트랩도어 센터로부터 보호받는 순위 검색 가능한 암호화 다중 지원 클라우드 컴퓨팅 보안 모델

Abstract

검색 가능한 암호화 모델은 원격 서버에 저장한 암호화된 데이터를 선택적으로 검색할 수 있는 모델이다. 현실 시나리오에 적용했을 때 다중 검색 키워드, 다중 데이터 소유자(업로더)와 다중 데이터 사용자(다운로더)를 지원할 수 있어야 하며, 검색이 이루어졌을 때 요청한 내용과 가장 관련성이 높은 순으로 결과를 낼 수 있어야 한다. 본 논문에서는 이러한 모델을 순위 검색이 가능한 암호화 다중 지원 모델이라고 칭한다. 그러나 본 논문이 작성된 시점까지 제안된 모델은 완전 신뢰 가능한(fully-trusted) 트랩도어 센터를 암호 생성에 사용하고 있으며, 일부는 데이터 다운로더와 트랩도어 센터 간의 연결이 안전하다고 가정한다. 하지만 실생활에서 이러한 가정이 지켜질 확률은 낮다. 따라서 본 논문은 이러한 검색 가능한 암호화 모델의 실용성과 보안성을 개선하기 위하여, 새로운 순위 검색이 가능한 암호화 다중 지원 모델을 제안한다. 해당 모델은 기존 연구의 가정이 없이도, 데이터 다운로더가 요청한 검색어를 외부 공격자와 정직하지만 동시에 호기심이 있는(honest-but-curious) 트랩도어 센터로부터 보호한다. 공격자는 서로 다른 두 검색 요청이 같은 검색어를 포함하고 있는지 구별할 수 없다. 또한, 보호 과정을 추가함으로써 발생하는 오버헤드를 고려하더라도 제안하는 모델이 합리적인 성능을 달성함을, 실험을 통해 증명한다.

The searchable encryption model allows to selectively search for encrypted data stored on a remote server. In a real-world scenarios, the model must be able to support multiple search keywords, multiple data owners/users. In this paper, these models are referred to as Multi Ranked Searchable Encryption model. However, at the time this paper was written, the proposed models use fully-trusted trapdoor centers, some of which assume that the connection between the user and the trapdoor center is secure, which is unlikely that such assumptions will be kept in real life. In order to improve the practicality and security of these searchable encryption models, this paper proposes a new Multi Ranked Searchable Encryption model which uses random keywords to protect search words requested by the data downloader from an honest-but-curious trapdoor center with an external attacker without the assumptions. The attacker cannot distinguish whether two different search requests contain the same search keywords. In addition, experiments demonstrate that the proposed model achieves reasonable performance, even considering the overhead caused by adding this protection process.