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代价敏感的指纹可变哈希布谷鸟过滤器
1
作者 李猛 罗文啟 +3 位作者 戴海鹏 王瀚橙 顾荣 陈贵海 《软件学报》 北大核心 2025年第7期3358-3374,共17页
布谷鸟过滤器是一种空间高效的近似成员资格查询数据结构,在网络系统中被广泛应用于网络路由、网络测量和网络缓存等.然而,传统的布谷鸟过滤器设计并未充分考虑在网络系统中,部分或全部查询集合已知的情况,以及这部分查询具有代价的情况... 布谷鸟过滤器是一种空间高效的近似成员资格查询数据结构,在网络系统中被广泛应用于网络路由、网络测量和网络缓存等.然而,传统的布谷鸟过滤器设计并未充分考虑在网络系统中,部分或全部查询集合已知的情况,以及这部分查询具有代价的情况.这导致现有的布谷鸟过滤器在该情况下性能无法达到最优.为此,设计了指纹可变哈希布谷鸟过滤器(VHCF).VHCF提出了指纹可变哈希技术,感知已知的查询集合及其代价,通过为每个哈希桶搜索最优指纹哈希函数,从而大幅降低误判代价.随后,每个哈希桶的最优指纹哈希函数会被独立地记录进入每个哈希桶内的哈希索引单元.此外,提出了一种单哈希的技术用于降低引入指纹可变哈希技术导致的额外计算开销,还对VHCF的操作复杂度和误判率进行了理论分析.最后,实验和理论结果都一致表明,VHCF在保证查询吞吐量相当的情况下,取得了比现有布谷鸟过滤器及其变种都要低的误判率.特别的,在保持指纹长度相同的情况下,VHCF只需为每个哈希索引单元分配1–2比特,即可相比标准布谷鸟过滤器降低误判率12.5%–50%. 展开更多
关键词 布谷鸟过滤器 代价敏感 集合成员查询 误判率
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无锁并发布谷鸟过滤器
2
作者 王瀚橙 陈志鹏 +3 位作者 戴海鹏 顾荣 KIM Chaewon 陈贵海 《软件学报》 北大核心 2025年第7期3339-3357,共19页
布谷鸟过滤器是一种高效的概率型数据结构,该数据结构可以快速判断某个元素是否存在于给定集合中,被广泛应用于计算机网络、物联网应用以及数据库系统中.在实践中,上述系统通常需要处理海量数据以及大量并发请求.实现支持高并发的布谷... 布谷鸟过滤器是一种高效的概率型数据结构,该数据结构可以快速判断某个元素是否存在于给定集合中,被广泛应用于计算机网络、物联网应用以及数据库系统中.在实践中,上述系统通常需要处理海量数据以及大量并发请求.实现支持高并发的布谷鸟过滤器可以显著提升系统吞吐以及数据处理能力,对提升系统性能至关重要.为此,设计一个支持无锁并发的布谷鸟过滤器.该过滤器通过所提出的两阶段查询、路径探查与元素迁移分离,以及基于多机器字比较并交换的原子迁移技术实现高性能的查询、插入和删除操作.理论分析和实验验证结果均表明,无锁并发布谷鸟过滤器显著提升现有最先进算法的并发性能.无锁并发布谷鸟过滤器的查询吞吐量,平均为使用细粒度锁的布谷鸟过滤器的查询吞吐量的1.94倍. 展开更多
关键词 布谷鸟过滤器 并发 近似成员资格查询 概率数据结构 计算机网络
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基于动态布谷鸟过滤器的多关键词可搜索加密方案
3
作者 王谦 赵圣楠 +2 位作者 赵川 荆山 陈贞翔 《通信学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期51-59,共9页
已有多关键词可搜索加密方案在服务器端使用布谷鸟过滤器(CF)实现了多关键词搜索。CF的容量是预设的,这无法满足服务器端持续增长的扩容需求。为解决上述问题,提出了动态多关键词可搜索加密(DMKSE)方案。DMKSE使用动态布谷鸟过滤器来解... 已有多关键词可搜索加密方案在服务器端使用布谷鸟过滤器(CF)实现了多关键词搜索。CF的容量是预设的,这无法满足服务器端持续增长的扩容需求。为解决上述问题,提出了动态多关键词可搜索加密(DMKSE)方案。DMKSE使用动态布谷鸟过滤器来解决服务器端的扩容需求,同时改进了文档-关键词对的存储方式,提高了服务器端的空间利用率,且没带来额外的时间开销。实验结果表明,DMKSE的空间利用率至少比原方案提高了1.3481倍。 展开更多
