• Journal of Information Processing Systems
• /
• 제15권5호
• /
• pp.1211-1217
• /
• 2019

Developing methods to search over an encrypted database (EDB) have received a lot of attention in the last few years. Among them, order-revealing encryption (OREnc) and order-preserving encryption (OPEnc) are the core parts in the case of range queries. Recently, some ideally-secure OPEnc schemes whose ciphertexts reveal no additional information beyond the order of the underlying plaintexts have been proposed. However, these schemes either require a large round complexity or a large persistent client-side storage of size O(n) where n denotes the number of encrypted items stored in EDB. In this work, we propose a new construction of an efficient OPEnc scheme based on an OREnc scheme. Security of our construction inherits the security of the underlying OREnc scheme. Moreover, we also show that the construction of a non-interactive ideally-secure OPEnc scheme with a constant client-side storage is theoretically possible from our construction.

• Journal of Information Processing Systems
• /
• 제14권5호
• /
• pp.1087-1101
• /
• 2018

As cloud computing has become a widespread technology, malicious attackers can obtain the private information of users that has leaked from the service provider in the outsourced databases. To resolve the problem, it is necessary to encrypt the database prior to outsourcing it to the service provider. However, the most existing data encryption schemes cannot process a query without decrypting the encrypted databases. Moreover, because the amount of the data is large, it takes too much time to decrypt all the data. For this, Programmable Order-Preserving Secure Index Scheme (POPIS) was proposed to hide the original data while performing query processing without decryption. However, POPIS is weak to both order matching attacks and data count attacks. To overcome the limitations, we propose a group order-preserving data encryption scheme (GOPES) that can support efficient query processing over the encrypted data. Since GOPES can preserve the order of each data group by generating the signatures of the encrypted data, it can provide a high degree of data privacy protection. Finally, it is shown that GOPES is better than the existing POPIS, with respect to both order matching attacks and data count attacks.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.805-811
• /
• 2018

형태 보존 암호는 암호화하고자 하는 목적 정보에 대한 변형 없이 형태를 유지한 상태로 암호화하는 기법으로써 최근에 국가보안기술연구소에 의해 제안되었다. 본 논문에서는 형태 보존 암호를 활용하여 기존의 사이버 보안 관련 문제를 해결하는 방안을 제안하고자 한다. 먼저 랜섬웨어 공격을 효과적으로 방어하기 위해 시그니처 및 확장자를 형태보존암호로 암호화하는 방안을 제시한다. 해당 기법은 최소한의 정보를 암호화함으로써 랜섬웨어에 대한 노출을 최소화할 수 있다. 두 번째로 스테가노그래피와 같이 비밀 정보를 숨기는 기술상에서도 해당 정보의 양을 최소화함으로써 공격에 대비할 수 있는 방안을 제시한다. 마지막으로 형태보존암호와 경량암호에서 암호화에 따른 동작 속도를 비교하고, 형태보존암호를 최적화하였을 때, 그에 따른 성능 향상까지 비교하고자 한다.

• 정보과학회 논문지
• /
• 제42권1호
• /
• pp.97-106
• /
• 2015

최근 데이터베이스 아웃소싱(Outsourcing) 환경에서 데이터 보호를 위한 암호화 기법 및 질의 결과 검증 기법에 대한 관심이 고조되고 있다. 그러나 기존 아웃소싱 데이터 암호화 기법들은 원본 데이터베이스 도메인 정보를 알고 있는 공격자에 의한 순서 매칭 공격 및 카운팅 공격에 취약한 문제점을 지닌다. 기존 질의 결과 무결성 검증 기법은 질의 결과 검증 데이터 전송 오버헤드 문제를 지닌다. 따라서, 본 논문에서는 데이터 보호를 위한 그룹 순서 보존 암호화 인덱스 및 이를 기반으로 한 질의 결과 무결성 검증 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 순서 보존 암호화 인덱스를 통해 데이터를 암호화 하고, 복호화 없이 질의를 수행한다. 또한, 힐버트 커브를 통해 그룹 정보를 은닉함으로써, 질의 수행 과정에서 데이터 그룹 정보가 유출되는 것을 방지한다. 마지막으로, 주기함수 기반 그룹 분할 및 그룹 기반 인증을 통해 질의 결과 무결성 검증을 위한 데이터 크기를 감소시킨다. 성능평가를 통해, 제안하는 기법이 기존 버킷 기반 인증 기법에 비해 질의 처리 시간 측면에서 평균 1.6배, 검증 데이터 오버헤드 측면에서 최대 20배의 성능을 개선함을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제9권11호
• /
• pp.4680-4700
• /
• 2015

