精選12篇區塊鏈與可搜索加密相結合的論文

本篇博文將匯總12篇區塊鏈與可搜索加密相結合的論文，包括之前已經發布的幾篇“最新論文筆記”和還未上傳的幾篇論文筆記（感覺大都差不多就不再詳細記錄）。以下會按照時間順序進行匯總，只會做個簡單介紹，想了解具體的內容，建議看原文獻，下面也會給出相應的標題和鏈接供參考。

全片分為兩個部分：

• 簡要信息：包括每篇文獻的標題、作者 \ 年份、來源（期刊或會議名稱）和原文鏈接。
• 文獻概括：包括每篇文獻的背景動機、簡要內容和區塊鏈起到的作用。

一、12篇論文簡要信息

序號 | 論文名稱 | 作者 \ 年份 | 來源 | 鏈接
-------- |-------- | ----- | ----- | ----- | -----
1| Hardening Distributed and Encrypted Keyword Search via Blockchain | CYW
2017 | The IEEE Symposium on Privacy-Aware Computing（PAC) (EI) | 原文鏈接
2| Searchain: Blockchain-based private keyword search in decentralized storage | JGLLW
2017 | Future Generation Computer Systems (FGCS)
JCR Q1| 原文鏈接
3| A Searchable Symmetric Encryption Scheme using Blockchain | LZHT
2017 | arXiv | 原文鏈接
4| Towards Trustworthy and Private Keyword Search in Encrypted Decentralized Storage | CYW
2017 | IEEE ICC Communication and Information System Security Symposium | 原文鏈接
5| Privacy-Preserving Searchable Encryption Framework for Permissioned Blockchain Networks | SM
2018 | The international Conference on Green Computing and Communications | 原文鏈接
6| Enabling Reliable Keyword Search in Encrypted Decentralized Storage with Fairness | CWYW
2018 | IEEE Transaction on Dependable and Secure Computing (TDSC)
(CCF A類) | 原文鏈接
7| Searching an Encrypted Cloud Meets Blockchain-A Decentralized, Reliable and Fair Realization | HCWW
2018 | IEEE INFOCOM
(CCF A類) | 原文鏈接
8| Outsourcing Service Fair Payment based on Blockchain and its Applications in Cloud Computing | ZDLZ
2018 | IEEE Transactions on Services Computing（TSC）
(CCF B類) (JCR Q1) | 原文鏈接
9| Blockchain based searchable encryption for electronic health record sharing | CLCC
2019 | Future Generation Computer Systems (FGCS)
JCR Q1 | 原文鏈接
10| A Blockchain-Based Searchable Public-Key Encryption with Forward and Backward Privacy for Cloud-assisted Vehicular Social Networks | CWWZH
2019 | IEEE Transactions on Vehicular Technology (TVT)
JCR Q1 | 原文鏈接
11| Achieving Secure Search over Encrypted Data for e-Commerce: A Blockchain Approach | GWFL
2020 | ACM Transactions on Internet Technology (TOIT)
(CCF B類) | 原文鏈接
12| BC-SABE: Blockchain-aided Searchable Attribute-based Encryption for Cloud-IoT | LYXW
2020 | IEEE Internet of Things Journal (IoT))
JCR Q1 | 原文鏈接

二、12篇論文簡單概述

[1] Hardening Distributed and Encrypted Keyword Search via Blockchain (通過區塊鏈進行分布式加密關鍵字搜索)

• 背景動機：重點是對于分布式的數據進行搜索，且要保證系統的魯棒性。因此考慮用分布式哈希表、區塊鏈技術來解決這個問題，從而使得在分布式網絡中對加密數據進行關鍵字搜索。
• 簡要內容：由于一種集成了可搜索加密和通過分布式哈希表進行關鍵字搜索的協議，并沒有解決完全分布式場景中的實際威脅。本文提出了一種分布式搜索協議用來解決完全分布式場景中的實際威脅（惡意節點破壞搜索結果），該協議與分布式網絡中的加密搜索無縫結合，以證明和監控節點，使得保證明文分布式關鍵字搜索垂直分區效率、數據和查詢的機密性，并用區塊鏈上作為可信節點的共識視圖。基于所提出的協議，大多數節點可自定的方式檢測和刪除惡意節點。
• 區塊鏈的作用：與分布式網絡相融合，提供驗證節點的能力，記錄損壞或惡意的節點；利用區塊鏈保證證明結果是可信的，提高安全性。

