Multi-Writer Searchable Encryption: An LWE-based Realization and Implementation

密码学 多重加密 对称密钥算法 密文 方案(数学) 公钥密码术
作者
Lei Xu,Xingliang Yuan,Ron Steinfeld,Cong Wang,Chungen Xu
出处
期刊:Computer and Communications Security 卷期号:: 122-133 被引量:8
标识
DOI:10.1145/3321705.3329814
摘要

Multi-Writer Searchable Encryption, also known as public-key encryption with keyword search(PEKS), serves a wide spectrum of data sharing applications. It allows users to search over encrypted data encrypted via different keys. However, most of the existing PEKS schemes are built on classic security assumptions, which are proven to be untenable to overcome the threats of quantum computers. To address the above problem, in this paper, we propose a lattice-based searchable encryption scheme from the learning with errors (LWE) hardness assumption. Specifically, we observe that the keys of each user in a basic scheme are composed of large-sized matrices and basis of the lattice. To reduce the complexity of key management, our scheme is designed to enable users to directly use their identity for data encryption. We present several optimization techniques for implementation to make our design nearly practical. For completeness, we conduct rigorous security, complexity, and parameter analysis on our scheme, and perform comprehensive evaluations at a commodity machine. With a scenario of 100 users, the cost of key generation for each user is 125s, and the cost of searching a document with 1000 keywords is 13.4ms.
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