针对加密数据库的实用基于结果体积的攻击

近年来，人们对用于加密数据库的强安全性原语（例如不经意协议）兴趣渐增，这类原语隐藏查询执行的访问模式，仅泄露结果的体积。然而，近期工作表明，即便是体积泄露也能使数据库中整列内容被重建。但现有攻击依赖一组在实践中不切实际的假设：例如，它们（i）要求用户发出大量查询，或（ii）假设查询或底层数据的某些分布（例如查询均匀随机分布，或数据库不含缺失值）。在本工作中，我们提出新的攻击，用于恢复单个用户查询的内容，假设系统除结果数量外无泄露，并避免上述限制性假设。与先前攻击不同，我们的攻击仅需用户发出单次查询即可恢复关键词。此外，我们的攻击不对所发查询或底层数据的分布作任何假设。相反，我们的关键洞见是利用真实世界应用的行为。我们首先调查 11 个应用，识别出可被攻击者利用的两个关键特征：（i）文件注入，以及（ii）自动查询重放。我们提出利用这两个属性并结合体积泄露的攻击，独立于任何加密数据库系统的细节。随后，我们通过模拟服务器端敌手对真实 Gmail 网页客户端发起攻击。我们对 Gmail 的攻击在数分钟内完成，证明了我们技术的可行性。我们还提出了三种辅助攻击，用于某些缓解策略被采用的情形。