没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
在明文环境下根据用户的兴趣模型以及查询关键词能够获得用户个性化的搜索结果会导致敏感数据和用户隐私信息的泄露,不利于含有敏感数据的云搜索服务的推广,鉴于此,数据通常以密文的形式存储在云服务器中。用户在使用云搜索服务时,希望在海量的密文中快速地获得自己想要的搜索结果。为了解决这一问题,在个性化搜索中提出了一种基于多边缘服务器的隐私保护方法,该方法通过引入多个边缘服务器,并通过切割索引与查询矩阵,实现了在边缘服务器上计算部分用户查询与部分文件索引之间的相关性得分,云服务器只需要将边缘服务器上得到的相关性得分做简单处理即能返回与用户查询最相关的前K个文件,使其特别适用于大量用户在海量密文中的个性化搜索。安全分析和实验结果表明,该方法能很好地保护用户的隐私以及数据的机密性,并具有高效的搜索效率,能为用户提供了更好的个性化搜索体验。
资源推荐
资源详情
资源评论
2019 年 2 月 Journal on Communications Februray 2019
2019024-1
第 40 卷第 2 期 通 信 学 报 Vol.40 No.2
基于多边缘服务器的个性化搜索隐私保护方法
张强
1
,王国军
2
,张少波
3
(1. 中南大学信息科学与工程学院,湖南 长沙 410083;2. 广州大学计算机科学与网络工程学院,广东 广州 510006;
3. 湖南科技大学计算机科学与工程学院,湖南 湘潭 411201)
摘 要:在明文环境下根据用户的兴趣模型以及查询关键词能够获得用户个性化的搜索结果会导致敏感数据和用
户隐私信息的泄露,不利于含有敏感数据的云搜索服务的推广,鉴于此,数据通常以密文的形式存储在云服务器
中。用户在使用云搜索服务时,希望在海量的密文中快速地获得自己想要的搜索结果。为了解决这一问题,在个
性化搜索中提出了一种基于多边缘服务器的隐私保护方法,该方法通过引入多个边缘服务器,并通过切割索引与
查询矩阵,实现了在边缘服务器上计算部分用户查询与部分文件索引之间的相关性得分,云服务器只需要将边缘
服务器上得到的相关性得分做简单处理即能返回与用户查询最相关的前 K 个文件,使其特别适用于大量用户在海
量密文中的个性化搜索。安全分析和实验结果表明,该方法能很好地保护用户的隐私以及数据的机密性,并具有
高效的搜索效率,能为用户提供了更好的个性化搜索体验。
关键词:个性化搜索;隐私保护;边缘服务器;索引切割;可搜索加密
中图分类号:TP391
文献标识码:A
doi: 10.11959/j.issn.1000−436x.2019024
Method of privacy protection based on multiple
edge servers in personalized search
ZHANG Qiang
1
, WANG Guojun
2
, ZHANG Shaobo
3
1. School of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China
2. School of Computer Science and Cyber Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China
3. School of Computer Science and Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China
Abstract: In the plaintext environment, users' personalized search results can be obtained through users' interest model
and query keywords. However, it may possibly result in the disclosure of sensitive data and privacy, which prevents using
sensitive data in cloud search. Therefore, data is generally stored in the form of ciphertext in the cloud server. In the pro-
cess of cloud search service, users intend to quickly obtain the desired search results from the vast amount of ciphertext.
In order to solve the problem, it was proposed that a method of privacy protection based on multiple edge servers in per-
sonalized search shall be used. By introducing multiple edge servers and cutting the index as well as the query matrix, the
computing relevance scores of partial query and partial file index are achieved on the edge server. The cloud server only
needs to get the relevance score on the edge server and make a simple processing that can return to the most relevant Top
K files by user query, so as to make it particularly suitable for a large number of users in the massive personalized
ciphertext search. Security analysis and experimental results show that this method can effectively protect users’ privacy
and data confidentiality. In addition, it can guarantee high efficiency in search to provide better personalized search expe-
rience.