[2] Searchain: Blockchain-based private keyword search in decentralized storage (Searchain：去中心化存儲中基于區塊鏈的保密關鍵字搜索)

• 背景動機：作者通過不經意關鍵字搜索（OKS），防止此過程對服務器產生信息泄露，即讓服務器不知道提交的單個關鍵詞與對應的密文，但如果檢索權限包含一個授權的關鍵詞集合，OKS會受到這種單關鍵詞的限制，而且公鑰運算開銷較大，來保護搜索關鍵字的隱私，實現基于區塊鏈的私有關鍵字搜索。
• 簡要內容：Oblivious關鍵字搜索（OKS）允許用戶以一種不經意的方式檢索與所選關鍵字相關聯的數據。所選關鍵字與相應的密文對于數據來說是未知。但是如果檢索權限是授權的關鍵字集，則OKS由于一個關鍵字的限制而無法使用，帶有關鍵字搜索的公鑰加密可能導致高帶寬消耗。本文介紹了基于區塊鏈的Searchain關鍵字檢索系統，它可以對分散存儲中設置的授權關鍵字進行無意識搜索。Searchain建立一種帶有授權的不經意關鍵詞受師（OKSA）的新穎原語之上，它提供了除不經意搜索之外的關鍵字授權保證。
• 區塊鏈的作用：區塊鏈負責記錄檢索的交易和命令，消除了數據檢索中損害服務端的威脅（好像起到的作用并不是很大，保存交易訂單）。

[3] A Searchable Symmetric Encryption Scheme using Blockchain (用區塊鏈實現對稱可搜索加密)

• 背景動機：SSE服務器返回的結果不一定對，若服務器惡意返回錯誤的結果該如何處理。此外，若訪問私有云，然而這些云可能不共享數據，因此需要考慮用區塊鏈來保證。
• 簡要內容：本文指出了將數據存儲在公有鏈中的重要性，然后創新的構建了一個使用區塊鏈的SSE模型（SSE-using-BC），并給出了它的安全定義，以保證數據的隱私，提高搜索效率。根據數據的大小，考慮兩種不同情況，并提出對應的方案。
• 區塊鏈的作用：區塊鏈負責存儲文件的密文，以及存儲搜索的索引。

[4] Towards Trustworthy and Private Keyword Search in Encrypted Decentralized Storage (在加密的去中心化存儲中實現可信且私密的關鍵詞搜索)

• 背景動機：現有的Storj、Filecoin和Datacoin這種基于區塊鏈的去中心化云存儲系統，用區塊鏈是為了實現對文件完整性達到共識，用加密貨幣是為了實現自動支付云存儲服務費用。但僅使用端到端加密會限制搜索功能并影響用戶使用體驗。同時，服務器（作為）對等體會作惡，另一方面用戶可能會在支付服務費上作惡。還有就是，（據這篇文章聲稱）當前主流的基于區塊鏈的云存儲平臺，僅支持用文件ID來檢索文件，不支持安全的關鍵詞搜索。這也是本文要解決的第三個問題，就是對基于區塊鏈的加密數據平臺實現安全的關鍵詞搜索。
• 簡要內容：本文提出了一種加密的去中心化存儲架構，可以支持可信和私密的關鍵詞搜索功能。從可搜索加密開始，實現對加密數據的搜索。然而，僅采用這些原語難以解決目標分散服務模型中的特定威脅。服務節點會惡意返回錯誤結果，以欺詐方式拒絕支付費用。因此，本文設定了特定的安全數據添加和關鍵詞搜索協議，以實現客戶端可驗證性和基于區塊鏈的對搜索結果的公平判斷。實際考慮，將有效的動態可搜索加密方案集成到協議中作為實例化以降低區塊鏈的開銷。
• 區塊鏈的作用：基于區塊鏈來對搜索結果的公平判斷。

[5] Privacy-Preserving Searchable Encryption Framework for Permissioned Blockchain Network (用于許可區塊鏈網絡的隱私保護可搜索加密框架)

