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计算机科学 > 密码学与安全

arXiv:2507.10927 (cs)
[提交于 2025年7月15日 ]

标题: DVFS:用于加密云数据的动态可验证模糊搜索服务

标题: DVFS: A Dynamic Verifiable Fuzzy Search Service for Encrypted Cloud Data

Authors:Jie Zhang, Xiaohong Li, Man Zheng, Zhe Hou, Guangdong Bai, Ruitao Feng
摘要: 云存储为加密数据检索引入了重要的隐私挑战,其中模糊多关键字搜索能够在保持数据机密性的同时实现近似匹配。 现有解决方案在安全性和效率之间面临根本性的权衡:线性搜索机制提供自适应安全性,但对大规模数据会带来难以承受的开销,而基于树的索引虽然提高了性能,却增加了分支泄露漏洞的风险。 为解决这些限制,我们提出了DVFS——一种具有三项核心创新的动态可验证模糊搜索服务:(1) 一种将局部敏感哈希与虚拟二叉树相结合的\textit{自适应安全的模糊搜索}方法,在消除分支泄露的同时将搜索复杂度从线性($O(\log n)$时间)降低到次线性;(2) 一种支持动态更新并具有前向隐私的\textit{双库版本控制}机制,防止操作过程中的信息泄露;(3) 一种通过智能合约确保正确性和完整性的\textit{基于区块链的验证系统},实现了$O(\log n)$验证复杂度。 我们的解决方案通过同时解决安全与性能的悖论,推动了安全加密检索的发展,并实现了可信的动态操作。
摘要: Cloud storage introduces critical privacy challenges for encrypted data retrieval, where fuzzy multi-keyword search enables approximate matching while preserving data confidentiality. Existing solutions face fundamental trade-offs between security and efficiency: linear-search mechanisms provide adaptive security but incur prohibitive overhead for large-scale data, while tree-based indexes improve performance at the cost of branch leakage vulnerabilities. To address these limitations, we propose DVFS - a dynamic verifiable fuzzy search service with three core innovations: (1) An \textit{adaptive-secure fuzzy search} method integrating locality-sensitive hashing with virtual binary trees, eliminating branch leakage while reducing search complexity from linear to sublinear ($O(\log n)$ time); (2) A \textit{dual-repository version control} mechanism supporting dynamic updates with forward privacy, preventing information leakage during operations; (3) A \textit{blockchain-based verification system} that ensures correctness and completeness via smart contracts, achieving $O(\log n)$ verification complexity. Our solution advances secure encrypted retrieval by simultaneously resolving the security-performance paradox and enabling trustworthy dynamic operations.
主题: 密码学与安全 (cs.CR)
引用方式: arXiv:2507.10927 [cs.CR]
  (或者 arXiv:2507.10927v1 [cs.CR] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.10927
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

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来自: Zhang Jie [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 7 月 15 日 02:36:30 UTC (375 KB)
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