論文の概要: Leakage-Abuse Attacks Against Forward and Backward Private Searchable Symmetric Encryption
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.04697v2
- Date: Wed, 13 Sep 2023 02:03:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-25 16:20:50.029956
- Title: Leakage-Abuse Attacks Against Forward and Backward Private Searchable Symmetric Encryption
- Title（参考訳）: 前方・後方の私的検索可能なシンメトリ暗号化に対する漏洩攻撃
- Authors: Lei Xu, Leqian Zheng, Chengzhi Xu, Xingliang Yuan, Cong Wang,
- Abstract要約: 動的検索可能な暗号化(DSSE)は、サーバが暗号化されたファイルの効率的な検索と更新を可能にする。
更新時のリークを最小限に抑えるため、新たに提案されたDSSEスキームでは、前方および後方のプライバシというセキュリティ概念が期待されている。
先進および後進の民間DSSEが実用的な漏洩・悪用攻撃(LAA)に対して弾力性があるかどうかはまだ解明されていない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.057964839510596
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Dynamic searchable symmetric encryption (DSSE) enables a server to efficiently search and update over encrypted files. To minimize the leakage during updates, a security notion named forward and backward privacy is expected for newly proposed DSSE schemes. Those schemes are generally constructed in a way to break the linkability across search and update queries to a given keyword. However, it remains underexplored whether forward and backward private DSSE is resilient against practical leakage-abuse attacks (LAAs), where an attacker attempts to recover query keywords from the leakage passively collected during queries. In this paper, we aim to be the first to answer this question firmly through two non-trivial efforts. First, we revisit the spectrum of forward and backward private DSSE schemes over the past few years, and unveil some inherent constructional limitations in most schemes. Those limitations allow attackers to exploit query equality and establish a guaranteed linkage among different (refreshed) query tokens surjective to a candidate keyword. Second, we refine volumetric leakage profiles of updates and queries by associating each with a specific operation. By further exploiting update volume and query response volume, we demonstrate that all forward and backward private DSSE schemes can leak the same volumetric information (e.g., insertion volume, deletion volume) as those without such security guarantees. To testify our findings, we realize two generic LAAs, i.e., frequency matching attack and volumetric inference attack, and we evaluate them over various experimental settings in the dynamic context. Finally, we call for new efficient schemes to protect query equality and volumetric information across search and update queries.
- Abstract（参考訳）: 動的検索可能な対称暗号(DSSE)は、サーバが暗号化されたファイルの効率的な検索と更新を可能にする。
更新時の漏洩を最小限に抑えるため、新たに提案されたDSSEスキームでは、前方および後方のプライバシというセキュリティ概念が期待されている。
これらのスキームは一般的に、検索のリンク性を壊し、特定のキーワードにクエリを更新する方法として構築される。
しかし、攻撃者がクエリ中にパッシブに収集されたクエリからクエリキーワードを復元しようとするLAA攻撃に対して、前向きと後向きのプライベートDSSEが耐性があるかどうかについては、まだ解明されていない。
本稿では,2つの非自明な取り組みを通じて,この疑問にしっかりと答えることを目指す。
まず,過去数年間,前向きおよび後向きのDSSEスキームのスペクトルを再検討し,多くのスキームに固有の構造的制約を明らかにした。
これらの制限により、攻撃者はクエリ平等を利用して、候補キーワードに従属する異なる(リフレッシュされた)クエリトークン間の保証されたリンクを確立することができる。
第2に、更新とクエリのボリュームリークプロファイルを、それぞれに特定の操作を関連付けることで洗練する。
更新ボリュームとクエリ応答ボリュームをさらに活用することにより、すべての前方および後方プライベートDSSEスキームが、そのようなセキュリティ保証のないものと同じボリューム情報(例えば、挿入ボリューム、削除ボリューム)を漏洩させることができることを示す。
本研究は,周波数マッチング攻撃と容積推論攻撃の2つの一般的なLAAを検証し,動的文脈における様々な実験環境において評価する。
最後に、検索および更新クエリ間のクエリ平等とボリューム情報を保護するための、新しい効率的なスキームを提案する。
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