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영어

With the development of cloud computing, interest in database outsourcing has recently increased. However, when the database is outsourced, there is a problem in that the information of the data owner is exposed to internal and external attackers. Therefore, in this paper, we propose decimalbased encryption operation protocols that support privacy preservation. The proposed protocols improve operational efficiency compared to binary-based encryption operation protocols by eliminating the need for repetitive operations based on bit length. In addition, we propose a privacy-preserving kNN query processing algorithm using decimal-based encryption operation protocols. The proposed kNN query processing algorithm provides high query processing performance by utilizing efficient decimal-based protocols which enhance the efficiency of the encryption operations. Meanwhile, the security analysis of the proposed algorithm is performed to prove its data protection, query protection, and access pattern protection. Through our performance analysis, the proposed kNN query processing algorithm shows about 5 times better query processing performance, compared with the existing algorithms.

한국어

최근 클라우드 컴퓨팅이 발전함에 따라 데이터베이스 아웃소싱에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 데이터베이스 를 아웃소싱하는 경우, 데이터 소유자의 정보가 내부 및 외부 공격자에게 노출되는 문제점을 지닌다. 따라서 본 논 문에서는 프라이버시 보호를 지원하는 십진수 기반의 암호화 연산 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 이진 수 기반의 암호화 연산 프로토콜과 달리 bit length 만큼 반복 연산을 수행하지 않기 때문에 연산의 효율성을 향상 시킨다. 아울러 십진수 기반의 암호화 연산 프로토콜을 이용한 kNN 질의처리 알고리즘을 제안한다. 제안하는 kNN 질의처리 알고리즘은 암호화 연산의 효율성을 향상시킨 십진수 기반의 프로토콜을 사용함으로써 높은 질의 처 리 성능을 제공한다. 한편 제안하는 알고리즘의 보안 분석을 수행하여, 데이터 보호, 질의 보호, 접근 패턴 보호를 지원함을 증명한다. 마지막으로 성능평가를 통해, 제안하는 kNN 질의처리 알고리즘이 기존 알고리즘에 비해서 약 5배의 질의처리 성능 향상이 있음을 보인다.

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 관련 연구
3. 제안하는 kNN 알고리즘 처리를 위한 전체시스템 구조
4. 프라이버시 보호를 지원하는 십진수기반의 암호화 연산 프로토콜
4.1 ASC(Advanced Secure Compare) 프로토콜
4.2 ASMIN(Advanced Secure MINimum) 프로토콜
4.3 ASMINn(Advanced Secure Minimum out of n Numbers) 프로토콜
4.4 ASRO(Advanced Secure Range Overlapping) 프로토콜
4.5 ASPE (Advanced Secure Point Enclosure) 프로토콜
5. 십진수 기반의 암호화 연산 프로토콜을 이용한 제안하는 kNN 질의 처리 알고리즘
5.1 수행단계 1: 암호화 인덱스 탐색 단계
5.2 수행단계 2: kNN 탐색 단계
5.3 수행단계 3: 노드 확장 탐색을 통한 kNN질의결과 검증 단계
6. kNN 질의처리 알고리즘 보안 분석
6.1 암호화 인덱스 탐색 단계에 대한 보안 분석
6.2 kNN 탐색 단계에 대한 보안 분석
6.3 kNN 질의 결과 검증 단계에 대한 보안 분석
7. 제안하는 kNN 질의처리 알고리즘의 성능평가
8. 결론 및 향후 연구
참고문헌

키워드

저자

• 송영호 [ Youngho Song | 전북대학교 컴퓨터공학과 ]
• 김형진 [ Hyeong-Jin Kim | 전북대학교 컴퓨터공학과 ]
• 장재우 [ JaeWoo Chang | 전북대학교 컴퓨터인공지능학부 교수 ] 교신저자

참고문헌

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• 간행물명

  한국차세대컴퓨팅학회 논문지 [THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF NEXT GENERATION COMPUTING]

• 간기

  격월간

• pISSN

  1975-681X

• 수록기간

  2005~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 566 DDC 004