論文の概要: Efficient and Expressive Public Key Authenticated Encryption with Keyword Search in Multi-user Scenarios

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.16828v1
• Date: Fri, 21 Mar 2025 03:51:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-24 14:55:03.342401
• Title: Efficient and Expressive Public Key Authenticated Encryption with Keyword Search in Multi-user Scenarios
• Title（参考訳）: マルチユーザシナリオにおけるキーワード検索による効率的かつ表現力のある公開鍵認証暗号
• Authors: Jiayin Cai, Xingwen Zhao, Dexin Li, Hui Li, Kai Fan,
• Abstract要約: キーワード検索による公開鍵認証暗号化(PAEKS)は、医療システムなどの公開ネットワークシステムにおけるセキュアで検索可能なデータ共有の大幅な進歩を示す。 キーワード検索(PEKS)による公開鍵暗号において重要な問題であるキーワード推測攻撃(KGA)のリスクを効果的に軽減することができる。 しかし、多数のユーザを持つシナリオでは、強制されたポイントツーポイントアクセス制御は、複数の受信者の公開キーを使用して同じキーワードを暗号化してインデックスを作成する必要がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.765944076844985
• License:
• Abstract: Public key authenticated encryption with keyword search (PAEKS) represents a significant advancement of secure and searchable data sharing in public network systems, such as medical systems. It can effectively mitigate the risk of keyword guessing attacks (KGA), which is a critical issue in public key encryption with keyword search (PEKS). However, in scenarios with a large number of users, the enforced point-to-point access control necessitates that the data sender encrypt the same keyword using the public keys of multiple receivers to create indexes, while the data receiver also must generate trapdoors of size linear to senders in the system. The burden on users aiming for efficient data sharing is considerable, as the overheads increase linearly with the number of users. Furthermore, the majority of current PAEKS schemes lack expressive search functions, including conjunctions, disjunctions, or any monotone boolean formulas, which are prevalent in practical applications. To tackle the abovementioned challenges, we propose an efficient and expressive PAEKS scheme. In efficiency, one auxiliary server is integrated to assist users in generating indexes and trapdoors. Users encrypt with their respective private keys along with the public keys of the servers, facilitating secure and searchable data sharing while significantly minimizing overhead. Additionally, the LSSS is employed to implement expressive search, including monotone boolean queries. We also obfuscate the mapping relationship associated with the LSSS matrix to the keywords, thereby enhancing the privacy protection. Security analysis alongside theoretical and experimental evaluations of our scheme illustrates its practicality and efficiency in multi-user data sharing scenarios.
• Abstract（参考訳）: キーワード検索による公開鍵認証暗号化(PAEKS)は、医療システムなどの公開ネットワークシステムにおけるセキュアで検索可能なデータ共有の大幅な進歩を示す。 キーワード検索(PEKS)による公開鍵暗号において重要な問題であるキーワード推測攻撃(KGA)のリスクを効果的に軽減することができる。 しかし、多数のユーザを持つシナリオでは、強制されたポイントツーポイントアクセス制御は、複数の受信者の公開キーを使用して同じキーワードを暗号化してインデックスを作成する必要がある。 効率的なデータ共有を目指すユーザの負担は、ユーザ数とともにオーバーヘッドが直線的に増加するため、かなり大きい。 さらに、現在の PAEKS スキームの大多数は、結合、解離、あるいは任意の単調ブール式を含む表現力のある探索関数を欠いている。 上記の課題に対処するために,効率よく表現力のあるPAEKS方式を提案する。 効率性において、1つの補助サーバが統合され、ユーザによるインデックスとトラップドアの生成を支援する。 ユーザは各プライベートキーとサーバの公開キーを暗号化し、セキュアで検索可能なデータ共有を容易にし、オーバーヘッドを大幅に最小化する。 さらにLSSSはモノトンブールクエリを含む表現型検索を実装するために使用される。 また、LSSS行列とキーワードとのマッピング関係を曖昧化し、プライバシー保護を強化する。 提案手法の理論的および実験的評価とともに, マルチユーザデータ共有シナリオにおけるその実用性と効率性を示す。

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