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Analysis of Data Encryption Mechanisms for Searchable Encryption
손정갑(Junggab Son),양유진(Yu-Jin Yang),오희국(Heekuck Oh),김상진(Sangjin Kim) 한국컴퓨터정보학회 2013 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.18 No.9
클라우드 컴퓨팅의 보급으로 최근 데이터 아웃소싱에 대한 요구가 매우 높아지고 있다. 하지만 클라우드 컴퓨팅의 근본적인 걱정인 외부 서버 신뢰 문제에 대한 만족할만한 수준의 해결책이 아직 제시되고 있지 못하다. 이 때문에 검색가능 암호화에 대한 연구가 최근에 다시 활발해지고 있다. 하지만 검색 기능에 대한 연구에만 집중되어 중요한 요소 중 하나인 데이터 암호메커니즘에 대한 연구는 상대적으로 소홀히 되고 있다. 적절한 암호메커니즘의 적용 없이는 검색가능 암호화를 실제 서버에 적용하는 것이 불가능하다. 이 논문에서는 다중 사용자가 이용하는 검색가능 암호시스템에서 지금까지 제안된 데이터 암호메커니즘과 사용 가능한 메커니즘들을 분석하여 그들의 장단점을 논한다. 분석 결과 논문에서 고려한 브로드캐스트 암호 기법, 속성기반 암호 기법, 프록시 재암호화 기법은 모두 적절한 해결책이 되지 못한다. 현존하는 기법들의 가장 큰 문제는 별도의 완전히 신뢰할 수 있는 서버가 필요하다는 것과 외부 사용자와 완전히 신뢰하지 못하는 서버 간 공모 공격을 방지할 수 없다는 것이다. Recently, the need for outsourcing sensitive data has grown due to the wide spreading of cost-effective and flexible cloud service. However, there is a fundamental concern in using such service since users have to trust external servers. Therefore, searchable encryption can be a very valuable tool to meet the security requirements of data outsourcing. However, most of work on searchable encryption focus only on privacy preserving search function and relatively lacks research on encryption mechanism used to actually encrypt data. Without a suitable latter mechanism, searchable encryption cannot be deployed in real world cloud services. In this paper, we analyze previously used and possible data encryption mechanisms for multi-user searchable encryption system and discuss their pros and cons. Our results show that readily available tools such as broadcast encryption, attribute-based encryption, and proxy re-encryption do not provide suitable solutions. The main problem with existing tools is that they may require separate fully trusted servers and the difficulty in preventing collusion attacks between outsiders and semi-trusted servers.
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신뢰성 있는 브로드캐스트 암호화를 위한 자가 키 복구 기법
허준범(Junbeom Hur),윤현수(Hyunsoo Yoon) 한국정보과학회 2009 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.36 No.6
브로드캐스트 서비스의 사용자가 많아질수록 확장성 있는 접근 제어는 효율적인 권한 부여에 필수적인 요구사항이라고 할 수 있다. 접근 제어는 합법적인 사용자들에게만 비밀키를 안전하게 전달함으로써 이루어지게 된다. 그러나 브로드캐스트 환경에서는 채널의 안정성이 보장되지 않기 때문에 비밀키를 전달하는 과정에서 키 전달 메시지가 사라지거나, 사용자의 단말이 네트워크에 접속되어 있지 않은 경우 메시지가 사용자에게 제대로 전달되지 못하는 경우가 빈번하게 발생할 수 있다. 본 연구에서는 합법적인 사용자가 서버로부터 다수의 세션동안 키 전달 메시지를 수신하지 못한 경우라도 자신의 이전키와 현재 세션에 전송되는 힌트 메시지를 이용해서 현재 세션의 그룹키를 복구할 수 있는 효율적인 그룹키 자가복구 기법을 제안한다. 성능 분석 결과 제안한 기법은 기존의 신뢰성 있는 키 분배 기법에 비해 확장성 및 효율성 측면에서 더 향상되었다는 것을 알 수 있다. 제안한 기법은 사용자로부터 서버로의 역방향 채널이 존재하지 않는 브로드캐스트 네트워크 환경에서 제한수신시스템 등에 활용될 수 있다. One of the principal impediments to the achievement of a scalable access control for a large number of subscribers in a public broadcast is to distribute key update messages reliably to all stateless receivers. However, in a public broadcast, the rekeying messages can be dropped or compromised during the transmission over an insecure broadcast channel, or transmitted to the receivers while it was off-line. In this study, we propose a novel group key management scheme that features a mechanism that allows the legitimate receivers to recover the current group key even if they lose key update messages for long-term sessions using short hint messages and member computation. The performance analysis result shows that the proposed scheme has advantages of the scalable and efficient rekeying compared with the previous reliable group key distribution schemes. The proposed key management scheme targets a conditional access system in a media broadcast where there is no feedback channel from receivers to the broadcasting station.
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