优化局部性的前向安全动态对称可搜索加密方案

来源：电子与信息学报杂志2025年第8期北京时间：

作者：郭宇韬, 柳枫, 王峰, 薛开平

单位：1.中国科学技术大学网络空间安全学院 合肥 2300262.中国科学技术大学网络信息中心 合肥 230026

摘要：对称可搜索加密是实现在云存储场景下加密搜索的一项重要原语。动态对称可搜索加密是支持动态增加和删除数据的对称可搜索加密，在多数场景相较静态方案更为实用。对称可搜索加密中局部性指的是搜索时服务器需要进行的非连续存储访问的次数，是影响搜索效率的重要指标之一。然而，动态对称可搜索加密中局部性与前向安全性的要求相矛盾。差的局部性导致了搜索时间随结果数量的简单线性增长，进而严重影响高频关键词的搜索效率。现有针对前向安全动态对称可搜索加密进行局部性优化的方案要么存在对两次搜索之间的更新次数的限制，要么更新效率和读效率较低。该文提出了新的局部性优化方案，能够转换任意符合要求的前向安全动态对称可搜索加密方案为优化局部性的前向安全动态对称可搜索加密方案，同时不损害更新效率和读效率在内的其他重要性能指标。方案基于客户端缓冲和分批打包，打包内同关键词更新可连续读取，有效限制了各关键词的局部性上界。同时，该文设计并使用了安全的打包格式，通过安全证明确保了转换后方案在保证前向安全的同时不会引入额外信息泄露。理论和实验分析证明了该方案在极大提升高频关键词搜索效率的同时，不对更新效率以及其他关键词的搜索效率产生显著的负面影响。

关键词：加密搜索, 对称可搜索加密, 动态对称可搜索加密, 前向安全, 局部性

基金资助：国家自然科学基金(62372425)，中国科学院青年创新促进会优秀会员支持项目(Y202093)