可搜索加密SWP方案实现

SWP方案来自于D.Song等人的Practical Techniques for Searches on Encrypted Data，为一种对称可搜索加密方案。

实现代码已经在Github上开源，能力有限，代码可能很丑。

• 总体思路

  • 将数据划分成一个个的单词，对其进行对称加密并设置陷门后上传。查询时也会对关键词进行加密处理，防止关键词内容的泄露。整个实现过程由几个主要步骤组成（不分先后顺序）：DES加密与解密，伪随机序列的生成，带密钥的Hash函数。
    • DES加密解密：在openssl库函数的基础上实现。
    • 伪随机序列：使用C++标准库中伪随机函数来近似生成。
    • 带密钥的Hash函数：在openssl库函数的基础上实现。

• 加密过程

  • 将数据划分为一个个的单词，记为（默认长度不超过20个字符，长度不足则零填充补齐）。

  • 使用ECB模式的DES加密对其进行加密处理得到（长度为24个字符，由openssl库函数实现），其密钥表示为（长度为24个字符，保密）。
    

  • 将划分为左右两部分——(长度为8个字符)和（长度为16个字符）。
    

  • 使用带密钥的hash函数H1对进行加密，以为固定密钥（长度为24个字符，保密），得到新的密钥（长度为16个字符）。
    

  • 使用伪随机函数Random，输入随机种子，来得到伪随机序列（长度为8个字符，本实现中随机种子为<key-value>键值对的键值，该伪随机序列的生成过程保密）。
    

  • 使用带密钥的hash函数H2对进行加密，以为密钥，得到（长度为16个字符，本实现中该步骤与前面的步骤使用了同一个hash函数，但密钥不同）。
    

  • 将与拼接得到（正好是24个字符的长度）。
    

  • 最终将与异或得到最后的密文，上传至不可信服务器。
    

• 检索过程

  • 客户端需要把要查询关键词对应的和告知服务器来进行检索，生成方式与加密过程相同。

  • 服务器得到和后，先计算和异或得到。
    

  • 将划分为和。
    

  • 使用带密钥的hash函数H2对进行加密，以为密钥，将结果与比较，相同则检索成功。
    

• 解密过程

  • 先使用伪随机函数Random，输入随机种子，来得到伪随机序列。

  • 将划分为和，将划分为和。
    

  • 和异或得到。
    

  • 使用带密钥的hash函数H1对进行加密，以为密钥，得到新的密钥。

  • 使用带密钥的hash函数H2对进行加密，以为密钥，得到。

  • 将与异或得到。
    

  • 拼接与得到，使用DES解密即可。