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摘要
En 中文
我们提出GraphOS系统，该系统允许拥有图数据库的客户端将其外包给不可信服务器进行存储和查询。它依赖于doubly-oblivious原语和trusted hardware来实现一种非常强的隐私和效率概念，我们称之为oblivious graph processing：服务器除了学习图的顶点数和边数外，对于每个查询仅学习其类型和响应大小。在技术层面，GraphOS将图存储在doubly-oblivious data structure中，使得所有顶点/边的访问都是不可区分的。为此，我们提出了Omix++，一种新颖的doubly-oblivious映射，其性能比之前的最优方案高出多达34倍，并可能具有独立的研究价值。此外，为避免查询评估过程中CPU指令获取导致的任何信息泄露，我们提出了四种基本图查询（BFS/DFS遍历、最小生成树和单源最短路径）的算法，这些算法具有fixed execution trace，即执行操作的序列与输入无关。通过结合这些技术，我们消除了硬件对手在保护区域内存访问模式中可能推断出的所有信息。我们对GraphOS与基于oblivious relational DBMS（将图查询转换为关系操作符）的最优现有方案进行了基准测试。GraphOS不仅性能显著更高（对于我们测试的图，性能高出多达两个数量级），而且消除了与图拓扑相关的泄露，而这一点在使用关系DBMS时是实际固有的，除非所有操作都被“填充”至最坏情况。
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