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1相關工作

目前各行各業都開始意識到信息系統對于行業進步的影響,但是信息系統也存在著很多安全隱患。怎樣才能夠在文本查詢以及網頁的存儲中達到安全高效的目的,一直是研究和關注的重點,這其中的全文檢索技術和全文數據庫技術成為了國內外學者研究的熱點。我國信息的加密以及檢索技術在目前的技術條件下發展十分迅速,并且也出現了諸多領先的技術產品,但是全密文高效檢索系統的研究仍舊是當前難以解決的科題。這一問題的難點主要集中在如何才能夠安全的實現在外包數據庫中進行加密數據的檢索以及存儲。雖然原始數據具有相似性以及有序性,但是在數據加密后,很多原始特性就會失去,因而密文數據的檢索難度便會加大。這也是一直困擾著我國檢索系統研究技術人員的主要難點,也正是由于密文數據的這一特性,才提高了數據庫的安全性。但是如何才能夠在這一條件下,提高檢索效率,仍舊需要進一步研究。

2系統比較

2.1傳統全文索引

對于涉密數據進行加密是一個很自然的趨勢,而對密文檢索技術的研究也是索引系統發展的一個趨勢,其思路便是加密全文索引,從而實現密文檢索。而該種加密方式依照加密粒度的不同可以將密文全文檢索分成兩種等級,即索引詞級信息加密以及索引級信息加密。索引級信息索引直接加密密文信息的明文全文索引,在進行信息檢索的過程中首先需要進行解密,即針對密文索引部分內容進行全文解密或部分內容的解密,繼而在解密的基礎上展開信息的檢索。通過這種方式雖然能夠達到密文全文檢索的目的,但是需要解密后才能夠檢索,從本質分析仍舊是明文信息的檢索,因此安全系數較低,存在隱患問題,并且為了實現索引的解密,需要增量構建,會付出較大的代價。而索引詞級信息檢索則是在原有檢索結構的基礎上通過相同的加密算法進行索引詞的加密,在原有索引詞級信息檢索的基礎上通過加密信息檢索以及同一種加密算法,對原有明文索引結構進行加密,從而實現針對原有的明文檢索信息進行加密的目的,實現密文全文檢索。當前使用的IR模型大多都采用了索引詞級密文索引,建立在Tlken詞頻信息構建以及便宜地址的基礎之上,如果這些內容也被加密,那么在查詢過程中的大量運算操作影響下,全文索引系統效率必然會大大降低,如果利用明文索引的形式,信息安全級別便會受到影響,因而傳統的索引系統還需要進一步改善。

2.2Mimir密文全文索引

全文檢索系統的文檔資源都是海量的,全文索引都采用增量方式構建,因此采用一種穩定、高效的數據結構構建全文索引對于實現高效的密文全文檢索是非常重要的。由于B+樹當節點分裂時只影響原節點和父節點,因此對于全文索引的增量構建在插入索引詞時可以有效地保持索引B+樹的平衡性,保障全文檢索效率。在明文全文檢索系統中,基于明文索引中的索引詞位置的遞增關系,檢索系統可以方便地判斷一個較長的檢索詞是否出現在某個文檔中,因此在全文檢索系統中,索引詞的位置信息對于較長檢索詞的判斷是非常重要的。與直接加密索引詞改造明文索引的方法不同,為了保證密文索引本身的高安全性,Mimir密文全文檢索系統中并沒有標識每個索引詞的位置信息,因此如何實現較長檢索詞的匹配就成為了一個關鍵問題。如果能夠在密文全文索引中存儲文檔所有可能出現的檢索詞,則就可以不需要索引詞的位置信息。但是首先不可能窮舉用戶可能提出所有查詢關鍵詞,而且大量地插入較長的組合索引詞也會極大地增加密文索引的空間規模,而導致密文全文檢索效率的下降。同時由于被查詢命中的概率很小,詞長太長的索引詞對于全文檢索的貢獻也比較小,因此必要針對Mimir系統特點設計一種不需要索引詞位置信息支持的文檔歸檔索引詞提取策。

2.3系統排序算法

全文檢索系統大多都被應用于海量文檔檢索以及處理中,因而同一條查詢條件相符的,全文檢索系統中需要處理的文檔都是海量的,對于一個查詢條件來說命中的文檔數量也非常大,結果排序就是將用戶最感興趣的內容優先呈現給用戶,對于一個全文檢索系統的可用性來說是非常重要的。目前的全文檢索系統中通常都采用基于檢索關鍵詞詞頻的評分機制。

2.4系統效率以及安全性分析

Mimir實現不脫密的密文全文檢索服務,其安全性和搜索效率都非常重要,該節對Mimir密文全文檢索系統的檢索效率和安全性進行理論分析。Mimir系統有3種數據需要加密處理:索引詞、索引指針和文檔本身。為保障Mimir系統的安全性,以上都采用成熟的加密算法。Mimir對文檔進行歸檔操作時,索引指針和密文文檔的加密量相對很小,而密文全文索引中分詞數量很大,因此會產生大量的索引詞加密開銷。

3結語

在目前海量信息檢索以及安全環境下,Mimir密文檢索系統意義重大,尤其在密文檢索系統效率提升方面具有跨越式的意義。該類系統的研究成果參考價值巨大,并且通過進一步的研究,針對系統中檢索環境下的密鑰管理以及密文檢索功能下訪問控制技術都會相應配置完善。并且Mimir還將進一步添加密文索引風險評估系統,從而提高索引系統的風險抗性,保證密文檢索的安全度。

作者:王俊姝單位:國家新聞出版廣電總局哈爾濱監測臺