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Search Me in the Dark: Access Pattern-Hidden Range Query Over Encrypted Spatial Data

delete2026-01-01
delete0
PRE
AI
Y
Yinbin Miao
X
Xin Wang
G
G. Wang
Y
Yibing Wang
K
Kaifa Zheng
X
Xinghua Li
Z
Zhiquan Liu
R
Robert H. Deng
DOI:10.1109/TIFS.2025.3648161delete
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摘要

摘要

En 中文
随着加密空间数据的广泛应用,许多范围查询方案涌现出来,以应对访问模式泄露引发的安全风险。然而,大多数现有方案依赖双服务器模型隐藏访问模式,且在范围比较过程中常涉及复杂的空间关系判断,导致查询效率低下。为解决这些问题,我们提出了一种新颖的快速隐藏访问模式范围查询(FAHRQ)方案。首先,我们引入基于布隆过滤器(Bloom filters)和拉格朗日插值函数的高效范围成员验证技术,结合同态加密确保空间数据的机密性及相关操作的计算灵活性,并在单服务器下实现访问模式隐藏。然后,我们利用R树构建索引,并采用布隆过滤器和前缀0-1编码加速最小边界矩形(minimum bounding rectangle)的交集判断,从而在保证检索精度的同时,实现加密空间数据的安全高效范围查询。最后,我们进行形式化安全分析,证明本方案在保护数据安全的同时实现访问模式隐藏,并通过大量实验表明,与现有方案相比,本方案将查询效率提升了5-7倍。
Keyword:
Range query
Bloom filters
prefix 0-1 encoding
privacy leakage
hidden access patterns

期刊

IEEE Transactions on Information Forensics and Security 封面图
IEEE Transactions on Information Forensics and Security
IF:
8
论文数:
5.3K
被引数:
2.3W

机构

B
Beihang University
学者数:
5.2W
论文数: 4.1W
被引数: 37
G
Guangzhou Institute of Technology and Xidian University
学者数:
10
论文数: 6
被引数: 0
X
Xidian University
学者数:
2.4W
论文数: 1.9W
被引数: 9.7K
J
jinan university
学者数:
4.3W
论文数: 2.7W
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S
singapore management university
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371
论文数: 278
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PREAI
errZhang, Songnian; Ray, Suprio; Lu, Rongxing; Zheng, Yandong; Guan, Yunguo; Shao, Jun
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