Enkripsi Terautentikasi Siaran dengan Pencarian Kata Kunci di Model Standar: Aman Ketat dalam Setelan Multi-Pengguna, Multi-Tantangan

Konstruksi BAEKS yang aman ketat dengan keamanan full-hiding adaptif di bawah asumsi MDDH standar

Sayantan Mukherjee· 2026· DOI 10.48550/arXiv.2608.29191

Masalah inti

Broadcast Authenticated Encryption with Keyword Search (BAEKS) memperluas public-key encryption with keyword search (PEKS) agar pengirim dapat mengenkripsi kata kunci di bawah kunci publik beberapa penerima, sekaligus memungkinkan setiap penerima membuat trapdoor untuk suatu kata kunci dan menguji apakah suatu ciphertext memuat kata kunci tersebut. Penelitian sebelumnya tentang BAEKS belum mempertimbangkan persyaratan fungsionalitas dalam setelan yang paling realistis: multi-pengguna dengan korupsi adaptif dan multi-tantangan (baik kueri ciphertext maupun trapdoor secara berselang-seling). Makalah ini mengisi celah tersebut dengan mengusulkan definisi keamanan baru untuk BAEKS yang menangkap kemampuan penyerang yang realistis ini. Penulis juga mengkaji unforgeability BAEKS, dan menunjukkan bahwa persyaratan penyembunyian yang kuat sudah menyiratkan tingkat unforgeability yang signifikan. Kontribusi utamanya adalah konstruksi BAEKS baru dalam grup pemasangan bilinear, yang terbukti aman full-hiding ketat secara adaptif di bawah asumsi MDDH (hampir) standar. Pembatasan konstruksi pada satu penerima menghasilkan konstruksi PAEKS yang efisien dan aman ketat. Makalah ini juga menyediaka

Hasil utamanya adalah konstruksi BAEKS yang mencapai keamanan full-hiding ketat adaptif di bawah asumsi MDDH (hampir) standar dalam model standar. Keamanan dibuktikan dalam setelan multi-pengguna, multi-tantangan dengan korupsi adaptif, yang lebih kuat daripada model sebelumnya. Penulis menunjukkan bahwa persyaratan penyembunyian yang kuat menyiratkan tingkat unforgeability yang signifikan, artinya penyerang tidak dapat memalsukan ciphertext yang valid untuk suatu kata kunci tanpa trapdoor yang sesuai. Skema ini juga efisien: evaluasi eksperimental menunjukkan kinerja yang praktis. Ketika dibatasi pada satu penerima, konstruksi ini menghasilkan skema PAEKS yang efisien sekaligus aman ketat, memperbaiki konstruksi PAEKS sebelumnya yang tidak memiliki keamanan ketat atau bergantung pada random oracle. Makalah ini memberikan batas keamanan konkret dan membandingkan efisiensi dengan skema yang ada, serta menunjukkan kinerja yang kompetitif.

Broadcast Authenticated Encryption with Keyword Search (BAEKS) memperluas public-key encryption with keyword search (PEKS) agar pengirim dapat mengenkripsi kata kunci di bawah kunci publik beberapa penerima, sekaligus memungkinkan setiap penerima membuat trapdoor untuk suatu kata kunci dan menguji apakah suatu ciphertext memuat kata kunci tersebut. Penelitian sebelumnya tentang BAEKS belum mempertimbangkan persyaratan fungsionalitas dalam setelan yang paling realistis: multi-pengguna dengan korupsi adaptif dan multi-tantangan (baik kueri ciphertext maupun trapdoor secara berselang-seling). Makalah ini mengisi celah tersebut dengan mengusulkan definisi keamanan baru untuk BAEKS yang menangkap kemampuan penyerang yang realistis ini. Penulis juga mengkaji unforgeability BAEKS, dan menunjukkan bahwa persyaratan penyembunyian yang kuat sudah menyiratkan tingkat unforgeability yang signifikan. Kontribusi utamanya adalah konstruksi BAEKS baru dalam grup pemasangan bilinear, yang terbukti aman full-hiding ketat secara adaptif di bawah asumsi MDDH (hampir) standar. Pembatasan konstruksi pada satu penerima menghasilkan konstruksi PAEKS yang efisien dan aman ketat. Makalah ini juga menyediakan implementasi dan evaluasi eksperimental.

Skema BAEKS yang diusulkan dibangun dalam grup pemasangan bilinear. Misalkan G_{1}, G_{2}, G_{T} adalah grup berorde prima p dengan pemetaan bilinear e : G_{1} \times G_{2} \to G_{T} . Konstruksi ini memanfaatkan asumsi Matrix Decisional Diffie-Hellman (MDDH), yang standar dalam kriptografi berbasis pemasangan. Bukti keamanan dilakukan dalam model standar (tanpa random oracle) dan mencapai keamanan ketat, artinya kehilangan keamanan tidak bergantung pada jumlah pengguna dan tantangan. Skema ini mendukung enkripsi siaran kata kunci ke beberapa penerima, dan trapdoor dapat dibuat oleh setiap penerima secara independen. Penulis mendefinisikan gagasan keamanan baru yang menggabungkan korupsi adaptif multi-pengguna dan setelan multi-tantangan, di mana penyerang dapat menyelang-seling kueri ciphertext dan trapdoor. Bukti menggunakan rangkaian permainan untuk membatasi keuntungan penyerang dengan asumsi MDDH. Konstruksi ini juga diadaptasi ke kasus penerima tunggal untuk memperoleh skema PAEKS dengan keamanan ketat. Makalah ini menyertakan evaluasi eksperimental untuk menunjukkan efisiensinya.

Makalah ini memajukan perkembangan searchable encryption dengan menangani setelan multi-pengguna dan multi-tantangan yang realistis untuk BAEKS. Definisi keamanan baru menangkap korupsi adaptif dan kueri berselang-seling, yang krusial untuk penerapan praktis. Bukti keamanan ketat memastikan degradasi keamanan tetap minimal bahkan dengan banyak pengguna dan tantangan, sehingga skema ini cocok untuk sistem berskala besar. Penggunaan asumsi MDDH standar meningkatkan keyakinan terhadap keamanannya. Unforgeability yang tersirat menjadi properti tambahan yang diinginkan. Adaptasi ke PAEKS menyediakan alternatif yang aman ketat terhadap skema yang ada. Namun, konstruksi ini bergantung pada pemasangan bilinear, yang mungkin lebih mahal secara komputasi daripada skema tanpa pemasangan. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa biaya tambahannya masih dapat diterima. Penelitian selanjutnya dapat mengeksplorasi perluasan ke setelan lain, seperti pencarian multi-kata kunci atau kontrol akses berbasis atribut. Secara keseluruhan, karya ini memberikan fondasi yang kokoh untuk searchable encryption siaran yang aman dan efisien.

Praktisi dan peneliti ilmu komputer

Membuka konten member…