支持范围查询和多种查询的对称加密算法研究

How to preserve outsourced data privacy while still allowing certain operations, such as keyword search, is an important topic in the cloud computing. Searchable symmetric encryption, due to its high performance and scalability, has attracted world-wide attentions from both academia and industry. In a nutshell, searchable symmetric encryption enables user to build customized index over the outsourced data and encrypt the index and the data together. With encrypted searched keyword from the cloud user, the cloud server can conduct search on the encrypted index and return related data result. Right now many kinds of searchable symmetric encryption have proposed, supporting single keyword query, boolean query and range query etc. In the project, we will investigate the searchable symmetric encryption and construct simple but efficient and secure searchable symmetric encryption. To be specific, our goal is to design efficient and secure searchable symmetric encryption supporting range query, design searchable symmetric encryption supporting multiple kinds of queries, and validate the practice of the proposed searchable symmetric encryption through prototype development.

在云计算环境中如何保证用户的数据隐私并且又能够支持相关搜索操作是一个很重要的研究课题。 对称加密搜索算法由于其高效的性能吸引了许多密码研究者的关注。对称加密搜索算法通过提取数据的关键词，而后组织成关键词索引，进而进行加密，使用户在查询时只需要提供相应的加密查询关键词，即可获取相应查询关键词对应的数据。 对称加密搜索算法能够支持单关键词查询，多关键词布尔查询，范围查询等等。 本项目通过研究支持各种查询的对称加密算法，构造出简单，高效而且安全的对称加密算法，进而实现云计算环境中的数据隐私保护。 本项目的主要研究内容包括如何设计和构造支持范围查询的加密搜索算法，如何设计和构造多合1的搜索加密算法方案，以及通过原型系统开发，进而验证所提出的搜索加密算法在云计算环境中的实用性。

本项目主要研究”支持范围查询和多种查询的对称加密算法研究”，项目的愿景是通过研究高效安全的密码算法和协议，进而解决用户在云环境下数据的安全存储，传输，共享等隐私需求。项目组的研究主要集中于三个方面： (1)从具体应用场景出发，考虑如何保护用户存储在云端的数据隐私，以及如何授权数据访问。项目组通过研究属性加密算法在医疗数据场景中的应用需求，定制化地设计属性加密算法，进而保证医疗数据在云端的隐私和可用性； (2) 从提高密码算法实用性的角度出发，考虑在云环境下如何安全，高效的撤销已有用户的数据访问权限。项目组对可撤销的属性加密算法进行了深入的研究，提出了有限次可撤销的属性加密算法，以及无限制的基于云计算帮助的可撤销的属性加密算法；（3）从保证数据传输安全出发，考虑如何保护数据从用户到云端的安全；项目组研究了在新一代网络结构(Information Centric Network，信息中心网络) 中如何保证数据传输的完整性， 以及如何利用量子技术实现量子安全通讯并提出了相应的签名方案。在三年的研究中，项目组在云存储安全与隐私保护方面取得许多突破性成果，项目共取得研究成果21项，其中期刊论文6篇，会议论文2篇，国家发明专利3项等。