Key words: personalized search, privacy protection, edge server, index cutting, searchable encryption
收稿日期:2018−01−18;修回日期:2018−08−14
通信作者:王国军,csgjwang@gmail.com
基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.61632009, No.61472451);广东省自然科学基金资助项目(No.2017A030308006);广东
省高等教育高层次人才计划基金资助项目(No.2016ZJ01);中南大学中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(No.2017zzts141)
Foundation Items: The National Natural Science Foundation of China (No.61632009, No.61472451), The Guangdong Provincial
N
atural Science Foun
d
ation (No.2017A030308006), The High-Level Talents Program of Higher Education in Guangdong Province
(No.2016ZJ01), The Fundamental Research Funds for the Central Universities of Central South University (No.2017zzts141)
第 2 期 张强等:基于多边缘服务器的个性化搜索隐私保护方法 ·41·
1 引言
随着时代的发展,信息量呈指数级增长趋势,
为了快速地从庞大的数据中找到所需要的信息,搜
索成为了人们共同的选择,搜索技术也从最开始的
分类目录时代渐渐进入了以用户为中心的时代。同
时,随着数据量的剧增,存储和计算问题也越来越
突出,为了解决这一问题,云计算技术应运而生。
如今,云服务越来越便捷。然而,随着云服务
的普及,其安全和隐私泄露问题已然成为了人们关
注的焦点
[1]
。因为黑客及云服务器本身的不可信,
当数据以明文形式存储在云服务器上时,很可能会
导致数据的泄露,鉴于此,数据拥有者倾向于先加
密数据,再将密文外包到云服务器中。然而,传统
的明文检索技术在密文环境下将毫无用处。与此同
时,用户在实时检索时希望以最短的时间获得自己
最需要的检索结果,但随着数据量与用户数的激
增,云服务器可能会成为云服务的性能瓶颈,增加
用户的等待时间,这将严重影响用户的搜索体验。
因此,如何在浩瀚的密文中快速地获得自己所需要
的检索结果成为密文环境下个性化搜索技术的研
究方向。
2 相关工作
为了在密文环境下检索信息,可搜索加密技术
应运而生。Song 等
[2]
采用流密码对关键词进行加
密,通过关键词与密文文件之间的一一匹配,即可
获悉该密文中是否包含该关键词,开启了密文关键
词检索的新篇章。随后,研究者们提出了许多的改
进方案
[3-5]
,为可搜索加密注入了新的活力。Dan 等
[6]
最早提出了公钥加密的关键词搜索方案,以解决服
务器不可信时的路由问题。在这个方案中,用户只
需要拥有私钥即可以通过搜索获得经过公钥加密
的数据。随后,研究者们
[7-8]
提出了应用于各种场景
的可搜索加密方案,这些方案推动了可搜索加密技
术的发展。
然而,以上的方案只考虑了搜索关键词,并没
有考虑每个人在提交相同关键词时的真实需求。世
界上没有相同的两片树叶,同样也不会存在着兴趣
完全相同的人,因此,如何根据用户的兴趣及关键
词返回用户满意的搜索结果,关乎着用户搜索体验
的好坏。文献[9]结合内容过滤及协同过滤的方法为
用户提供个性化的搜索结果,实验结果表明该方法
能够提供精确的搜索结果,提升用户的搜索体验。
文献[10]通过挖掘用户的点击数据获取用户的兴趣
偏好,同时引入了用户的位置信息,并采用熵来平
衡用户偏好与位置信息之间的权重,该方法提高了
搜索的精确度,提升了用户的搜索体验。
但上述方法却只限于明文搜索,如何很好地实
现密文环境下的个性化搜索,提升用户的搜索体
验,还是一个任重而道远的事情。文献[11]通过用
户的搜索历史,并根据语义网(WordNet)构建用
户模型,通过关键词优先级将用户兴趣融入用户的
查询关键词,然后对存储在云服务器上的密文进行
搜索,并返回相关性得分最高的前 K 个搜索结果给
用户,实现在密文环境下个性化搜索的目的,但该
方法存在 3 个不足:1) 索引构建时间太长,不仅加
大了数据拥有者构建索引的负担,也不利于索引的
更新;2) 云服务器需要计算每个查询与所有文件索
引的相关性得分,云服务器的计算负担不容小觑,
这可能使云服务器成为性能瓶颈;3) 为了保护用户
的隐私信息不被云服务器知晓,引入的假关键词不
仅增加了云服务器的开销,还降低了查询的精确度,
而高的查询精确度是提高用户搜索体验的保证。
基于以上研究,本文通过引入边缘服务器,提
出一种基于多边缘服务器的个性化搜索隐私保护
方法,实现了密文环境下的个性化搜索。具体的创
新点如下。
1) 文件索引存储在边缘服务器中,而文件的密
文存储在云服务器中,从源头上保证了文件索引不
被云服务器知晓。
2) 通过索引的切割,边缘服务器只能得到部分
索引信息,通过在边缘服务器上加密索引,大大减
轻了数据拥有者构建索引的负担。
3) 通过引入随机数后,将用户查询矩阵进行切
割、矩阵加密,在优化整个系统查询性能的同时保
护了用户的查询隐私。
3 系统模型和相关定义
3.1 系统模型
图 1 为基于多边缘服务器的隐私保护模型,该
模型由用户、数据拥有者、边缘服务器和云服务器
这 4 类实体构成。数据拥有者负责生成密钥 sk 并通
过安全信道将查询加密密钥与密文密钥 key 传送给
用户,同时还负责构建文件的索引并将索引切割后
将 p
i
与相应的索引加密密钥 M
i
T
发送给边缘服务
2019024-2
剩余10页未读,继续阅读
资源评论
weixin_38715879
- 粉丝: 4
- 资源: 922
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功