面向长文本的通配符对称搜索加密方案

摘要

针对数据要素在生命周期使用过程中面临的安全检索问题，以能够准确描述多种数据类型的长文本为研究对象，聚焦对称加密场景下的长文本安全检索需求，围绕长文本密文搜索的问题建模、算法设计与安全模型构建等方面展开研究，设计了一种面向长文本的对称可搜索加密方案.针对长文本数据字符规模大、字符空间固定和位置特征显著等特点，提出了粒子化搜索思想，并构建了相应的实例化位图索引结构，进而设计出支持任意通配符的长文本密文搜索方案.该方案在基于模拟的框架下被证明满足L-适应性安全.为进一步评估方案的实际效率，首先在理论上与多个现有方案在存储、计算和通信开销方面进行了对比分析，证明了所提方案在理论上的高效性，进一步地，通过实验将所提方案与明文基线方案进行性能对比.结果表明，所提方案的索引构建时间约为基线方案的100倍，而搜索时间与基线方案处于同一量级，验证了方案在搜索阶段的实用性与高效性.

关键词

可搜索加密 / 对称可搜索加密 / 通配符可搜索加密 / 适应性安全 / 长文本密文搜索

基金资助

国家自然科学基金(62302280,62402290); 河北省高等学校自然科学研究计划项目(QN2025046); 河北师范大学科研基金资助项目(L2023B41,L2025B38); 河北省科技计划资助(22567606H); 河北省自然科学青年基金(F2025205002); 山东省自然科学基金(ZR2023QF133); 山东省高等学校青创团队计划(2023KJ365)