关键词 可搜索加密 多关键词查询 动态布谷鸟过滤器 空间利用率
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IABC:一种基于区块链和布谷鸟过滤器的跨域认证方法 被引量：11
4
作者 黄穗 李健 范冰冰 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2020年第12期2620-2625,共6页
融合区块链技术的跨域认证方案充分发挥区块链具有去中心化、不可篡改和开放共识的优点,实现用户身份在不同信任域之间的点对点认证.然而传统方案中的区块链系统采用LevelDB存储数字证书,查询性能较低,难以执行重认证时大规模查询证书... 融合区块链技术的跨域认证方案充分发挥区块链具有去中心化、不可篡改和开放共识的优点,实现用户身份在不同信任域之间的点对点认证.然而传统方案中的区块链系统采用LevelDB存储数字证书,查询性能较低,难以执行重认证时大规模查询证书的请求.同时,方案仅在链上记录证书的附加状态,并未真正解决证书撤销的问题.为此,本文提出一种基于区块链和布谷鸟过滤器的跨域认证方法,在不改变原有认证架构的前提下,通过智能合约在区块链上构造布谷鸟过滤器,设计区块链跨域数字证书的组成结构,将证书映射为指纹信息插入到过滤器,实现证书注册、查询和撤销的功能,在提高跨域用户身份认证效率的同时,降低了证书的存储成本,实验结果验证了该方法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 区块链 数字证书 跨域认证 布谷鸟过滤器 智能合约
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过滤器数据结构研究综述 被引量：1
5
作者 王瀚橙 戴海鹏 +2 位作者 陈树森 陈志鹏 陈贵海 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第1期35-40,共6页
过滤器数据结构可以近似地判断某个元素是否属于给定集合。典型的过滤器数据结构,如布隆过滤器、布谷鸟过滤器、商过滤器,以牺牲查询准确性为代价换取更低的内存空间消耗和查询时间开销。因此,得益于空间时间高效性,过滤器数据结构现已... 过滤器数据结构可以近似地判断某个元素是否属于给定集合。典型的过滤器数据结构,如布隆过滤器、布谷鸟过滤器、商过滤器,以牺牲查询准确性为代价换取更低的内存空间消耗和查询时间开销。因此,得益于空间时间高效性,过滤器数据结构现已被广泛应用于计算机网络、物联网、数据库系统、文件系统、生物信息学、机器学习等领域的近似成员资格查询操作中。自20世纪70年代以来,过滤器数据结构受到了广泛的研究,在诸多领域取得了重要的进展,其研究思路也在不断变化。文中整理了近五十年来关于过滤器数据结构的经典研究成果,从过滤器数据结构的原理出发对已有工作进行分类总结,并比较不同工作之间的引证关系和改进思路,最后讨论了过滤器数据结构的未来研究方向。 展开更多
关键词 过滤器 近似成员资格查询 概率数据结构 布隆过滤器 布谷鸟过滤器 商过滤器
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基于去中心化索引的区块链时空数据查询方法 被引量：1
6
作者 李俊杰 周喜 +2 位作者 马玉鹏 王保全 王轶 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第3期641-647,共7页
