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基于公钥可搜索加密方案的研究与改进的任务书
任务书
一、任务背景
在现代信息时代，随着互联网技术的飞速发展和普及，人们在管理和处理大规模数据时面临着日益严峻的安全挑战。在许多应用场景下，保存数据的存储服务器是由第三方云服务提供商进行管理的。因此，数据所有者无法掌握自己的数据，同时数据传输和存储的过程也极易遭受黑客攻击和数据泄露的风险。
为了保护数据的机密性和隐私性，公钥可搜索加密（PublicKeySearchableEncryption,PKSE）技术被提出并广泛应用。PKSE是一种可将数据进行加密同时又能保持数据可搜索能力的技术。它将数据加密后上传到云服务器，并可以通过加密索引和搜索算法实现在不暴露数据内容的情况下对数据进行快速查询和高效检索。
二、研究目标
本课题旨在研究公钥可搜索加密方案，并对其进行优化和改进，以提升其在数据保护和搜索效率方面的性能。具体研究目标如下：
1.研究现有的公钥可搜索加密方案，深入理解其设计原理和特点。
2.分析PKSE方案的优缺点，找出其存在的问题和瓶颈。
3.探讨现有方案可改进的方向和方法，结合实际应用场景提出改进措施。
4.设计并实现改进后的PKSE方案，验证其可行性和性能优势。
5.对改进后的方案进行评估和比较，分析其在安全性、搜索效率等方面的性能表现。
三、研究内容
1.公钥可搜索加密原理的研究：学习和研究现有的PKSE方案，并深入了解其设计目的、加密算法、索引构建方法、搜索算法等核心技术。
2.PKSE方案的优缺点分析：通过对现有PKSE方案的优点和缺点进行深入分析，找到其存在的问题和瓶颈，寻求可行的改进方案。
3.PKSE方案改进的研究：从建立更安全的数据加密、优化搜索算法、提高客户端和服务器的通信效率等方面出发，提出可行的改进方案。
4.改进后的方案实现与验证：根据研究和设计的方案，实现并验证改进后的PKSE方案的可行性和性能优势。
5.性能评估和比较：通过对改进后的PKSE方案进行评估和比较，分析其在安全性、搜索效率等方面的性能表现。
四、研究计划
研究任务全年完成，拟安排以下工作计划：
第1-2月：学习公钥可搜索加密技术理论，研究现有PKSE方案和其设计原理。
第3-4月：深入分析PKSE方案的优缺点，找到其存在的问题和瓶颈。
第5-6月：提出现有方案可改进的方向和方法，结合实际应用场景提出改进措施。
第7-8月：设计并实现改进后的PKSE方案，验证其可行性和性能优势。
第9-10月：对改进后的方案进行评估和比较，分析其在安全性、搜索效率等方面的性能表现。
第11-12月：论文撰写和总结。撰写学位论文，总结研究成果和经验。
五、预期成果
1.一份关于公钥可搜索加密方案的研究报告。
2.改进后的PKSE方案的设计和实现。
3.对改进后的PKSE方案进行评估和比较的结果和分析报告。
4.学位论文一篇，是本研究的完整总结，包括了相关研究历程、发现、结论以及未来研究的发展方向。
六、研究条件
1.具有计算机科学或信息安全相关背景的研究生。
2.熟练使用加密算法的数学理论，并掌握至少一种主流的编程语言和开发环境。
七、参考文献
1.CurtmolaR，GarayJA，KamaraS，etal.Searchablesymmetricencryption：improveddefinitionsandefficientconstructions[C].Proceedingsofthe13thACMConferenceonComputerandCommunicationsSecurity.2006：79-88.
2.RezaeighalehM，FungC.Securemulti-keywordsearchoverencrypteddataincloudcomputing[C].IEEETransactionsonparallelandDistributedSystems.2017，28(6)：1715-1728.
3.WangC，RenK，WangQ，etal.Secureandpracticaloutsourcingoflinearprogrammingincloudcomputing[J].IEEETransactionsonCloudComputing.2016，4(2)：155-167.
4.GebremedhinAH，HammedF，AlAzizMM，etal.Buildingasecurebigdatawarehouseusingpublickeyencryptionandmaskedsearch[C].IEEEConferenceonComputerCommunicationsWorkshops.2018：771-776.