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陜西省網絡與系統安全重點實驗室3篇論文被IEEE INFOCOM 2020錄用
時間:2019-12-23 點擊:
       (通訊員  董學文)近日,第39屆IEEE國際計算機通信會議(IEEE International Conference on Computer Communications,IEEE INFOCOM 2020)錄用結果揭曉,陜西省網絡與系統安全重點實驗室3篇論文作為Regular Paper被錄用。INFOCOM為計算機網絡領域的頂級會議,中國計算機學會(CCF)評級為A類會議。
 
        本屆INFOCOM共收到來自世界各地的1354篇論文投稿,有268篇被接收,錄用率僅為19.8%。在本屆會議上,以西電為第一單位共有3篇論文被錄用,均來自陜西省網絡與系統安全重點實驗室,分別是董學文副教授的論文“Towards Primary User Sybil-proofness for Online Spectrum Auction in Dynamic Spectrum Access”、博士生王祥宇的論文“Search Me in the Dark: Privacy-preserving Boolean Range Query over Encrypted Spatial Data”和博士生程珂的論文“A Lightweight Auction Framework for Spectrum Allocation with Strong Security Guarantees”。

        董學文副教授的論文“Towards Primary User Sybil-proofness for Online Spectrum Auction in Dynamic Spectrum Access”主要研究了在5G網絡中的頻譜資源分配問題。目前,動態頻譜接入(Dynamic spectrum access, DSA)是大量無線設備涌現造成頻譜短缺問題的有效解決方案,其中基于拍賣的頻譜分配機制因其良好的分配效率和公平性而受到廣泛的研究。然而,在拍賣過程中存在一種名為Sybil攻擊(即女巫攻擊)的攻擊形式,一個惡意用戶通過使用兩個或多個假身份同時參與競拍以獲利。這種攻擊會影響拍賣結果并且會嚴重損害誠實用戶及競拍機構的利益。現有的抗Sybil攻擊的頻譜拍賣機制只針對次級用戶的攻擊,但是在主次用戶同時參與拍賣的雙向頻譜拍賣機制中,主用戶也可以通過Sybil攻擊獲利。為此,該文提出一種可以對抗主用戶Sybil攻擊的在線雙向頻譜拍賣機制TSUNAMI。TSUNAMI通過計算次級用戶的機會成本篩選出其中部分性價比高的次級用戶參與頻譜分配,設計報價無關的排序方式和順序匹配方法來實現主用戶的抗Sybil攻擊性和真實性,并且在最后進行了大量的仿真實驗驗證了TSUNAMI滿足這些期望的性能。

圖1 TSUNAMI系統模型圖
 
        博士生王祥宇的論文“Search Me in the Dark: Privacy-preserving Boolean Range Query over Encrypted Spatial Data”主要研究了加密空間數據庫上的隱私保護布爾范圍查詢問題。隨著地理定位技術和移動互聯網的日益普及,空間關鍵字數據服務近年來引起了工業界和學術界的越來越多的興趣。同時,越來越多的數據以加密形式外包給云,以便在享受云計算的優勢的同時不損害數據隱私。大多數現有的工作主要集中于針對空間或關鍵字查詢的隱私保護方案,不能直接應用于解決加密數據上的空間關鍵字查詢問題。該文研究了加密空間數據庫上的隱私保護布爾范圍查詢(PBRQ,privacy-preserving Boolean range query)問題并提出了兩種新穎的PBRQ方案。首先,該文提出了一種基于空間填充曲線編碼和對稱密鑰隱藏矢量加密(SHVE,hidden vector encryption)的具有線性搜索復雜度的方案。然后,該文使用樹結構來實現快于線性的搜索復雜度。全面的安全分析表明,以上方案在查詢過程中可以保證數據安全和查詢隱私。使用實際數據集的實驗結果表明,所提出的方案對于實際應用是有效且可行的,比現有文獻中的技術至少快70倍。

圖2 隱私保護查詢系統模型
 
        博士生程珂的論文“A Lightweight Auction Framework for Spectrum Allocation with Strong Security Guarantees”主要研究了隱私保護的頻譜拍賣問題。拍賣被視作一種高效的頻譜分配方法,現有的頻譜拍賣方案主要側重于經濟特性的考量,而忽視了對拍賣過程中敏感信息的保護。然而,敏感信息的泄露也會影響到拍賣系統的正常運行。該文研究了隱私保護的雙向頻譜拍賣機制并提出了一種安全的輕量級頻譜拍賣框架(Secure and Lightweight Spectrum Auction framework,  SLISA)。首先,該文基于加法秘密分享、基礎混淆電路等輕量級密碼原語采用“Shuffle-then-Compute”的策略設計了一系列安全計算子協議。然后在此基礎上設計了一種保護敏感拍賣信息及數據訪問模式的雙向頻譜拍賣協議。最后通過形式化安全分析和實驗驗證了方案的安全性和高效性。

圖3 隱私保護的頻譜拍賣架構
 
論文詳細信息:
[1] Xuewen Dong, Qiao Kang, Qingsong Yao, Di Lu, Yang Xu, Jia Liu, “Towards Primary User Sybil-proofness for Online Spectrum Auction in Dynamic Spectrum Access”, in Proceedings of IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM), Beijing, China, April, 2020.
 
[2] Xiangyu Wang, Jianfeng Ma, Ximeng Liu, Robert H. Deng, Yinbin Miao, Dan Zhu, and Zhuoran Ma, “Search Me in the Dark: Privacy-preserving Boolean Range Query over Encrypted Spatial Data”, in Proceedings of IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM), Beijing, China, April, 2020.
 
[3] Ke Cheng, Liangmin Wang, Yulong Shen, Yangyang Liu, Yongzhi Wang, and Lele Zheng, “A Lightweight Auction Framework for Spectrum Allocation with Strong Security Guarantees”, in Proceedings of IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM), Beijing, China, April, 2020.