可验证、高效且保持机密性的透明图搜索
密码学与安全
2025-03-14 v1 数据库
摘要
图数据库因其高效管理实体间关系的能力而受到广泛关注和当今，许多图搜索服务已被外包给第三方服务器以提供存储和计算支持。然而，外包范式可能侵犯图的隐私。PeGraph是最新实现社交图加密搜索的方案，旨在解决隐私泄露问题，该方案基于OXT技术维护XSet和TSet两个数据结构以支持加密合取搜索。然而，PeGraph仍存在底层OXT的固有局限性。它不提供透明搜索能力，计算开销昂贵且存在结果模式泄露，并且不支持动态加密图数据库上的搜索和结果验证。在本文中，我们提出SecGraph来解决前两个局限性，该方案采用一种新型系统架构，利用SGX支持的云服务器为用户提供安全且透明的搜索服务，因为密钥保护和计算开销已被卸载到云服务器。此外，我们设计了基于对数动态布谷鸟过滤器的LDCF编码XSet，以在可信内存中实现高效明文计算，有效缓解结果模式泄露和因超出有限可信内存容量而导致的性能退化。最后，我们设计了TSet的新动态版本Twin-TSet，以支持动态加密图数据库上的合取搜索。为了支持可验证搜索，我们进一步提出VSecGraph，该方案利用面向过程的验证方法来验证加载到可信内存中的所有数据结构，从而绕过客户端本地验证相关的计算开销。
引用
@article{arxiv.2503.10171,
title = {Verifiable, Efficient and Confidentiality-Preserving Graph Search with Transparency},
author = {Qiuhao Wang and Xu Yang and Yiwei Liu and Saiyu Qi and Hongguang Zhao and Ke Li and Yong Qi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.10171},
year = {2025}
}