• 背景動機：同樣傳統的SE方案并未考慮云服務器作惡的情況，無法保證更高級的安全性。因此，本文提出了一種新穎的隱私保護框架，且具有顯著的安全和隱私利益。
• 簡要內容：本文提出了一種新穎的隱私保護框架，以促進對存儲在區塊鏈網絡上的加密數據的關鍵詞搜索。這是第一次針對Hyperledger-Fabric研究基于概率陷門的SE方案，該框架使用概率陷門來抵抗可區分性攻擊并確保更高級別的安全性和隱私。
• 區塊鏈的作用：主要使用permissioned區塊鏈網絡利用一組訪問策略來允許對等方訪問網絡中存儲的數據；記錄用戶端的請求操作、生成的概率陷門等相關信息和加密文檔

[6] Enabling Reliable Keyword Search in Encrypted Decentralized Storage with Fairness (以公平方式在加密去中心化存儲中實現可靠的關鍵字搜索)

• 背景動機：像storj和sia這樣的去中心化存儲面臨來自客戶端和服務節點的嚴重威脅，例如返回結果是錯誤的，或者客戶端會故意逃避付款。因此需要考慮用區塊鏈記錄這些搜索的日志，并設計一個公平的協議來處理爭議和發放公平的付款。
• 簡要內容：基于兩大挑戰：如何在分布式平臺中部署？去中心化的平臺，客戶和服務方都有可能不誠實的。本文將動態高效且安全的關鍵字搜索應用到加密的去中心化云存儲中，該方案可實現動態更新，同時最大程度地減少用于公平支付的區塊鏈的執行和存儲開銷，并利用智能合約在區塊鏈上記錄密文搜索結果的證據，實現公平性和可驗證性，減少查詢延遲和通信開銷。
• 區塊鏈的作用：區塊鏈負責記錄加密搜索的日志，保證雙方的付款公平，以及搜索結果的正確性。

[7] Searching an Encrypted Cloud Meets Blockchain-A Decentralized, Reliable and Fair Realization (可搜索加密云遇到區塊鏈，去中心化，可實現和公平性)

• 背景動機：考慮到云存儲與可搜索加密結合遇到的一些關鍵問題，例如服務器不僅是半誠實服務器，也可能作惡，需要考慮相應的懲罰措施；另外，近些工作關注檢驗搜索結果的完整性，并依賴特殊的搜索索引數據結構，不支持一些特定的表達能力，因此考慮結合區塊鏈技術。
• 簡要內容：本文利用以太坊的智能合約，首次提出去中心化的隱私包含方案，保證DO收到正確的搜索結果，而無需驗證；新穎的引入了公平的概念，并提出了一個公平的隱私保護搜索方案，使得在多用戶環境中，每個參與者都得到公平的對待和激勵，以符合正確的計算。(與第[9]篇類似)
• 區塊鏈的作用：智能合約充當中心服務器，公平性，各個參與者平等，被激勵去遵循正確計算。

[8] Outsourcing Service Fair Payment based on Blockchain and its Applications in Cloud Computing (基于區塊鏈的外包服務公平支付及其在云計算中的應用)

• 背景動機：由于外包服務涉及在線支付和數據安全問題，他們之間互不信任會嚴重阻礙云計算的廣泛應用；另外，以往方案并未考慮外包服務的支付公平問題。
• 簡要內容：本文為了實現一般外包服務的安全公平支付，不依賴任何第三方，無論可信與否，引入基于區塊鏈的云計算外包服務公平支付框架BPay。首先提出了BPay的系統架構、對抗模型和設計目標，然后描述了設計細節。兼容比特幣區塊鏈和以太坊區塊鏈。
• 區塊鏈的作用：主要使用區塊鏈來保證支付公平問題。

[9] Blockchain based searchable encryption for electronic health record sharing (基于區塊鏈的可搜索加密，電子健康記錄共享)

