論文の概要: Efficient Privacy-Preserving Range Filtered Approximate Nearest Neighbor Search
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.16488v1
- Date: Mon, 17 Aug 2026 12:28:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.680769
- Title: Efficient Privacy-Preserving Range Filtered Approximate Nearest Neighbor Search
- Title(参考訳): 効率的なプライバシー保護範囲フィルタ近似近傍探索
- Abstract要約: 距離フィルタ近似近傍探索(RFANNS)はベクトルデータベースにとって重要なプリミティブである。
我々は、外部ソースの暗号化ベクタデータベース上でのプライバシー保護RFANNSを定式化し、評価する。
提案手法は,既存のRFANNSアプローチのセキュアな適応に対するQPS-リコールトレードオフを改善する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 22.644268689842377
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Range-filtered approximate nearest neighbor search (RFANNS) is an important primitive for vector databases; it retrieves vectors that are similar to a query and satisfy a numerical range predicate, but existing RFANNS indexes expose vectors, attributes, and queries in plaintext. This assumption is unsuitable for outsourced vector databases, where sensitive data and queries must be protected from an honest-but-curious cloud server. To the best of our knowledge, this is the first study that systematically formulates and evaluates privacy-preserving RFANNS over outsourced encrypted vector databases. Our approach separates range localization from encrypted vector search: an authorized user maps the query range to a compact set of nodes in a local N-ary attribute tree, and the server searches only the corresponding proximity graph sub-indices over encrypted vectors. To reduce expensive encrypted comparisons, we use a filter-and-refine pipeline that first retrieves coarse candidates with approximate distance-comparison-preserving encryption and then reranks a small candidate set with exact distance-comparison encryption. We then analyze the computation, storage, communication, and leakage of the protocol. Experiments on four widely used vector datasets show that our method improves the QPS-Recall trade-off over representative secure adaptations of existing RFANNS approaches, scaling effectively to large datasets.
- Abstract(参考訳): RFANNSは、クエリと類似したベクトルを検索し、数値レンジ述語を満たすが、既存のRFANNSインデックスは、ベクトル、属性、クエリを平文で公開する。
この仮定は、センシティブなデータとクエリを、誠実だが信頼できるクラウドサーバから守らなければならない、アウトソースされたベクトルデータベースには適さない。
我々の知る限り、この研究は、外部ソースの暗号化されたベクトルデータベースよりもプライバシー保護のRFANNSを体系的に定式化し、評価する最初の研究である。
認証されたユーザは、ローカルなN-ary属性ツリー内のコンパクトなノード集合にクエリ範囲をマッピングし、サーバは、暗号化されたベクトル上の対応するグラフサブインデックスのみを検索する。
コストのかかる暗号比較を抑えるため、フィルタ・アンド・リファインなパイプラインを用いて、まず、近似距離比較保存暗号を用いて粗い候補を検索し、その後、正確な距離比較暗号を用いて小さな候補セットをリランクする。
次に、プロトコルの計算、ストレージ、通信、リークを分析します。
4つの広く使われているベクトルデータセットの実験により,既存のRFANNSアプローチのセキュアな適応よりもQPS-リコールトレードオフが向上し,大規模データセットに効果的にスケールできることが示されている。
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