Şı̇frelı̇ bulut verı̇lerı̇ üzerı̇nde güvenlı̇ ve efektı̇f çoklu anahtar kelı̇me ı̇le sıralı arama yöntemı̇
Efficient privacy preserving multi keyword ranked search method over encrypted cloud data
Yazar: KUBRA MAMMADOVA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MURAT AYDOS
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Sürekli yeni donanım ve yazılım gereksinimlerinin piyasaya sunulduğu ve geliştirildiği aşırı bilgi yoğunluğu döneminde, bulut bilişimi kullanıcıların ihtiyaç duydukları verilere zamanında ulaşmalarını sağlayan ve bilgi trafiğine çözüm olabilecek güçlü bilgi işlem mimarisidir. Bulut yapısı, kullanıcılarına sunduğu esneklik, yüksek veri paylaşımı üst sınırı, basit altyapı, basit veri yönetim sistemi, ölçeklenebilirlik, ayrıca ekonomik açıdan tasarruflu, kullanıcı dostu hizmetleri nedeniyle geniş kullanıcı kitlesi tarafından tercih edilmektedir. Kullanıcıların (kişiler, kurumlar, şirketler) dış kaynakta depolamak istedikleri hassas bilgilerinin (kimlik bilgileri, hasta kayıtları, finansal bilgiler vb.) güvenliğini ve gizliliğini sağlamak için kullandıkları şifreleme yöntemleri, arama metotları da dahil olmak üzere düz metinler üzerinde yapılan ve efektif sonuçlar elde edilmesini sağlayan işlemleri etkisiz hale getirmiştir. Bu sorunu çözmek ve verimli sonuçlar elde etmek için dış kaynağa aktarılan verilerin aranabilir şifreleme yöntemleri kullanılarak şifrelenmesi arama yapılmasını mümkün kılmaktadır. Şifreli bulut verileri üzerinde arama algoritmaları büyük veri belgeleri koleksiyonlarının güvenliği ve gizliliğini sağlarken, yetkili kullanıcıların ihtiyaç duydukları dosyalara efektif ve verimli şekilde erişimini sağlar, ayrıca yetkisiz kullanıcıların ve bulut sunucusunun verilerin içeriğine istatistiksel veya tahmin yoluyla erişmesini engellemektedir.
Sunulan şifreli bulut verileri üzerinde arama yöntemlerinden bazıları efektif sonuçların döndürülmesini sağlarken veri güvenliğinden taviz vermektedir. Diğer metotlarda ise, güçlü güvenlik ve gizlilik gereksinimleri sunulurken, döndürülen sonuçların verimliliği ve efektifliği yetersiz düzeydedir. Arama yöntemlerinin bir kısmı ise matematiksel içeriği nedeniyle veriler kısıtlı yetkili veya yetkisiz kullanıcıların ve sunucunun istatistiksel vb. saldırılarına karşı savunmasızdır.
Tez kapsamında, bulut sunucularına aktarılmış şifreli veriler üzerinde yapılan aramalarda verimli sonuçlar döndürürken verilerin güvenliğinden taviz vermeyen gizlilik korumalı çoklu anahtar kelime ile sorgu oluşturulmasına izin veren daha verimli bir algoritma geliştirilmiştir. Şifreli bulut verileri üzerinde ilk defa uygulanan ORE aranabilir şifreleme yöntemi ve iki katmanlı Bloom filtresi ile bu algoritma sunulmuş diğer arama algoritmalarından ciddi şekilde farklıdır ve daha efektif sonuçlar döndürmektedir. Bu yöntem yerel sunuculara aktarılmış deneme veri belgeleri üzerinde uygulanmış ve optimum sürede daha verimli sonuçlar döndürdüğü gözlemlenmiştir.

Abstract:
With its offered user-friendly services such as flexibility, high data sharing limit, simple infrastructure, simple data management system, scalability, efficiency in the term of economy, cloud computing is preferred by user audience and data owners motivated to transfer their data collection from local sites to cloud storage server. User audience and data owners who are motivated to transfer their data collection from local sites to a cloud storage server prefer cloud computing because of the user-friendly services it offers, such as its flexibility, high data sharing limit, simple infrastructure, simple data management system, scalability and efficiency in the terms of economy. Encryption techniques used for relieving user's (i.e. individuals', institutions', companies') concerns about the provision of security and privacy of outsourced sensitive data (identification information, patient records, financial information, etc.) disable procedures that are used to get needed documents and for active information searching. To ensure access to the data that clients need and to improve the usage and efficiency of cloud servers, various search methods that allow for generating query request are proposed while maintaining the security and confidentiality of encrypted cloud data. While ensuring the security and confidentiality of large data document collections, search methods allow authorized users to get needed data efficiently. In addition, these techniques protect content of data documents against unauthorized users and cloud servers that want to get access with statistical or estimate attacks. Some of the presented search methods on the encrypted cloud data made concession from data security, while returning effective search results. Several methods return search results with low level efficiency while providing strong security and privacy requirements. Part of the developed methods are vulnerable against statistical attacks by limited authorized or unauthorized users and servers because of its mathematical content.
In this thesis, search method that allows to return search result with efficient privacy preserving multi keyword query request generated by client and which does not compromise the security of the data while returning effective search results are presented. This method differs from other presented techiques with its efficient searchable encryption and by using two-tier Bloom filter. This algorithm tested on the local servers and returned effective results on the test document collections.