 安全定义 234
7.3 密文最近邻检索方案 236
7.3.1 基于安全计算的最近邻检索方案 237
7.3.2 基于分支定界的最近邻检索方案 248
7.4 密文近似最近邻检索方案 262
7.4.1 基于局部敏感哈希的近似最近邻检索方案 262
7.4.2 基于布谷鸟哈希表的近似最近邻检索方案 264
7.4.3 基于分布式点函数的近似最近邻检索方案 266
7.4.4 基于私有信息检索的近似最近邻检索方案 267
7.5 小结 268
参考文献 269
后记 271
“密码理论与技术丛书”已出版书目 273