論文の概要: d-DSE: Distinct Dynamic Searchable Encryption Resisting Volume Leakage in Encrypted Databases
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.01182v1
- Date: Sat, 2 Mar 2024 11:42:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-18 06:39:33.667495
- Title: d-DSE: Distinct Dynamic Searchable Encryption Resisting Volume Leakage in Encrypted Databases
- Title（参考訳）: d-DSE: 暗号化されたデータベースにボリュームリークを格納した、特定動的検索可能な暗号化
- Authors: Dongli Liu, Wei Wang, Peng Xu, Laurence T. Yang, Bo Luo, Kaitai Liang,
- Abstract要約: Dynamic Searchable Encryption (DSE)は、暗号化データベース(EDB)の大規模データストレージを効率的に処理し、保護するためのソリューションとして登場した。
ボリュームリークは、検索クエリを再構築し、データのセキュリティとプライバシを侵害する可能性があるため、重大な脅威となる。
パディング戦略は、漏洩に対する一般的な対策であるが、ストレージと通信コストを大幅に増加させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 24.259108931623203
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Dynamic Searchable Encryption (DSE) has emerged as a solution to efficiently handle and protect large-scale data storage in encrypted databases (EDBs). Volume leakage poses a significant threat, as it enables adversaries to reconstruct search queries and potentially compromise the security and privacy of data. Padding strategies are common countermeasures for the leakage, but they significantly increase storage and communication costs. In this work, we develop a new perspective to handle volume leakage. We start with distinct search and further explore a new concept called \textit{distinct} DSE (\textit{d}-DSE). We also define new security notions, in particular Distinct with Volume-Hiding security, as well as forward and backward privacy, for the new concept. Based on \textit{d}-DSE, we construct the \textit{d}-DSE designed EDB with related constructions for distinct keyword (d-KW-\textit{d}DSE), keyword (KW-\textit{d}DSE), and join queries (JOIN-\textit{d}DSE) and update queries in encrypted databases. We instantiate a concrete scheme \textsf{BF-SRE}, employing Symmetric Revocable Encryption. We conduct extensive experiments on real-world datasets, such as Crime, Wikipedia, and Enron, for performance evaluation. The results demonstrate that our scheme is practical in data search and with comparable computational performance to the SOTA DSE scheme (\textsf{MITRA}*, \textsf{AURA}) and padding strategies (\textsf{SEAL}, \textsf{ShieldDB}). Furthermore, our proposal sharply reduces the communication cost as compared to padding strategies, with roughly 6.36 to 53.14x advantage for search queries.
- Abstract（参考訳）: Dynamic Searchable Encryption (DSE)は、暗号化データベース(EDB)の大規模データストレージを効率的に処理し、保護するためのソリューションとして登場した。
ボリュームリークは、検索クエリを再構築し、データのセキュリティとプライバシを侵害する可能性があるため、重大な脅威となる。
パディング戦略は、漏洩に対する一般的な対策であるが、ストレージと通信コストを大幅に増加させる。
本研究では,ボリュームリークに対処する新しい視点を開発する。
まず、異なる検索から始め、さらに新しい概念である DSE (\textit{d}-DSE) を探求する。
私たちはまた、新しい概念のために、特にボリュームを優先するセキュリティを持つDistinctや、前方および後方のプライバシといった新しいセキュリティ概念も定義しています。
ここでは,d-KW-\textit{d}DSE,キーワード(KW-\textit{d}DSE),クエリ(JOIN-\textit{d}DSE)を結合し,暗号化されたデータベースでクエリを更新する。
Symmetric Revocable Encryption を用いた具体的なスキーム \textsf{BF-SRE} をインスタンス化する。
我々は,犯罪,ウィキペディア,エンロンなどの実世界のデータセットに関する広範な実験を行い,性能評価を行った。
その結果、本手法はデータ検索において実用的であり、SOTA DSEスキーム (\textsf{MITRA}*, \textsf{AURA}) やパディング戦略 (\textsf{SEAL}, \textsf{ShieldDB}) と同等の性能を持つことを示した。
さらに,提案手法は, 約6.36～53.14倍の効率で, 通信コストを大幅に削減する。
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