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SWP of Searchable Encryption

编程水平有限,代码可能比较丑。

1. 简介

本项目为毕业设计的一部分，实现一种可搜索加密方案。

选择SWP方案为主要思想，通过结合gRPC，ProtocBuf，RocksDB等第三方库来实现。

  • SWP方案来自于D.Song等人的Practical Techniques for Searches on Encrypted Data，为一种对称可搜索加密方案。

  • gRPC为Google开源的一个高性能、开源和通用的RPC框架。

  • ProtoBuf为Google开源的一种数据序列化的方案，具有高的转化效率，时间效率和空间效率，远超同类json，xml等。

  • RocksDB是一个来自FaceBook的可嵌入式的支持持久化的key-value存储系统，基于LevelDB改进而来。

2. 配置环境

操作系统版本：Deepin20.2

内核版本：5.10.18-amd64-desktop

第三方库

注意：第三方库版本尽可能一致

rocksdb版本：6.16.4

protobuf版本：3.14.0

gRPC版本：1.36.0

其中protocbuf和grpc版本匹配即可

  • 2.1 RocksDB

    参考本人写的Ubuntu/Deepin上安装Rocksdb

  • 2.2 gRPC和protobuf

    由于gRPC的实现依赖protobuf，因此这两个库可以同时安装，且建议同时安装，即使用gRPC源码中包含的protobuf源码来编译安装。

    具体步骤如下：

    2.2.1 下载依赖和源码

    sudo apt-get install build-essential autoconf libtool pkg-config cmake
git clone -b v1.36.0 https://github.com/grpc/grpc
cd grpc
git submodule update --init

    2.2.2 编译安装

    // 此步骤参考grpc/BUILDING.md
mkdir -p cmake/build
cd cmake/build
cmake ../.. -DBUILD_SHARED_LIBS=ON
make
sudo make install

    正常情况下，protobuf作为子模块也已经安装成功，如果没有安装，则需要去third_party/protobuf路径下手动安装，安装方式如下：

    ./autogen.sh
./configure
make
sudo make install

    2.2.3 安装结果测试

    cd grpc/examples/cpp/helloworld
make
./greeter_server
./greeter_client

    如果测试失败，查看报错信息，如果是缺少依赖，则多半因为子模块没能成功安装，前往third_party目录下手动安装缺少模块，安装方式与protobuf类似。

3. 目录结构

SWP-of-searchable-encryption
├── protoc/				# protocbuf相关目录
│	├── rpc.grpc.pb.cc		# 由rpc.protoc生成的grpc通讯接口源文件
│	├── rpc.grpc.pb.h		# 由rpc.protoc生成的grpc通讯接口头文件
│	├── rpc.grpc.pb.o		
│	├── rpc.pb.cc			# 由rpc.protoc生成的基本接口源文件
│	├── rpc.pb.h			# 由rpc.protoc生成的基本接口头文件
│	├── rpc.pb.o			
│	├── rpc.proto			# 使用protocbuf序列化的通讯信息内容
│	└── updateprotoc.sh		# 将rpc.proto生成接口的脚本
├── submodule/				# 工具类文件
│	├── encryption.cc		# 加密解密相关函数源文件
│	├── encryption.h		# 加密解密相关函数头文件
│	├── encryption.o		
│	├── tools.cc			# 工具函数源文件
│	├── tools.h			# 工具函数头文件
│	└── tools.o				
├── rocksdb-data/			# 服务器端数据库目录
├── client				# 客户端可执行文件
├── client.cc				# 客户端源文件
├── client.h				# 客户端头文件
├── client.o					
├── server				# 服务器端可执行文件
├── server.cc				# 服务器端源文件
├── server.h				# 服务器端头文件
├── server.o					
├── Makefile				# 编译server和client
└── README.md				# readme

4. 实现原理

因Github不支持渲染公式，实现原理部分迁至本人博客。