Broadcast encryption is an efficient way to distribute confidential information to a set of receivers using broadcast channel. It allows the broadcaster to dynamically choose the receiver set during each encryption. However, most broadcast encryption schemes in the literature haven't taken into consideration the receiver's privacy protection, and the scanty privacy preserving solutions are often less efficient, which are not suitable for practical scenarios. In this paper, we propose an efficient dynamic anonymous broadcast encryption scheme that has the shortest ciphertext length. The scheme is constructed over the composite order bilinear groups, and adopts the Lagrange interpolation polynomial to hide the receivers' identities, which yields efficient decryption algorithm. Security proofs show that, the proposed scheme is both secure and anonymous under the threat of adaptive adversaries in standard model.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제12권7호
• /
• pp.3375-3400
• /
• 2018

With the advent of database-as-a-service (DAAS) and cloud computing, more and more data owners are motivated to outsource their data to cloud database in consideration of convenience and cost. However, it has become a challenging work to provide security to database as service model in cloud computing, because adversaries may try to gain access to sensitive data, and curious or malicious administrators may capture and leak data. In order to realize privacy preservation, sensitive data should be encrypted before outsourcing. In this paper, we present a secure and practical system over encrypted cloud data, called QSDB (queryable and secure database), which simultaneously supports SQL query operations. The proposed system can store and process the floating point numbers without compromising the security of data. To balance tradeoff between data privacy protection and query processing efficiency, QSDB utilizes three different encryption models to encrypt data. Our strategy is to process as much queries as possible at the cloud server. Encryption of queries and decryption of encrypted queries results are performed at client. Experiments on the real-world data sets were conducted to demonstrate the efficiency and practicality of the proposed system.

• International Journal of Computer Science & Network Security
• /
• 제24권1호
• /
• pp.140-150
• /
• 2024

Database-as-a-Service is one of the prime services provided by Cloud Computing. It provides data storage and management services to individuals, enterprises and organizations on pay and uses basis. In which any enterprise or organization can outsource its databases to the Cloud Service Provider (CSP) and query the data whenever and wherever required through any devices connected to the internet. The advantage of this service is that enterprises or organizations can reduce the cost of establishing and maintaining infrastructure locally. However, there exist some database security, privacychallenges and query performance issues to access data, to overcome these issues, in our recent research, developed a database security model using a deterministic encryption scheme, which improved query execution performance and database security level.As this model is implemented using a deterministic encryption scheme, it may suffer from chosen plain text attack, to overcome this issue. In this paper, we proposed a new model for cloud database security using nondeterministic encryption, order preserving encryption, homomorphic encryptionand database distribution schemes, andour proposed model supports execution of queries with equality check, range condition and aggregate operations on encrypted cloud database without decryption. This model is more secure with optimal query execution performance.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제15권8호
• /
• pp.2827-2848
• /
• 2021

