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作者：严旭阳;马昌社;
单位：华南师范大学计算机学院;
摘要：大多数满足前后向隐私安全的动态可搜索对称加密方案需要为每个关键字维护状态表，如果将其存储在客户端则会带来额外的存储开销。此外，一些常数级客户端存储方案虽降低了客户端存储，但增加了更新和搜索时的计算开销、通信开销。针对目前客户端存储开销与通信开销、搜索计算开销不平衡的问题，文章基于层级索引结构，结合哈希密钥链，设计了具有O(1)客户端存储开销且满足前后向隐私安全和通信优化的动态可搜索对称加密方案(Communication and Client Storage Optimized DSSE,CCSO)。该方案利用哈希密钥链和全局计数器进行密钥分发，由哈希密钥链的单向性保证前向隐私安全，以惰性删除的方式保证后向安全，将所有关键字的状态信息绑定到全局计数器，以降低客户端存储开销；执行搜索时，仅需上传当前状态下的关键字搜索令牌即可完成对整个加密数据库的搜索操作。最后，对CCSO方案进行了安全性分析，并将其与SDa、CLOSE-FB、DISCO-h方案进行更新性能、服务器搜索性能和通信性能的对比实验。结果表明：(1)CCSO方案达到了前向隐私安全；(2)CCSO方案的搜索上行通信量仅为100 bits,远低于SDa方案的1 200 bits次线性级通信开销，提高了实用性；(3)CCSO方案的单次搜索计算耗时仅为10~(-4)数量级，稳定优于CLOSE-FB、DISCO-h方案的10~(-2)数量级计算耗时，达到次线性级搜索计算开销。综上所述，CCSO方案具有O(1)客户端存储开销，同时将搜索时的上行通信复杂度降低至常数级，计算复杂度降为次线性级，较好地解决了客户端存储开销与通信开销、搜索计算开销不平衡的问题。
关键词：动态可搜索对称加密;;前向隐私安全;;后向隐私安全;;客户端存储
基金资助：国家自然科学基金项目(61672243)
