An Efficient-keyword-searching Technique over Encrypted data on Smartphone Database

We are using our smartphone for our business as well as ours lives. Thus, user's privacy data and a company secret are stored at smartphone. By the way, the saved data on smartphone database can be exposed to a malicous attacker when a malicous app is installed in the smartphone or a user lose his/her smartphone because all data are stored as form of plaintext in the database. To prevent this disclosure of personal information, we need a database encryption method. However, if a database is encrypted, it causes of declining the performance. For example, when we search specific data in condition with encrypted database, we should decrypt all data stored in the database or search sequentially the data we want with accompanying overhead[1]. In this paper, we propose an efficient and searchable encryption method using variable length bloom filter under limited resource circumstances(e.g., a smartphone). We compare with existing searchable symmetric encryption. Also, we implemented the proposed method in android smartphone and evaluated the performance the proposed method. As a result through the implementation, We can confirm that our method has over a 50% improvement in the search speed compared to the simple search method about encrypted database and has over a 70% space saving compared to the method of fixed length bloom filter with the same false positive rate.

스마트폰 데이터베이스 환경에서 암호화된 데이터에 대한 효율적인 키워드검색 기법

많은 사람들이 일상생활뿐만 아니라 다양한 업무에서 스마트폰을 활용하고 있다. 이에 따라 스마트폰에는 사용자의 개인정보 및 업무상의 민감한 정보가 저장된다. 그러나 스마트폰은 다양한 데이터 및 개인 정보를 데이터베이스에 평문형태로 저장하고 있어 악성 앱이나 단말기 분실, 데이터 복원 등을 통하여 데이터베이스에 저장된 데이터 및 개인정보가 외부로 노출되고 2차 공격에 사용될 수 있다. 이러한 사용자의 정보유출 피해를 차단하기 위해서는 데이터베이스 암호화 기술이 필요하지만, 데이터베이스를 암호화하는 경우 성능저하를 야기 시킨다. 대표적인 예로, 암호화된 상태에서 특정 키워드를 통해 데이터를 검색하는 경우 모든 데이터를 복호화하거나 인덱스 정보 없이 순차적인 검색을 해야 하는 오버헤드가 발생한다[1]. 본 논문에서는 데이터베이스가 암호화된 상태에서, 데이터를 검색할 때 발생하는 오버헤드를 최소화하기 위한 검색가능한 암호 기법을 제안한다. 특히, 스마트폰과 같이 자원이 제한된 환경에서 사용되는 로컬 데이터베이스에 대해, 가변길이 블룸 필터를 사용하는 암호화된 데이터상에서의 효율적인 키워드 검색 기법을 제안하고 기존의 대칭키 방식의 검색 가능한 암호 기법들과 비교 분석한다. 그리고 안드로이드 스마트폰에서 제안하는 기법을 구현하여 제안 기법의 적절성과 성능을 검증한다. 구현을 통한 실험 결과, 본 논문에서 제안하는 방법이 암호화된 상태에서의 단순 검색에 비해 약 50% 이상의 검색 속도 향상 및 기존 고정 길이 블룸필터에 비해 동일한 긍정오류율 상에서 약 70% 이상의 공간을 절약할 수 있음을 확인할 수 있었다.