Enabling Reliable Keyword Search in Encrypted Decentralized Storage with Fairness

IEEE TDSC 2018

想解决的问题

现有的去中心化文件存储系统比如说Storj只支持根据文件的identifier进行基于隐私保护的文件搜索，并不可以支持更广泛的关键字查询。在去中心化的环境中，直接使用现有的searchable encryption的密码学方法会引出一些其他问题：用户在去中心化环境下可能会变得不可信，可能否认原本从server端获取的结果的正确性而从中获利。

主要的挑战

现有的searchable encryption的方法都关注于中心化的设定，加密的索引和文件都存在云服务器上。如何将这样的技术应用在去中心化的场景中是一个挑战。外包的文件和索引的存储位置首先要被考虑，因为他们可能会被分成几块，然后分发到不同的peer上。再者，所要设计的方法必须可以很容易地在现有的去中心化的存储平台上开发，进而减少研发开销。

在去中心化的环境中，达到可靠的加密搜索服务会比传统的中心化client server模式下的服务遇到更多严重的问题。我们需要考虑用户和分布式服务终端peers的不可信任性，因为他们都是在这个去中心化环境中的独立个体。服务终端可能会删除用户的文件然后节省他们的计算资源。虽然现有的可验证化加密搜索技术可以支持对不诚信的服务终端的错误结果进行验证，它并不能解决用户不可信的问题。事实上，不可信的用户可以声明得到错误的结果，尽管服务终端返回正确的结果，这样就可以否认服务的质量进而节省成本。显然，这样做会大大降低服务终端对加密搜索服务做出正确的计算。所以，所要提出的方案需要支持在服务终端和用户之间进行公平的交易，从而达到一个良性的生态系统，保证只要服务终端可以诚实地计算出结果就可以获得应有的奖励。

系统模型

系统结构总览