云存儲加密數(shù)據(jù)檢索面臨挑戰(zhàn)

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云計算主要目標是提供高效的計算服務。云計算基礎設施之一是提供可靠、安全的數(shù)據(jù)存儲中心。因此，存儲安全是云計算領域的安全話題之一。為解決數(shù)據(jù)隱私的保護問題，常見的方法是由用戶對數(shù)據(jù)進行加密，把加密后的密文信息存儲在服務端。當存儲在云端的加密數(shù)據(jù)形成規(guī)模之后， 對加密數(shù)據(jù)的檢索成為一種迫切需要解決的問題。

在加密信息檢索的相關研究工作中，對加密信息的檢索有單用戶線性搜索、基于關鍵詞的公鑰搜索、安全索引等幾種算法。這幾種算法可以快速地檢索出所需信息，但其代價較高，不適用大規(guī)模數(shù)據(jù)檢索的情況，而且，在云存儲中，檢索時相關的文檔較多，對其進行相關排序是進一步需要解決的問題，以上幾種算法均不能解決問題。

通過保序加密可以利用文檔中的詞頻信息對文檔依相關度進行排序，提高了檢索準確率和返回率。然而在文檔中某些關鍵詞出現(xiàn)的頻率非常高，指代性不強，這一類詞稱為常用詞，常用詞的存在歪曲了文檔和實際查詢相關度。而準確反映文檔、查詢相關度的向量空間模型無法直接應用。全同態(tài)加密提供可以對密文進行操作的加密算法。而且通過全同態(tài)加密，一方面可以保證密文信息不被統(tǒng)計分析，另一方面可以對加密信息進行加法和乘法運算，同時保持其對應明文的順序。

1.云存儲應用中的加密存儲技術

大規(guī)模高性能存儲系統(tǒng)安全需求，特別是云存儲應用中，可擴展和高性能的存儲安全技術，是推動網(wǎng)絡環(huán)境下的存儲應用(如云存儲應用)最根本的保證，已經(jīng)成為當前網(wǎng)絡存儲領域的研究熱點。云存儲應用中的存儲安全包括認證服務、數(shù)據(jù)加密存儲、安全管理、安全日志和審計。

訪問控制服務實現(xiàn)用戶身份認證、授權，防止非法訪問和越權訪問。主要功能包括：用戶只能對經(jīng)管理員或文件所有者授權的許可文件進行被許可的操作;管理員只能進行必要的管理操作，如用戶管理、數(shù)據(jù)備份、熱點對象遷移，而不能訪問用戶加密了的私有數(shù)據(jù)。

加密存儲是對指定的目錄和文件進行加密后保存，實現(xiàn)敏感數(shù)據(jù)存儲和傳送過程中的機密性保護。安全管理主要功能是用戶信息和權限的維護，如用戶帳戶注冊和注銷等，授權用戶、緊急情況下對用戶權限回收等。

安全日志和審計是記錄用戶和系統(tǒng)與安全相關的主要活動事件，為系統(tǒng)管理員監(jiān)控系統(tǒng)和活動用戶提供必要的審計信息。

對用戶來說，在上述4類存儲安全服務中，存儲加密服務尤為重要。加密存儲是保證用戶私有數(shù)據(jù)在共享存儲平臺的機密性核心技術。

隨著存儲系統(tǒng)和存儲設備越來越網(wǎng)絡化，存儲系統(tǒng)在保證敏感數(shù)據(jù)機密性的同時，必須提供相應的加密數(shù)據(jù)共享技術。保護用戶隱私性要求存儲安全建立在對存儲系統(tǒng)的信任基礎之上。必須研究適用于網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)的加密存儲技術，提供端到端加密存儲技術及密鑰長期存儲和共享機制，以確保用戶數(shù)據(jù)的機密性和隱私性，提高密鑰存儲的安全性、分發(fā)的高效性及加密策略的靈活性。在海量的加密信息存儲中，加密檢索是實現(xiàn)信息共享的主要手段，是加密存儲中必須解決的問題之一。

2.加密信息檢索技術