• 背景動機：由于電子醫療記錄（EHR）存在不同個體和組織之間的搜索問題（不同用戶有不同的加密索引），需要保證和防止未經授權的訪問，且云服務器并不完全可信，故提出用區塊鏈來EHR數據的公平交換和結果的正確性。
• 簡要內容：本文提出了一種基于區塊鏈的HER可搜索加密方案。索引通過復雜的邏輯表達式構建，區塊鏈實現data owner和user之間的公平性，智能合約負責記錄和追蹤交易流程，支持布爾查詢和范圍搜索，無需額外的驗證。但不支持動態更新。
• 區塊鏈的作用：利用區塊鏈中的智能合約代替集中式服務器，使得交互的雙方（用戶端和數據擁有者）的公平性，且能保證用戶一定能收到準確的搜索結果，而無需驗證；區塊鏈只存儲索引，且對EHR的訪問需要進行身份驗證。

[10] A Blockchain-Based Searchable Public-Key Encryption with Forward and Backward Privacy for Cloud-assisted Vehicular Social Networks (用于云輔助的車輛社交網絡中具有前向和后向隱私的基于區塊鏈可搜索公鑰加密)

• 背景動機：由于車輛社交網絡面臨著數據安全和隱私保護等新安全挑戰，且中央搜索服務器其功能過于強大，無法被監督?？紤]區塊鏈解決單點故障和實現去中心化功能。其次一些泄露濫用攻擊是通過利用泄露的信息來執行，應盡可能減少泄露的數據信息。
• 簡要內容：由于現有大多數可搜索公鑰加密方案容易受到自適應泄露利用攻擊或不能滿足實際應用的效率要求。本文設計了一種新的基于區塊鏈的具有前向和后向隱私的可搜索公鑰加密方案（BSPEFB），該方案是一種去中心化的可搜索公鑰加密方案，可以實現隱私保護，且中央搜索云服務器被智能合約取代。
• 區塊鏈的作用：區塊鏈取代第三方搜索服務器，利用智能合約進行搜索，保證結果正確和不可變。

[11] Achieving Secure Search over Encrypted Data for e-Commerce: A Blockchain Approach (電子商務加密數據的安全搜索：區塊鏈方法)

• 背景動機：電子商務中的采集數據、存儲數據都依賴可信的第三方，在數據處理各個階段面臨安全為學習，不能保證數據的可靠性和真實性，故本文基于聯盟鏈的加密數據分布式安全搜索方案，通過集成區塊鏈和可搜索加密模型，有效地保護敏感數據。
• 簡要內容：本文提出一種電子商務環境下基于聯盟區塊鏈的加密數據分布式安全搜索方案。聯盟鏈可以保證只有經過授權的節點才能加入系統，為了實現搜索任務節點的公平分配，提出設置兩個代理角色的支持策略，根據每個節點的負載能力將搜索任務與虛擬資源進行分配和匹配?；贙NN-SE算法生成，并生成記錄的索引和搜索token。貢獻：實現密文形式數據的安全采集、安全存儲和安全檢索。
• 區塊鏈的作用：使用聯盟鏈保證只有授權的節點才能加入系統；搜索算法由智能合約的peer節點執行。

[12] BC-SABE: Blockchain-aided Searchable Attribute-based Encryption for Cloud-IoT (BC-SABE: 用于云物聯網的區塊鏈輔助可搜索屬性加密)

• 背景動機：由于云存儲中存在數據非法訪問、數據篡改、隱私泄露等一系列安全和隱私問題，以及存在解密計算負擔和用戶密鑰管理等問題，作者就借助區塊鏈來解決密鑰管理、用戶撤銷和參數生成等，從而實現基于屬性搜索的云物聯網搜索。
• 簡要內容：對稱加密可以保證數據的保密性，但無法實現細粒度的數據共享和搜索?；陉P鍵字的可搜索屬性加密可以實現數據的保密性和細粒度訪問控制，以及對數據用戶的關鍵字搜索。本文提出了一種具有有效撤銷和解密的區塊鏈輔助可搜索屬性加密（BC-SABE）。傳統服務器被區塊鏈系統取代，負責閾值參數生成、密鑰管理和用戶撤銷，并且不再需要密文重新加密和密鑰更新。此外本方案中云端不僅存儲海量的加密數據，還對群G中只需一次取冪即可完成解密的用戶進行搜索和預解密。
• 區塊鏈的作用：聯盟區塊鏈負責閾值參數的生成、密鑰管理和(通過更新用戶撤銷列表)來控制用戶撤銷，生成部分令牌。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的最新论文笔记(+14)：精选12篇区块链与可搜索加密相结合论文进行汇总与概括的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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