Mobile Crowdsourcing (MCS) has become an emerging paradigm evolved from crowdsourcing by employing advanced features of mobile devices such as smartphones to perform more complicated, especially spatial tasks. One of the key procedures in MCS is to collect answers from mobile users (workers), which may face several security issues. First, authentication is required to ensure that answers are from authorized workers. In addition, MCS tasks are usually location-dependent, so the collected answers could disclose workers' location privacy, which may discourage workers to participate in the tasks. Finally, the overhead occurred by authentication and privacy protection should be minimized since mobile devices are resource-constrained. Considering all the above concerns, in this paper, we propose a lightweight and privacy-preserving answer collection scheme for MCS. In the proposed scheme, we achieve anonymous authentication based on traceable ring signature, which provides authentication, anonymity, as well as traceability by enabling malicious workers tracing. In order to balance user location privacy and data availability, we propose a new concept named current location privacy, which means the location of the worker cannot be disclosed to anyone until a specified time. Since the leakage of current location will seriously threaten workers' personal safety, causing such as absence or presence disclosure attacks, it is necessary to pay attention to the current location privacy of workers in MCS. We encrypt the collected answers based on timed-release encryption, ensuring the secure transmission and high availability of data, as well as preserving the current location privacy of workers. Finally, we analyze the security and performance of the proposed scheme. The experimental results show that the computation costs of a worker depend on the number of ring signature members, which indicates the flexibility for a worker to choose an appropriate size of the group under considerations of privacy and efficiency.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.55-60
• /
• 2020

본 논문에서는 퍼블릭 블록체인에서 개인정보를 안전하게 보호하기 위한 방법으로, 암호기법을 이용한 접근통제 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 거래 데이터 중에서 개인정보에 해당하는 부분을 선별하여 이를 접근정책에 따라 암호화한 다음 블록체인에 저장하고, 적정한 권한을 가진 사람만이 복호화하도록 설계된다. 성능과 확장성을 향상시키기 위하여 암호스킴을 블록체인과 연동하는 오프-체인 네트워크에 구현한다. 따라서 암호 연산에 따른 성능저하가 미미하고, 기존 블록체인 네트워크의 구성을 보존하면서도 새로운 접근통제를 반영할 수 있어 확장성이 높다. 암호화 스킴은 속성기반암호화(ABE:Attribute-Based Encryption)에 기반한다. 그러나 통상적인 ABE와 달리 정보의 속성인 보유기간을 접근구조에 포함하여 개인정보 보호규제에서 요구하는 정보의 잊혀질 권리를 제공한다. 한편 ABE의 처리 성능문제를 보완하기 위해 대칭키 방식을 혼용한 것도 본 논문의 특징이라 할 수 있다. 제안 시스템을 공개형 블록체인인 클레이튼을 이용하여 구현하고 성능 평가를 통해 타당성을 증명하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제36권8B호
• /
• pp.1028-1037
• /
• 2011

최근 Selim등은 공개키 암호 기반의 프라이버시를 제공하기 위해 다중-컨텍스트 RFID 인증 프로토콜을 제안하였다. 하지만 Selim등이 제안한 프로토콜은 리더와 태그 간의 인증을 수행하는 과정에서 공개키 기반의 암호 알고리즘을 사용하므로 수동형 태그에는 적합하지 않을 뿐만 아니라 상호 인증 부재로 인한 위장 공격에 취약하다. 위와 같은 효율성 문제와 보안 취약점 해결을 위해 본 논문에서는 각각 다른 영역에서 단일 수동형 태그와 다양한 목적을 제공하는 리더들 간의 상호 인증을 제공함으로써 프라이버시 침해와 태그 위장 공격을 방지하며, 중계 공격과 서비스 거부 공격에 안전한 다중-컨텍스트 RFID 상호 인증 프로토콜을 제안한다. 결론적으로 제안한 프로토콜은 RFID 리더로부터 수집된 공간과 시간의 정보를 토대로 안전한 상호 인증이 수행되고, 수동형 태그에 적합하도록 안전한 일방향 해쉬 함수와 대칭키 암호 연산을 수행함으로써 강한 보안성과 높은 연산 효율성을 제공한다.