为提高区块链上时空数据查询效率,结合布谷鸟过滤器思想,提出一种基于去中心化索引的区块链时空数据查询方法。采用Geohash算法为链上时空数据建立聚集性空间数据编码,通过计算编码前缀和分布式哈希表间距离构建去中心化索引网络,设计... 为提高区块链上时空数据查询效率,结合布谷鸟过滤器思想,提出一种基于去中心化索引的区块链时空数据查询方法。采用Geohash算法为链上时空数据建立聚集性空间数据编码,通过计算编码前缀和分布式哈希表间距离构建去中心化索引网络,设计共轭布谷鸟时空索引结构实现对区块链时空数据的高效索引查询。实验通过搭建Hyperledger Fabric区块链网络,使用公开数据集验证方法的有效性,相较于已有代表性方案取得了查询效率的提升。 展开更多
关键词 区块链 区块链数据管理 时空数据 时空索引 超级账本 去中心化网络 布谷鸟过滤器
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面向轻量级设备的云存储场景数据完整性校验方案
7
作者 韩冰 王昊 +3 位作者 方敏 张永超 周璐 葛春鹏 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期2467-2481,共15页
资源受限的轻量级移动设备往往可以通过将大规模数据外包至云存储服务器中从而卸载自身的计算和存储压力.然而该云存储模式存在自私云服务器丢弃数据以节省存储资源的可能性.因此需要能够对云储存数据进行有效的完整性校验以确保数据正... 资源受限的轻量级移动设备往往可以通过将大规模数据外包至云存储服务器中从而卸载自身的计算和存储压力.然而该云存储模式存在自私云服务器丢弃数据以节省存储资源的可能性.因此需要能够对云储存数据进行有效的完整性校验以确保数据正确完好地存储着.然而现有的云存储完整性校验机制在缺乏可靠且能够满足数据隐私保护的前提下对数据进行即时、多次校验的机制.提出了一种基于可信执行环境的完整性校验机制,通过在隔离区域中对数据产生可信证明,保证了云服务器在全过程中对数据以及产生证明的全过程的不可见,从而不得不诚实地保证存储数据的完整性.为了进一步提高方案的安全性,引入了区块链智能合约以提供证明的可信存证和验证.此外,还考虑到了端侧设备的资源不足问题,提出了基于布谷鸟过滤器的高效验证机制.实验结果表明,该方法能够在保证隐私数据的完整性校验的基础上,实现较高的执行效率和实用性. 展开更多
关键词 完整性校验 云存储 可信执行环境 区块链 布谷鸟过滤器 隐私保护
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支持联合搜索的动态前向安全可搜索加密方案 被引量：3
8
作者 汤永利 李静然 +1 位作者 闫玺玺 赵强 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期1853-1866,共14页
前向安全可搜索加密方案可抵抗文件注入攻击,从而引起了广泛的关注,它保证了更新文件后,新加入的文件不会泄露先前文件的关键词信息.就前向安全可搜索加密方案而言,如何提升其安全性和运行效率是当下的研究热点.但现有的前向安全可搜索... 前向安全可搜索加密方案可抵抗文件注入攻击,从而引起了广泛的关注,它保证了更新文件后,新加入的文件不会泄露先前文件的关键词信息.就前向安全可搜索加密方案而言,如何提升其安全性和运行效率是当下的研究热点.但现有的前向安全可搜索加密方案为了提升安全性,往往仅支持单关键词查询或者以牺牲部分查询功能为代价.针对可搜索加密文件更新时的隐私泄露问题和搜索功能不完善问题,提出一种支持联合搜索的前向安全可搜索加密方案.该方案在服务器端采用布谷鸟过滤器筛选符合查询条件的文件,且支持动态更新操作;通过引入密文等值测试技术对关键词进行隐藏,实现在搜索阶段不泄露关键词和文件信息的情况下进行搜索匹配.方案分析和实验表明所提方案满足自适应安全性,提供多关键词搜索,支持灵活的更新操作且具有较高的效率,更加适用于数据外包、电子邮件系统等实际应用场景. 展开更多
关键词 可搜索加密 前向安全 联合查询 布谷鸟过滤器 密文等值测试
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